如何利用GSG-721與ublox GNSS接收機(jī)實(shí)現(xiàn)RTK功能仿真？

作者介紹

一、前言

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)（RTK）是應(yīng)用測量來糾正當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航（GNSS）系統(tǒng)的常見誤差。RTK定位是基于至少兩個(gè)GNSS接收機(jī)——參考站和一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)站。參考站在可視衛(wèi)星中獲取測量數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)和它的位置一起廣播給流動(dòng)站。流動(dòng)站也收集衛(wèi)星的測量數(shù)據(jù)，并將其與參考站傳輸過來的參考校正RTCM數(shù)據(jù)一起處理，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位精度。

RTK技術(shù)在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，特別是在地理測量、土地測繪、建筑施工和機(jī)器導(dǎo)航等領(lǐng)域。它可以提供高精度的位置信息，使得在這些領(lǐng)域中進(jìn)行精確測量、定位和導(dǎo)航成為可能。

今天，德思特術(shù)工程師何佳壕為您介紹如何利用GSG-721 GNSS模擬器與RTCM功能插件實(shí)現(xiàn)一次RTK功能仿真！

二、了解Skydel RTCM插件

德思特GNSS模擬器可以在本地實(shí)現(xiàn)RTK的仿真，Skydel RTCM 插件允許模擬來?基站的 RTCM 3.3消息，??需為基站接收器?成真實(shí)的射頻信號(hào)。RTCM 消息可以通過串行端?連接或 NTRIP從 Skydel 應(yīng)?程序流式傳輸?shù)搅鲃?dòng)站接收器。

三、測試目的

本次測試我們將模擬GPS L1+L2，BEIDOU B1+B2信號(hào)輸出一個(gè)圓形軌跡，并針對(duì)RTK開啟與否對(duì)定位精度的影響做對(duì)比。

四、測試前準(zhǔn)備

（一）測試器材檢查

本次測試我們需要用到的硬件有：

● GSG-721 GNSS模擬器以及配套的顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤

● Ublox GNSS接收器，型號(hào)：C099-F9P-0,支持RTK功能

● 安裝了ublox上位機(jī)軟件u-center 23.08version的PC一臺(tái)

● 路由器，提供本地網(wǎng)絡(luò)與可能用到的VPN網(wǎng)絡(luò)

● 其他連接用配件

（二）測試連線

測試中共有三套測試連線：

①射頻組：GSG-721的前面板GNSS仿真信號(hào)端口出接出線纜，加入10dB+20dB衰減器（公進(jìn)母出），接入U(xiǎn)blox GNSS接收器左上角ZED端口。

②網(wǎng)絡(luò)組：外部以太網(wǎng)接入到路由器WAN端口，LAN1接出至GSG-721后面板以太網(wǎng)端口；LAN2接出至安裝了ublox上位機(jī)軟件的PC以太網(wǎng)端口。

③電源組：GSG-721后端直接接入220V交流電，Ublox電源線與數(shù)據(jù)線是分開的兩條線纜，需要都接入到目標(biāo)PC上。

至此，我們就完成了基本的連線。

五、測試配置——GSG-721 Skydel界面配置

（一）軟件license檢查

打開Skydel主界面，點(diǎn)擊"Help"-“About GSG-7”，檢查是否具有相關(guān)星座選件、MULTI選件、RTK選件。

（二）基準(zhǔn)站（Base）配置

1.預(yù)保存

打開一個(gè)Skydel實(shí)例，開始一個(gè)新的配置，此處可以“ctrl+s”將該配置做預(yù)保存，命名為Base以方便后續(xù)區(qū)分。

2.輸出信號(hào)設(shè)置

導(dǎo)航到Settings – Output（設(shè)置 - 輸出），選擇NoneRT，雙擊兩次，分別選擇：

● GPS L1CA+BEIDOU B1

● GPS L2C + BEIDOU B2

3.時(shí)間同步

在Setting設(shè)置->Vehicle車輛->Body車身中選擇參考站位置。將軌跡類型設(shè)置為“Fixed固定”，并輸入坐標(biāo)經(jīng)緯高=（-73°,45°,2）。

4.RTCM配置

將RTCM插件加載到配置中。進(jìn)入Settings設(shè)置->Plug-ins插件，選擇Add Plug-in添加RTCM插件。設(shè)置插件實(shí)例的名稱和類型，并選擇 "OK"。選擇新的插件，在本案例中我們將使用Ntrip直接傳輸。

①勾選Ntrip選項(xiàng)，點(diǎn)擊右側(cè)“config”

②可設(shè)置端口號(hào)默認(rèn)為2101，勾選：Accept connections from other PCs in network

③根據(jù)GNSS星座需求，配置對(duì)應(yīng)的RTCM消息類型，本例中選擇：

1006,1033,1073,1077,1123,1127

④打開命令行，輸入“ifconfig”,獲取本機(jī)IP地址192.168.100.255：

至此，我們完成了基準(zhǔn)站配置。

（三）流動(dòng)站（Rover）配置

1.預(yù)保存

新打開一個(gè)Skydel實(shí)例，開始一個(gè)新的配置，此處可以“ctrl+S”將該配置做預(yù)保存，命名為Rover以方便后續(xù)區(qū)分。

2.輸出信號(hào)設(shè)置

與基準(zhǔn)站配置一致：導(dǎo)航到Settings – Output（設(shè)置 - 輸出），選擇DTA-2116，雙擊兩次，分別選擇：

GPS L1CA+BEIDOU B1

GPS L2C + BEIDOU B2

3.時(shí)間同步

進(jìn)入Settings設(shè)置->Global全局->Synchronize simulators，設(shè)置復(fù)選框Sync Time（Master），這將允許參考站模擬與流動(dòng)站模擬同步開始。設(shè)置復(fù)選框"Automatically broadcast configuration on simulation start"。在Exclude一欄，勾選所有選項(xiàng)。

4.設(shè)置車輛軌跡

在Settings設(shè)置->Vehicle車輛->Body車身中選擇參考站位置。將軌跡類型設(shè)置為"Circle（圓形）"，并輸入坐標(biāo)經(jīng)緯高=（-73°,45°,2)，軌跡半徑為50m，速度、方向默認(rèn)。

保存配置，至此我們完成了流動(dòng)站配置。

（四）ublox u-center設(shè)置

1.連接

①在準(zhǔn)備好的PC上連接ublox接收機(jī)，打開設(shè)備管理器，查看串口號(hào)，本例中串口號(hào)為COM4。

②打開u-center，在上方receiver選擇對(duì)應(yīng)串口COM4，設(shè)置波特率模式為：“Autobauding”，等待連接成功。

2.觀測無RTK情況

在Skydel中選擇“Rover”實(shí)例，點(diǎn)擊“Start”，Ublox中打開GNSS信號(hào)觀測窗口、Chart圖，點(diǎn)擊冷啟動(dòng)，等待信號(hào)穩(wěn)定后，觀測到定位模式為3D，觀測高度偏移：

可以看到設(shè)置高度為2m，但是定位結(jié)果并沒有在2m附近穩(wěn)定下來，最高達(dá)到了2.6m，定位偏差基本在0.1-0.5米內(nèi)。

3.觀測有RTK情況

①進(jìn)入U(xiǎn)-Center，點(diǎn)擊Receiver中的 "NTRIP Client"：

②在這個(gè)窗口中，輸入之前GNSS模擬器所在的IP地址與Ntrip端口號(hào)：

● IP：192.168.100.255

● Port：2101

點(diǎn)擊更新源表，出現(xiàn)Skydel后選擇OK，此時(shí)下方Ntrip端口變綠，RTCM消息開始推送。

③冷啟動(dòng)設(shè)備，等待信號(hào)穩(wěn)定，定位模式變?yōu)?D/DGNSS,觀測高度偏移，我們注意到這次的高度是穩(wěn)定的，精確定位到高度為2m,誤差區(qū)間為±0.1米,即RTK功能正常發(fā)揮作用。

END

通過此次文章，您是否已經(jīng)了解到如何利用GSG-721與ublox GNSS接收機(jī)實(shí)現(xiàn)RTK功能仿真？如果您在操作中有問題或想了解更多，歡迎聯(lián)系德思特！

關(guān)于德思特

德思特是原虹科測試測量事業(yè)部孵化出來的獨(dú)立公司，基于超過10年的業(yè)務(wù)沉淀，德思特公司專注提供電子測試/測量解決方案。主要業(yè)務(wù)范圍涵蓋：汽車電子仿真及測試、射頻微波及無線通信測試、無線頻譜監(jiān)測與規(guī)劃、無線通信（包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車無線通信、軌道交通、衛(wèi)星通信、室內(nèi)無線通信）、半導(dǎo)體測試、PNT解決方案、大物理和光電測試等。

核心成員具有9年以上的測試測量、無線通信及其他相關(guān)行業(yè)資歷；技術(shù)團(tuán)隊(duì)獲得世界五百強(qiáng)PNT解決方案合作伙伴Safran的GNSS技術(shù)及信號(hào)仿真和軟件Skydel培訓(xùn)認(rèn)證證書、航空航天測試和測量合作伙伴Marvin Test 的自動(dòng)化測試軟件ATEasy培訓(xùn)認(rèn)證證書。

德思特研發(fā)部，核心成員獲得國際項(xiàng)目管理師PMP認(rèn)證資質(zhì)，并具備LabVIEW、python等多種編程語言能力，優(yōu)勢能力集中于：HIL測試，半導(dǎo)體測試，EOL測試和質(zhì)量檢測等多種系統(tǒng)研發(fā)集成，擁有10多個(gè)實(shí)用新型和專利授權(quán)。

圍繞汽車電子、射頻微波、通信、航空航天等行業(yè)提供專業(yè)可靠的解決方案，現(xiàn)有客戶包括華為、德賽西威、蔚來汽車、理想汽車、航天科工集團(tuán)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中電科集團(tuán)等。

此外，我們還是中國無線電協(xié)會(huì)、中國通信企業(yè)協(xié)會(huì)、雷達(dá)行業(yè)協(xié)會(huì)、RIS智能超表面技術(shù)協(xié)會(huì)等行業(yè)協(xié)會(huì)的會(huì)員。

審核編輯 黃宇