Vectorpro技术说明书.doc

VECTOR PRO技术说明书北京创宇星通科技有限公司2005年3月VECTOR PRO技术说明实现GPS定位定向VECTOR能够提供可靠的，高更新率的位置信息和指向信息是依靠以下的方式：VECTOR使用了两个高性能GPS模块和两个多路径抑制天线来处理GPS信号，其中一对GPS模块和天线被指定为主GPS，另外一对被指定为辅GPS。位置结算是参考主GPS天线的相位中心位置，方位信息是参考由主GPS天线相位中心和辅GPS天线相位中心组成的基线。VECTOR外壳上方的方向箭头是用于指示解算出的指向（当VECTOR的安装方向平行于载体的首尾连线），这个箭头位于辅GPS天线的上方。移动RTK基准站RTKVECTOR内部的GPS模块利用L1频段的C/A码和载波相位数据解算主GPS天线和辅GPS天线的位置关系，可以达到厘米以内精度。利用RTK技术，计算辅GPS天线位置的方法是遵从于主GPS天线位置，当主GPS天线是移动的，通常被看作移动基准站RTK。（moving base station Real-Time Kinematic）。在移动基准站RTK的算法当中，VECTOR预先强制辅GPS天线是在距离主GPS天线半径为0.5米的圆内，从而提高了辅天线与主天线的相对位置精度。辅助传感器缩短解算时间：VECTOR除了二组GPS模块外，还包含了一组陀螺、磁罗经、倾斜传感器。他们发挥不同的作用使RTK的初始化过程更快、更可靠。提供方位备份：在丢失GPS信号期间，VECTOR可以依靠陀螺和磁罗经提供指向数据。安装之前您需要了解的：1 VECTOR的安装位置将直接影响接收的效果，位置和指向的精度。应该尽量远离其他电子设备和天线（尤其是视频天线）。值得注意的是：位置解算是依照VECTOR主GPS天线的相位中心位置，即中心线上，距离尾部5.7CM的位置。2 选择VECTOR的安装位置时还要考虑适合接收广播信号，不要安装在凹陷的地方，尽量高于其他平面。3 选择适合您的安装方式：固定式底座或者支杆式底座。一般固定式底座更适于调整和拆卸设备。4 输入电压确保在8至40VDC。5 VECTOR应水平安装，只有这样才能最好的实现角度传感器的辅助功能。6 可以设置指向的修正，默认设置为无修正。7 可以设置NMEA语句的输出，默认设置为：串口A和B一秒输出一次GGA，VTG，GSV，ZDA，HDT，ROT。8 可以设置所需要的波特率，默认设置为：串口A和B为19200。9 可以设置所需的辅助传感器。默认设置为：角度传感器有效，陀螺和磁罗经无效，如果设置磁罗经有效，需要在初始化以后。10 可以设置预期的差分模式，SBAS，信标或者外部差分。默认设置为SBAS。11 可以提供二维的姿态，摇摆或者俯仰，默认设置为俯仰。12 可以设置姿态修正，默认设置为无效的。13 设置为水平（不需要摇摆和俯仰）将明显的缩短VECTOR启动和重捕的时间。设备的安装VECTOR的基本的安装方向有两种。第一种是最普遍的方式，外壳表面箭头方向与轴线平行，VECTOR输出的指向和俯仰数据。第二种方式是，垂直与轴线安装，输出的指向和摇摆数据，可以设置90度或者90度的方位角修正得到正确的方位角。VECTOR的安装方式也有两种。第一种使用固定式底座安装，第二种使用支杆式底座安装，用户可以根据安装条件、要求选择合适的安装方式。下面以固定式底座安装为例，针对具体的安装过程进行说明：1 选择安装位置尽量远离通讯天线、发电机、电缆等可能造成电磁干扰的设备；尽量高的安装，保证设备平面仰角15度以上的天空没有遮挡物。确定安装位置后，根据底座上的四个安装孔，在安装平台上标记并钻孔。安装过程中，注意测定修正量，包括：基线与轴线的夹角、距离，主天线相位中心与定位原点的距离等。2 安装电缆和底座将电缆从底座中央的孔内穿出（如下面所示），使接口吻合，扣入并旋紧接头。使用自带的6枚螺钉和改锥头将底座和主机固定在一起。步骤如下图所示：3 校准VECTOR的安装基线可以通过VECTOR表面中部的照门和边缘的准星校准安装基线。瞄准时正确的视野如图4 固定VECTOR用螺钉通过底座上的四个安装孔，将VECTOR固定在已经钻好孔的安装平台上。5 布设电缆电源、数据电缆长度为15米，在铺设的过程中应注意：不要接触在过热的表面，不要接触腐蚀物，不要过分拉伸、扭曲，挤硏。可以考虑使用保护套管布设。6 接口加工电源、数据电缆的用户一端出厂为散线，用户可以根据需要进行加工。如果不需要15米的长度可以剪短后后加工接口，不会影响使用效果。也可以根据需要延长电缆，延长电缆应注意接口处的密封，并且考虑信号和电压的衰减，RS422接口相对RS232接口可以拖动更长的电缆。电源、数据电缆中共有15条散线，除一条RF屏蔽线外，其余14条两两一组，定义如下：定义连接红黑红：电源输入，8到40 VDC电源插头管脚1a黑：电源地线电源插头管脚2b兰黑兰：主GPS的RS-232串口A的发射DB9 PORTA 2黑：主GPS的RS-232串口A的接收DB9 PORTA 3白黑白：主GPS的RS-232串口B的发射空闲黑：信号地线DB9 PORTA 5，RS-422的信号地线绿黑绿：主GPS的RS-422串口A的发射外接设备的RS-422的输入黑：主GPS的RS-422串口A的发射外接设备的RS-422的输入棕黑棕：辅GPS的RS-232串口A的发射空闲黑：辅GPS的RS-232串口A的接收空闲黄黑黄：主GPS的RS-422串口B的发射空闲黑：主GPS的RS-422串口B的发射空闲橙黑橙：1PPS空闲黑：1PPS空闲裸金属线RF屏蔽空闲串口的设置用户可以根据需要设置主GPS的串口A和串口B的输出。对于串口A输出的语句、数据更新率、波特率的设置可以与对于串口B的设置一致，或者不一致。例如，串口A设置为9600，1Hz，GGA，VTG，GSV和HDT；串口B设置为19200，10Hz，HDT。同一串口的RS-232和RS-422接口可以同时输出，输出的语句和数据更新率是一致的。如果需要，可以（只能）通过RS-232将RS-422设置为其它的波特率。默认的串口设置为：波特率数据位奇偶校验停止位接口主GPS串口A192008无1RS-232输入和输出主GPS串口B192008无1RS-232输出辅GPS串口A192008无1RS-232输入和输出主GPS串口A192008无1RS-422输出主GPS串口B192008无1RS-422输出可选波特率为：4800，9600，19200，38400默认输出的NMEA语句为：NMEA语句数据更新率主GPS串口AGGA, GSV, VTG, ZDA, HDT, ROT1Hz主GPS串口BGGA, GSV, VTG, ZDA, HDT, ROT1Hz辅GPS串口A无无通过计算机对VECTOR的串口设置方法如下：1 将VECTOR接出的DB9串口A与计算机的串口相连接，设置计算机的串口为19200，N，8，1，建立连接。2 修改波特率：$JBAUD,r,OTHER CRLF其中“r”表示波特率；,OTHER为设置所指定的串口，空白时为设置当前串口3 设置输出的NMEA语句$JASC,msg,r,OTHERCRLF其中“msg”和“r”表示见下表；,OTHER为设置所指定的串口，空白时为设置当前串口msgr（Hz）描述（其中$XXXXX为语句名，*cc为校验和）GPGGA5，1，0，0.2$GPGGA,hhmmss.ss,ddmm.mmmm,s,dddmm.mmmm,s,n,qq,pp.p,s，aaaaa.aa,M,xxxx.xx,M,sss,aaaa*ccCRLFhhmmss.ss UTC时分秒.秒秒ddmm.mmmmm 度分.分s 纬度，N北；S南dddmm.mmmmm 度分.分s 经度，E东；W西n 定位品质，0不定位；1自主定位；2差分定位；9历书推算qq 定位结算用到的卫星数pp.p HDOP0.0到9.9saaaaa.aa 海拔高度M 高度单位，米xxxx.xx 椭球高度M 单位，米sss 差分修正寿命，秒aaaa 参考台站IDGPGLL5，1，0，0.2$GPGLL,ddmm.mmmm,s,dddmm.mmmm,s,hhmmss.ss,s,v*ccCRLFddmm.mmmmm 度分.分s 纬度，N北；S南dddmm.mmmmm 度分.分s 经度，E东；W西hhmmss.ss UTC时分秒.秒秒s 当前状况，A有效；V无效v 当前模式，A自动；D差分；E估计；M手动输入S模拟；N无效GPGSA1，0$GPGSA,a,b,cc,dd,ee,ff,gg,hh,ii,jj,kk,mm,nn,oo,p.p,q.q,r.r *ccCRLFa 卫星获得模式，M强制；A自动b 定位模式，1无效；22D；33Dcc到oo 卫星信号占用的频道，对应12个频道，无效位表示频道空闲p.p PDOP1.0到9.9q.q HDOP1.0到9.9r.r VDOP1.0到9.9GPGST1，0$GPGST,hhmmss.ss,a.a,b.b,c.c,d.d,e.e,f.f,g.g*ccCRLFhhmmss.ss UTC时分秒.秒秒a.a 估计误差，rmsb.b 轴方向标准背离，米c.c 轴方向标准背离，米d.d 轴方向误差，度e.e 纬度标准背离误差，米f.f 经度标准背离误差，米g.g 高度标准背离误差，米GPGSV1，0$GPGSV,t,m,n,ii,ee,aaa,ss,ii,ee,aaa,ss,*ccCRLFt 信息的总条数m 第几条n 可见卫星总数ii 卫星编号ee 卫星仰角，0到90度aaa 卫星方位角（真北方向），0到359度ss 信噪比30dB，0到99GPRMC5，1，0，0.2$GPRMC,hhmmss.ss,a,ddmm.mmm,n,dddmm.mmm,w,z.z,y.y,ddmmyy,d.d,v,w *ccCRLFhhmmss.ss UTC时分秒.秒秒a 当前状况，A有效；V无效ddmm.mmm 度分.分分分n 纬度，N北；S南dddmm.mmm 度分.分分分w 经度，E东；W西z.z 速度，节y.y 轨迹，参考真北方向ddmmyy 公历日、月、年d.d 磁变化，度v E东；W西w 当前模式，A自动；D差分；E估计；M手动输入S模拟；N无效GPRRE1，0$GPRRE,n,ii,rrii,rr,hhh.h,vvv.v *ccCRLFn 当前定位结算所用的卫星数量ii 卫星编号rr 残存量，米hhh.h 估计水平位置误差，米vvv.v 估计垂直位置误差，米GPVTG5，1，0，0.2$GPVTG,ttt,c,ttt,c,ggg.gg,u,ggg.gg,u,v*ccCRLFttt 真北方向夹角，000到359度c 真北方向表示，永远为“T”ttt 磁北方向夹角，000到359度，只有使用磁罗经时才有c 磁北方向表示，永远为“M”ggg.gg 速度，000到999节u 速度单位，永远为“N”，表示海里/小时ggg.gg 速度，000到999公里/小时u 速度单位，永远为“K”，表示公里/小时v 当前模式，A自动；D差分；E估计；M手动输入S模拟；N无效GPZDA5，1，0，0.2$GPZDA, hhmmss.ss,dd, mm,yyyy,xx,yy*ccCRLFhhmmss.ss 通过GPS定位得到的的UTC时间dd 公历日，0到31mm 公历月，0到12yyyy 公历年，xx 当地时区，13到13yy 当地时区，0到59HDT10，5，1，0，0.2$HEHDT,x.x,T*ccCRLFx.x 指向T 有效的ROT10，5，1，0，0.2$HEROT,x.x,A*ccCRLFx.x 角度变化率A 有效的INTLT1，0内置倾角传感器输出数据HPR10，5，1，0，0.2$PSAT,HPR,time,heading,pitch,roll,*7BCRLFtime GPS时间heading 指向，度pitch 仰伏角度，度roll 摇摆角度，度4 修正指向误差在安装过程中，由于场地限制，的指向可能会与待测方向不一致，可以通过角度偏移量设置使VECTOR输出的方向与待测方向达成一致。另外，如果有条件的话，还可以使用高精度的陀螺仪校准，通过角度偏移量设置，提高定向精度。命令格式：$JATT，HBIAS，xCRLF x=180度到180度，默认设置为0度。范例：VECTOR的安装方向与待测基线方向垂直，并且指向左舷，即实测指向为待测基线方向逆时针转90度。修正设置命令为：$JATT，HBIAS，90CRLF5 设置差分模式VECTOR支持三种通用的差分模式： 由用户建立的GPS差分基准站结算差分修正，通过串口输入的外部差分数据；接收沿海信标台站发射的公共BEACON（SBX）差分数据；以及接收WASS（SBAS）差分信号。用户根据差分类别设置查分模式。命令格式：$JDIFF，diffCRLF 默认差分模式为WASSdiffOTHER 使用通过串口输入的外部差分； BEACON 使用内部信标接收机接收到的信标差分； WAAS 使用内部WAAS接收通道接收到的广域差分； NONE 不指定差分来源。以用户接收信标差分为例，设置命令为：$JDIFF，BEACONCRLFVECTOR采用了专利的COAST技术，延长了差分数据有效的时限。这种