双差分GPS_北斗定位系统使用说明书140730

文档类别文档编号起草日期2014-07-30 密级无入库日期入库定位信息服务器/研发管理郑州市加滋杰交通科技股份有限公司GPS/北斗定位系统使用说明书版本：V1.1起草：李光审核：校对：批准：版权所有：加滋杰交通科技股份有限公司2014年07月30日修订记录序号版本说明责任人职责姓名日期1 V1.0 初始版本起草李光2014.03.19 校对审核批准2 V1.1起草李光2014.07.30校对审核批准3 起草校对审核批准4 起草校对审核批准5 起草校对审核批准6 起草校对审核批准7 起草校对审核批准目录目录 (3)双差分GPS/北斗定位系统使用说明书 (4)一、概述 (4)1.1系统特点 (4)1.2系统配置 (4)1.3技术指标 (4)二、软硬件说明及安装 (5)2.1硬件说明 (5)2.2 软件说明 (8)2.3 设备安装 (8)三、数据协议及命令 (11)3.1 GPS定位定向消息集 (11)3.2 命令协议 (13)四、注意事项 (16)五、运输与储存 (16)六、机械规格 (16)双差分GPS/北斗定位系统使用说明书一、概述GPS/北斗卫星定位系统具有全天候、高精度、自动化、高效益等特点，本系统内置双GNSS与里程计接口，GNSS系统支持北斗、GPS双系统；系统可采用双差分RTK算法，组合输出系统方位角，输出精度可达厘米级，更适用于交通测量、测绘、GIS采集、驾校考试系统等高精度高要求场合使用。

1.1系统特点◆精度高、无累积误差、兼容多种组合模式、保持时间长；◆双GPS利用载波测量技术精确计算航向值，航向精度视两GPS间基线长度而定，基线越长精度越高；◆动态使用时，还有GPS轨迹角输出，尤其能为有人机、无人机、浮空器等准确提供偏流角；◆具备自寻北功能，在无GPS信号情况下仍可通过高精度惯导实现定向测姿。

1.2系统配置表1 系统配置主机1台GNSS测量天线2个天线馈线2根数据电源线缆1套（3根）合格证1张1.3技术指标表2 主要技术指标系统精度航向0.2°（1σ，GNSS信号良好，基线长度≥2m）姿态1° (1σ，GNSS信号良好)位置差分：2cm+1ppm (CEP)（GNSS信号良好）单点：2m（CEP）（GNSS信号良好）数据更新速率1Hz/5Hz（可调）接口特性接口方式RS-232波特率115200 bps（默认）物理特性供电电压12VDC额定（10.8～18VDC）额定功率＜15W工作温度-25℃～+60℃物理尺寸189*153*73.5（mm）重量≤1Kg（不含天线和馈线）二、软硬件说明及安装2.1硬件说明2.1.1 GNSS天线GNSS天线采用零相位测量型天线，可以接收多个导航定位卫星星座，并满足高精度载波相位测量要求。

2.1.2 天线馈线标准配置的馈线在阻抗、增益等方面与标配的天线有很好的匹配。

标配长度为5米，如果由于现场安装的位置不同，而导致馈线长度不满足要求时，需根据选定的安装环境仔细测算。

2.1.3 数据电源线缆外接延长线缆统一使用推拉自锁接插件，具有很好的防水和连通性；直接连接到主机的数据和电源接口，另一端为DB9 头，使用RS-232接口协议，可以很方便的与计算机连接。

（1）电源线缆：将2芯线缆的圆形连接器端连接主机的“电源”接口；另一端的红线黑线，直接与供电电源连接。

使用时，圆形连接器对准主机“电源”连接器，轻推插头后端，即可连接上设备；将插头金属部分回拉即可断开连接。

表3 电源线缆接口定义连接器管脚接口定义备注1（红线）VCC +12/24V2（黑线）GND GND （2）数据输出线缆：将10芯线缆的圆形连接器端连接主机的“数据输出”接口；另一端的DB9连接器为导航数据输出口，其他线预留。

使用时，圆形连接器对准主机“数据输出”连接器，轻推插头后端，即可连接上设备；将插头金属部分回拉即可断开连接。

表4 数据输出线缆接口定义连接器管脚接口定义备注1 TXD1 DB9母头2脚2 RXD1 DB9母头3脚3 GND DB9母头5脚4 DC5V5 GND6 PWM1 里程计接口17 PWM2 里程计接口28 TXD4 备用9 RXD4 备用10 保留（3）数据输入线缆：将7芯线缆的圆形连接器端连接主机的“数据输入”接口；另一端的DB9连接器为差分数据输入口，其他线预留。

使用时，圆形连接器对准主机“数据输入”连接器，轻推插头后端，即可连接上设备；将插头金属部分回拉即可断开连接。

表5数据输入线缆接口定义连接器管脚接口定义备注1 PPS 秒脉冲输出TTL(5V)2 GND DB9母头5脚3 G1RXD DB9母头3脚4 G1TXD DB9母头2脚5 G2RXD 备用6 G2TXD 备用7 GND2.1.4 双差分主机双差分主机内部安装有两个GNSS接收机，一个MEMS惯性、姿态测量单元，嵌入式计算机等。

主机外壳包括“电源”、“数据输出”、“数据输入”、“前天线”、“后天线”五个接口和“数据指示”。

（1）电源：该接口为2芯圆形连接器，用于给主机供电，端口及接线定义见表3。

（2）数据输出：该接口为10芯圆形连接器，用于导航数据输出，外挂里程计和备用端口；端口及接线定义见表4。

（3）数据输入：该接口为7芯圆形连接器，用于GNSS差分数据输入，端口及接线定义见表5。

（4）前天线：用天线馈线一端连接接口，另一端连接GNSS前天线（前进方向）。

（5）后天线：用天线馈线一端连接接口，另一端连接GNSS后天线（后退方向）。

（6）数据指示：主机面板前共有5个指示灯，自左至右，具体定义见下表；表6 数据指示定义编号 1 2 3 4 5颜色红色蓝色蓝色绿色绿色说明DC5V 数据输出TXD1端数据输入RXD1端差分数据输出TX端差分数据输入RX端备注2.2 软件说明随光盘附带有COMCenter.exe对其进行测试。

运行COMCenter.exe所需的计算机配置要求如下：CPU Pentium级内存：≥32MB硬盘空间：≥10MB操作系统：基于Windows 32位操作系统，如Windows 2000/ 2003/XP ，COMCenter.exe不需要安装，使用时直接将光盘中的软件文件夹拷贝到PC 机的硬盘上即可。

2.3 设备安装（1）备好直流稳压电源或蓄电池（12VDC）、笔记本电脑、测试载体和本产品装箱单上所标示的物品。

（2）找到一处比较开阔，无遮挡、无多路径干扰的试验场地。

（3）将主机安装在载体上，主机铭牌上标示的坐标系XOY面尽量与载体被测基准面平行，Y轴与载体前进方向中心轴线平行，两个GPS天线分别固定在载体上，前后天线分别安装在载体的前进方向和后退方向上，应尽可能的将其安置于测试载体的最高处以保证能够接收到良好的GPS信号，同时要保证两个GPS天线相位中心形成的连线与测试载体中心轴线方向一致或平行。

（4）分别将两根天线馈线连接到前后GPS天线和主机单元“前天线”和“后天线”接口上，并注意前、后天线的一致对应（“前天线”接口对应连接摆放在被测载体前进方向的天线；“后天线”接口对应连接摆放在被测载体后退方向的天线）。

严格区分前后天线，不能颠倒，使用时上方应无遮挡，避免带电拔插接插件。

（5）用量尺准确测量从GPS后天线的中心点到前天线中心点的距离（测量精度要求精确至3mm），两个天线的间距可根据具体安装环境而定，但间距大小影响定向精度。

（6）特别需要注意的是：主机单元必须与被测载体固连，主机安装底面应平行于被测载体的基准面，主机铭牌上标示的Y轴指向必须与被测载体的前进方向一致、并与两个GPS天线中心连线构成的基线平行。

测试时，两个GPS天线也必须安装于同一载体。

图1 天线安装示意图例如：图2 飞行航迹示意图根据上图，我们知道：地速：以航迹上令任意点O 为原点的水平直角坐标中，从O 点经△t 时间飞行岛A 点，此段飞行速度（即地速）利于OA 路径段的坐标XH 、YH 计算：地速=t Y X H H ∆+/22在本系统中，航向角θ由“Heading ”参数表示，“Track ”表示“地速相对真北方向的夹角”，即为上图所示的“地速方位角ϕ”。

（7）将“电源”线缆连接到主机的“电源”接口，红线、黑线连接到直流稳压电源上（电源电压：12V 或24V ，电源电流：3A ），注意区分两根引线的极性，并分别用绝缘胶带进行防护，防止短路。

（8）将“数据”线缆连接到主机的“数据输出”接口，另一端的DB9接头连接到笔记本电脑的串口。

（9）如设备需要接收差分信息提高定位精度，需将“数据输入”线缆连接到主机的“数据输入”接口，另一端的DB9接头连接到提供差分信息的接口上。

（10）检查各个连接位置，确保各接点均连接正确，电源引脚极性无颠倒。

（11）打开电源并在笔记本电脑上运行软件，查看输出数据。

三、数据协议及命令本系统输出以ASCII编码数据协议为主。

需要注意的是由于RS232串口通信速率最高支持位115200bps，因此在数据输出时，如果输出更新率设定较高，每秒钟数据量超过了115200bit，则会导致数据丢失或乱码。

请在使用时多加注意。

保证数据输出的可靠性。

3.1 GPS定位定向消息集：GPHPDASCII协议数据结构如下图所示：数据格式：$GPHPD,GPSWeek,GPSTime,Heading,Pitch,Track,Latitude,Longitude,Altitu deDe,Dn,Du, Ve,Vn,Vu,Ae,An,Au,Baseline,NSV1,NSV2, GPSStatus *cs<CR><LF> 具体定义如下表（表6）所示。

表7： ASCII码GPHPD协议定义序号名称数据编号格式目标单位说明1 $GPHPD string HPD消息协议头2 GPSWeek <1> numeric log头中取GPS周自1980-1-6至当前的星期数（接收机时间）3 GPSTime <2> numeric log头中取GPS秒星期内的毫秒数（接收机时间）4 Heading <3> numeric G2H<4> or G2D<1> 度偏航角0~3605 Pitch <4> numeric G2H<5> 度俯仰角-90～906 Roll <5> numeric 度横滚角-180～1807 Latitude <6> numeric G1G<2> or G1P<3> 度纬度8 Longitude <7> numeric G1G<4> or G1P<4> 度经度9 Altitude <8> numeric G1G<9> or G1P<5> 米高度10 De <9> numeric 米移动站相对于基站的东向距离11 Dn <10> numeric 米移动站相对于基站的北向距离12 Du <11> numeric 米移动站相对于基站的天向距离13 Ve <12> numeric 米/秒东向速度14 Vn <13> numeric 米/秒北向速度15 Vu <14> numeric 米/秒天向速度16 Ae <15> numeric 米/秒两次测量值之间的东向速度差17 An <16> numeric 米/秒两次测量值之间的北向速度差18 Au <17> numeric 米/秒两次测量值之间的天向速度差19 Baseline <18> numeric G2H<3> 米基线长度20 NSV1 <19> numeric G2H<11> 前天线可用星数21 NSV2 <20> numeric G1G<7> or G1P<15> 后天线可用星数22 GPSStatus <21> numeric G1G<6>and G2H<2> 0:GPS无效 1:GPS单点位置有效 2:伪距差分 4:RTK固定解5:RTK浮点解23 cs <22> hexadecimal *60 校验<CR><LF> <CR><LF> 固定包尾ASCII码数据校验计算公式Unsigned char CS=0;for(i=0;i<BUFFER_LENGTH;i++)//BUFFER_LENGTH为$号与*号之间的长度{CS ^= Buffer[i];}3.2 命令协议用户可通过串口调试工具或在自己编写的软件中发送命令，配置、查询产品的输出参数、状态。