GNSS课程实验指导书(改)

GNSS课程实验指导书东华大学信息科学与技术学院2012年5月实验准备一、驱动安装1、将模块插入USB接口，打开“设备管理器”，查看系统是否检测到CP2102模块。2、解压缩“CP2102驱动.rar”至任意路径。3.返回“设备管理器”，双击4、点击“更新驱动程序”5、点击“浏览计算机以查找驱动程序软件”6、选择刚才解压CP2102驱动程序的路径。7、点击“下一步”，完成模块驱动安装。8、若“设备管理器”中的“端口”下没有新的端口出现，请重复步骤3步骤7再安装一下。10、双击11、设置波特率为9600bit/s，在“高级”选项中可以设置串口号12、若在插入USB接口后，出现鼠标乱窜的情况，进入“设备管理器”的“鼠标和其他指针设备”下，把Microsoft Serial BallPoint设成停用就正常了。原因是系统把GPS误识别为Microsoft Serial BallPoint设备了。二、GPS 15L配置：1、打开GPS 15L配置软件Snsrcfg.exe，选择GPS 15H/L。2、点击CommSetup，选择正确的COM口以及波特率，波特率一般选择自动。选择后点击CommConnect，连接配置软件与GPS 15L模块。3、点击ConfigSensor Configuration，可以对GPS 15L的参数进行修改。将“Baud”从4800改成9600。点击ConfigSend Configuration to GPS以完成修改。GPS接收机串口配置和数据可能出现的问题l 确认配置软件选择了正确的串行和波特率，一般情况下，波特率设置为自动。这里设备管理器中的端口波特率设置为9600bit/s。 l 若配置软件连接不上GPS接收机，串口调试助手接收数据显示乱码，需要把GPS 15L工作模式变成NMEA 0813模式，发送10 0A 02 26 00 CE 10 03（十六进制）。在这之后，以数据流的COM 1输入，将停止接收串行数据输出。 l 然后，连接配置的软件到GPS接收机。三、U-blox U-Center软件安装1、点击注：此软件需在线安装。2、打开U-Center软件，在左上角选择端口号以及波特率，波特率一般设置为自动。 连接上接收机前 连接上接收机后3、将天线放置在具有开阔视野的户外，是接收机接收GPS卫星信号，时间为几分钟几十分钟不等（第一次接收）。接收到卫星信号的效果图如下：注：详细请参考U-Center使用说明书。实验一：几何精度因子（DOP）的实时计算与分析1 实验目的：（1）理解几何精度因子在整个GPS接收机导航过程中所起的作用及结算几何精度因子的必要性；（2）了解GDOP、VDOP、PDOP、HDOP、TDOP等不同几何精度因子的计算过程及所起的作用；（3）理解DOP值与卫星几何分布的关系。包括DOP值较小或较大时卫星的几何分布情况。2 实验设备：GNSS实验板一块，GPS天线1个，USB数据线一根，PC机一台（装有U-Center软件）3 实验内容：（1）连接设备。打开U-Center软件，设置串口，连上GPS 15L接收机。（2）接收机启动，U-Center取得目前可视卫星的导航数据（如UTC时间，各卫星的星历等），并用记录模式记录下25分钟星历数据，保存为“GPS实验一.ubx”。（3）打开记录下的文件“GPS实验一.ubx”，并使U-Center工作在播放模式。打开Statistic视图，找到GDOP、VDOP、PDOP、HDOP、TDOP等几何精度因子所在行。（4）选择UTC时间，点击黄色的暂停按钮。如果此时的可视卫星小于4颗，则不能解算出此时刻的DOP值，这些DOP值所在栏将是空白的。需要重新选择UTC时间进行解算，直到所选时间的可视卫星数大于4颗。将各DOP值填入下表1中。（5）打开Table视图，添加UTC时间及各几何精度因子栏也可以进行查看。图 Table视图下的DOP精度因子表1 不同时间下的DOP精度因子UTC时间VDOPPDOPHDOP注：NMEA语句详解，请参考“GARMIN_OEM中文说明书”。实验二：接收机位置解算及结果分析1 实验目的：（1） 理解接收机位置导航解算原理及基本公式中各个参量的含义；（2） 理解将本地接收机时钟误差作为一个参量进行导航解算的原因及目的；2 实验设备：GNSS实验板一块，GPS天线1个，USB数据线一根，PC机一台（装有U-Center软件）3 实验内容：（1）连接设备。打开U-Center软件，设置串口，连上GPS 15L接收机。（2）接收机启动，U-Center取得目前可视卫星的导航数据（如UTC时间，各卫星的星历等），并用记录模式记录下25分钟星历数据，保存为“GPS实验二.ubx”。（3）打开记录下的文件“GPS实验二.ubx”，并使U-Center工作在播放模式。（4）打开Statistic视图，找到Lat、Lon、Alt（MSL）所在的行。（5）选择UTC时间，点击黄色的暂停按钮。如果此时的可视卫星小于4颗，则不能解算出此时刻的接收机位置，这些值所在栏将是空白的。需要重新选择UTC时间进行解算，直到所选时间的可视卫星数大于4颗。将数据填入下表2中。（6）打开Table视图，添加UTC时间及Lat、Lon、Alt（MSL）栏也可以进行查看。图 Table视图下接收机位置信息（7）另外选取两个地方，重复上述步骤，并将数据填入下表4中。表2 不同地点的接收机位置信息地点UTC时间LatLonAlt（MSL）实验三：实时传输误差计算及信噪比与卫星仰角关系1 实验目的：（1）了解GPS测量过程中按误差来源分的三类主要误差；（2）理解信号实时传输误差中的电离层延迟、对流层误差的来源、特性、计算方法以及消除或减弱的手段；（3）总结卫星信号信噪比与卫星仰角的关系。2 实验设备：GNSS实验板一块，GPS天线1个，USB数据线一根，PC机一台（装有U-Center软件）3 实验内容：（1）连接设备。打开U-Center软件，设置串口，连上GPS 15L接收机。（2）接收机启动，U-Center取得目前可视卫星的导航数据（如UTC时间，各卫星的星历等），并用记录模式记录下25分钟星历数据，保存为“GPS实验三.ubx”。（3）打开记录下的文件“GPS实验三.ubx”，并使U-Center工作在播放模式。（4）选择UTC时间，点击黄色的暂停按钮。打开Sky视图，直观的观察卫星在WGS坐标系下的大概位置，观察读取卫星的仰角和方位角，并填入表2中。（5）打开Messages视图，查看NMEA中对卫星仰角、方位角的记录，如图4，并将数据填入下表3中。图 Mess