1、科2科3升級改造 GPS/北斗定位系統使用說明書文檔類別文檔編號起草日期2014-07-30密 級無入庫日期入庫定位信息服務器/研發管理 鄭州市加滋杰交通科技股份有限公司GPS/北斗定位系統使用說明書版本：V1.1起 草：李 光審 核：校 對：批 準：版權所有：加滋杰交通科技股份有限公司2014年07月30日修 訂 記 錄序號版本說 明責 任 人職責姓名日期1V1.0初始版本起草李光2014.03.19校對審核批準2V1.1起草李光2014.07.30校對審核批準3起草校對審核批準4起草校對審核批準5起草校對審核批準6起草校對審核批準7起草校對審核批準目 錄目 錄3雙差分GPS/北斗定位系統使

2、用說明書4一、概述41.1系統特點41.2系統配置41.3技術指標4二、軟硬件說明及安裝52.1硬件說明52.2 軟件說明82.3 設備安裝8三、數據協議及命令113.1 GPS定位定向消息集113.2 命令協議13四、注意事項16五、運輸與儲存16六、機械規格16雙差分GPS/北斗定位系統使用說明書一、概述GPS/北斗衛星定位系統具有全天候、高精度、自動化、高效益等特點，本系統內置雙GNSS與里程計接口，GNSS系統支持北斗、GPS雙系統；系統可采用雙差分RTK算法，組合輸出系統方位角，輸出精度可達厘米級，更適用于交通測量、測繪、GIS采集、駕校考試系統等高精度高要求場合使用。1.1系統特點

3、u 精度高、無累積誤差、兼容多種組合模式、保持時間長；u 雙GPS利用載波測量技術精確計算航向值，航向精度視兩GPS間基線長度而定，基線越長精度越高；u 動態使用時，還有GPS軌跡角輸出，尤其能為有人機、無人機、浮空器等準確提供偏流角；u 具備自尋北功能，在無GPS信號情況下仍可通過高精度慣導實現定向測姿。1.2系統配置表1 系統配置主機1臺GNSS測量天線2個天線饋線2根數據電源線纜1套（3根）合格證1張1.3技術指標表2 主要技術指標系統精度航向0.2°（1，GNSS信號良好，基線長度2m）姿態1° (1，GNSS信號良好)位置差分：2cm+1ppm (CEP)（GNS

4、S信號良好）單點：2m（CEP）（GNSS信號良好）數據更新速率1Hz/5Hz（可調）接口特性接口方式RS-232波特率115200 bps（默認）物理特性供電電壓12VDC額定（10.818VDC）額定功率15W工作溫度-25+60物理尺寸189*153*73.5（mm）重量1Kg（不含天線和饋線）二、軟硬件說明及安裝2.1硬件說明2.1.1 GNSS天線GNSS天線采用零相位測量型天線，可以接收多個導航定位衛星星座，并滿足高精度載波相位測量要求。2.1.2 天線饋線標準配置的饋線在阻抗、增益等方面與標配的天線有很好的匹配。標配長度為5米，如果由于現場安裝的位置不同，而導致饋線長度不滿足要求

5、時，需根據選定的安裝環境仔細測算。2.1.3 數據電源線纜外接延長線纜統一使用推拉自鎖接插件，具有很好的防水和連通性；直接連接到主機的數據和電源接口，另一端為DB9頭，使用RS-232接口協議，可以很方便的與計算機連接。（1）電源線纜：將2芯線纜的圓形連接器端連接主機的“電源”接口；另一端的紅線黑線，直接與供電電源連接。使用時，圓形連接器對準主機“電源”連接器，輕推插頭后端，即可連接上設備；將插頭金屬部分回拉即可斷開連接。表3 電源線纜接口定義連接器管腳接口定義備注1（紅線）VCC+12/24V2（黑線）GNDGND（2）數據輸出線纜：將10芯線纜的圓形連接器端連接主機的“數據輸出”接口；另一

6、端的DB9連接器為導航數據輸出口，其他線預留。使用時，圓形連接器對準主機“數據輸出”連接器，輕推插頭后端，即可連接上設備；將插頭金屬部分回拉即可斷開連接。表4 數據輸出線纜接口定義連接器管腳接口定義備注1TXD1DB9母頭2腳2RXD1DB9母頭3腳3GNDDB9母頭5腳4DC5V5GND6PWM1里程計接口17PWM2里程計接口28TXD4備用9RXD4備用10保留（3）數據輸入線纜：將7芯線纜的圓形連接器端連接主機的“數據輸入”接口；另一端的DB9連接器為差分數據輸入口，其他線預留。使用時，圓形連接器對準主機“數據輸入”連接器，輕推插頭后端，即可連接上設備；將插頭金屬部分回拉即可斷開連接。

7、表5數據輸入線纜接口定義連接器管腳接口定義備注1PPS秒脈沖輸出TTL(5V)2GNDDB9母頭5腳3G1RXDDB9母頭3腳4G1TXDDB9母頭2腳5G2RXD備用6G2TXD備用7GND2.1.4 雙差分主機雙差分主機內部安裝有兩個GNSS接收機，一個MEMS慣性、姿態測量單元，嵌入式計算機等。主機外殼包括“電源”、“數據輸出”、“數據輸入”、“前天線”、“后天線”五個接口和“數據指示”。（1）電源：該接口為2芯圓形連接器，用于給主機供電，端口及接線定義見表3。（2）數據輸出：該接口為10芯圓形連接器，用于導航數據輸出，外掛里程計和備用端口；端口及接線定義見表4。（3）數據輸入：該接口為

8、7芯圓形連接器，用于GNSS差分數據輸入，端口及接線定義見表5。（4）前天線：用天線饋線一端連接接口，另一端連接GNSS前天線（前進方向）。（5）后天線：用天線饋線一端連接接口，另一端連接GNSS后天線（后退方向）。（6）數據指示：主機面板前共有5個指示燈，自左至右，具體定義見下表；表6 數據指示定義編號12345顏色紅色藍色藍色綠色綠色說明DC5V數據輸出TXD1端數據輸入RXD1端差分數據輸出TX端差分數據輸入RX端備注2.2 軟件說明隨光盤附帶有COMCenter.exe對其進行測試。運行COMCenter.exe所需的計算機配置要求如下：CPU Pentium級內存： 32MB 硬盤空

9、間： 10MB 操作系統：基于Windows 32位操作系統，如Windows 2000/ 2003/XP ，COMCenter.exe不需要安裝，使用時直接將光盤中的軟件文件夾拷貝到PC機的硬盤上即可。2.3 設備安裝（1）備好直流穩壓電源或蓄電池（12VDC）、筆記本電腦、測試載體和本產品裝箱單上所標示的物品。 （2）找到一處比較開闊，無遮擋、無多路徑干擾的試驗場地。 （3）將主機安裝在載體上，主機銘牌上標示的坐標系XOY面盡量與載體被測基準面平行，Y軸與載體前進方向中心軸線平行，兩個GPS天線分別固定在載體上，前后天線分別安裝在載體的前進方向和后退方向上，應盡可能的將

10、其安置于測試載體的最高處以保證能夠接收到良好的GPS信號，同時要保證兩個GPS天線相位中心形成的連線與測試載體中心軸線方向一致或平行。 （4）分別將兩根天線饋線連接到前后GPS天線和主機單元“前天線”和“后天線”接口上，并注意前、后天線的一致對應（“前天線”接口對應連接擺放在被測載體前進方向的天線；“后天線”接口對應連接擺放在被測載體后退方向的天線）。嚴格區分前后天線，不能顛倒，使用時上方應無遮擋，避免帶電拔插接插件。 （5）用量尺準確測量從GPS后天線的中心點到前天線中心點的距離（測量精度要求精確至3mm），兩個天線的間距可根據具體安裝環境而定，但間距大小影響定向精度。&

11、#160;（6）特別需要注意的是：主機單元必須與被測載體固連，主機安裝底面應平行于被測載體的基準面，主機銘牌上標示的Y軸指向必須與被測載體的前進方向一致、并與兩個GPS天線中心連線構成的基線平行。測試時，兩個GPS天線也必須安裝于同一載體。圖1 天線安裝示意圖例如：圖2 飛行航跡示意圖根據上圖，我們知道：地速：以航跡上令任意點O為原點的水平直角坐標中，從O點經t時間飛行島A點，此段飛行速度（即地速）利于OA路徑段的坐標XH、YH計算：地速=在本系統中，航向角由“Heading”參數表示，“Track”表示“地速相對真北方向的夾角”，即為上圖所示的“地速方位角”。（7）將“電源”線纜連接到主機的

12、“電源”接口，紅線、黑線連接到直流穩壓電源上（電源電壓：12V或24V，電源電流：3A），注意區分兩根引線的極性，并分別用絕緣膠帶進行防護，防止短路。（8）將“數據”線纜連接到主機的“數據輸出”接口，另一端的DB9接頭連接到筆記本電腦的串口。（9）如設備需要接收差分信息提高定位精度，需將“數據輸入”線纜連接到主機的“數據輸入”接口，另一端的DB9接頭連接到提供差分信息的接口上。（10）檢查各個連接位置，確保各接點均連接正確，電源引腳極性無顛倒。（11）打開電源并在筆記本電腦上運行軟件，查看輸出數據。三、數據協議及命令本系統輸出以ASCII編碼數據協議為主。需要注意的是由于RS232串口通信速率

13、最高支持位115200bps，因此在數據輸出時，如果輸出更新率設定較高，每秒鐘數據量超過了115200bit，則會導致數據丟失或亂碼。請在使用時多加注意。保證數據輸出的可靠性。3.1 GPS定位定向消息集：GPHPDASCII協議數據結構如下圖所示：數據格式：$GPHPD,GPSWeek,GPSTime,Heading,Pitch,Track,Latitude,Longitude,AltitudeDe,Dn,Du, Ve,Vn,Vu,Ae,An,Au,Baseline,NSV1,NSV2, GPSStatus *cs<CR><LF>具體定義如下表（表6）所示。表7： A

14、SCII碼GPHPD協議定義序號名稱數據編號格式目標單位說明1$GPHPDstringHPD消息協議頭2GPSWeek<1>numericlog頭中取GPS周自1980-1-6至當前的星期數（接收機時間）3GPSTime<2>numericlog頭中取GPS秒星期內的毫秒數（接收機時間）4Heading<3>numericG2H<4> or G2D<1>度偏航角03605Pitch<4>numericG2H<5>度俯仰角-90906Roll<5>numeric度橫滾角-1801807Latitude

15、<6>numericG1G<2> or G1P<3>度緯度8Longitude<7>numericG1G<4> or G1P<4>度經度9Altitude<8>numericG1G<9> or G1P<5>米高度10De<9>numeric米移動站相對于基站的東向距離11Dn<10>numeric米移動站相對于基站的北向距離12Du<11>numeric米移動站相對于基站的天向距離13Ve<12>numeric米/秒東向速度14Vn<

16、13>numeric米/秒北向速度15Vu<14>numeric米/秒天向速度16Ae<15>numeric米/秒兩次測量值之間的東向速度差17An<16>numeric米/秒兩次測量值之間的北向速度差18Au<17>numeric米/秒兩次測量值之間的天向速度差19Baseline<18>numericG2H<3>米基線長度20NSV1<19>numericG2H<11>前天線可用星數21NSV2<20>numericG1G<7> or G1P<15>后天

17、線可用星數22GPSStatus<21>numericG1G<6>and G2H<2>0:GPS無效 1:GPS單點位置有效 2:偽距差分 4:RTK固定解 5:RTK浮點解23cs<22>hexadecimal*60校驗<CR><LF><CR><LF>固定包尾ASCII碼數據校驗計算公式Unsigned char CS=0; for(i=0;i<BUFFER_LENGTH;i+)/BUFFER_LENGTH為$號與*號之間的長度 CS = Bufferi; 3.2 命令協議用戶可通過串口調試

18、工具或在自己編寫的軟件中發送命令，配置、查詢產品的輸出參數、狀態。除非特殊說明，否則所有設置命令完成后均需保存設置。所有命令協議不區分大小寫。（大寫）3.2.1設置輸出：OUTPUT 命令表8設置輸出格式名稱格式舉例單位說明$CMDstring$CMDCMD消息協議頭CommandstringOUTPUT輸出PortstringCOM1輸出的端口名COMxCmdnamestringGPHPD輸出的消息名稱GPHPD-ASCII碼數據RateNumeric0.1秒消息數據輸出時間間隔0.01s(100Hz)輸出0.1s(10Hz)輸出0.2s(5Hz)輸出1s(1Hz)輸出Csstring*FF

19、校驗(為使用戶輸入方便，使用FF作為校驗)舉例： $CMD,OUTPUT,COM1,GPHPD,0.1*FF3.2.2保存設置：SAVE,CONFIG命令表9 保存設置名稱格式舉例說明$CMDstring$CMDCMD消息協議頭CommandstringSAVE,CONFIG保存設置，在使用該命令前所做的設置將保存Cshexadecimal*FF校驗(為使用戶輸入方便，使用FF作為校驗)舉例：$CMD,SAVE,CONFIG*FF3.2.3設置輸出端口的波特率：SET,PORT命令表10設置設備輸出端口波特率名稱格式舉例說明$CMDstring$CMDCMD消息協議頭Commandstring

20、SET,PORT設置輸出端口的波特率PortstringCOM1需要設置的端口 COM1BaudRateNumeric115200設 定 的 波 特 率(4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200)Cshexadecimal*FF校驗(為使用戶輸入方便，使用FF作為校驗)舉例：$CMD,SET,PORT,COM1,115200*FF3.2.4 設置基準站坐標：SETBASESTATION命令表11 設置設備基站坐標名稱格式舉例單位說明$CMDstring$CMDCMD消息協議頭CommandstringSETBASESTATION設置基準站LatitudeNumeric34.1966004度基準站緯度LongitudeNumeric108.8551924度基準站經度AltitudeNumeric394.98米基準站高度Cshexade