Модуль НАВИА ML8089F Высокоточная навигация RTK Работа с приложениями для ОС Android. Работа с отладочной платой для приемников НАВИА ML8089F через USB OTG кабель.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.







Модуль НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация
в режиме

кинематики реального времени RTK




аехнические рекомендации


Редакция
0
.1

предварительная











Санкт
-
Петербург

201
7

Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


2


Со
держан
ие


Введение

................................
................................
................................
................................
.................

4

Решение навигационной задачи с применением пакета 2T
KLib

................................
.

5

Рекомендуемое оборудование

................................
................................
................................
......

6

Об
новление встроенного программного обеспечения приемника

............................

7

Переключение потоков .MEA0183 и 2TCM3
................................
................................
..........

8

Получение решения 2TK при постобработке данных измерений

...............................

9

Получение решения 2TK в реальном времени

................................
................................
...
14

Работа с приложениями для ОС Android

................................
................................
................
20

Работа с отладочной платой для приемников НАВИА ML8089F через U3B OTG
кабель

................................
................................
................................
................................
.....................
20

Программа 2TKG03+

................................
................................
................................
........................
20

Терминальная программа FTDI UA2T Terminal

................................
................................
..
21


















Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


3


История изменений


Номер

редакции

Дата

Описание

0
.
1

Октябрь

201
7

Исходная

версия

документа







































Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


4


Введение

арадиционные методы получения навигационного решения обеспечивают точность позиции в
пределах единиц метров. Даже с учетом
применения
специальных программных
алгоритмов

приемники
НАВИА
ML
8089
F

обеспечивают погрешность около одного метра с доверительной
вер
оятностью 0,5
.

Измерение фазы несущей совместно применением поправок в режиме
кинематики реального времени позволяет получить значительно более высокую точность,
измеряемую сантиметрами.


Приемники НАВИА
ML
8089
F

на базе чипсета
STA
8089 с
программным обесп
ечением

ml
8089
rtk

позволяют получать «сырые» данные измерений
параметров спутников
с учетом фазы несущей
при работе в формате
NMEA
0183 через проприетарные сообщения
STM

и в формате

RTCM
3
.


В потоке
RTCM
3 приемник может передавать следующие сообщения
см.
ааблица 1


ааблица 1. Сообщения, передаваемые приемником ML8089F в режиме RTOM3


Сообщение

Содержание сообщения

RTCM
1077

Extended

GPS

Code, Phase, CNR and Doppler Measurements

RTCM1087

Extended GLONASS Code, Phase, CNR and Doppler Measurements

RTCM1127

Extended BeiDou Code, Phase, CNR and Doppler Measurements

RTCM0063

BDS Ephemerides (a test message)

This message is a test log of RTCM3.x which contains BDS satellite ephemeris
information.

RTCM1006

Station Coordinates Stationary RTK Base Station ARP
(Antenna Reference Point)
with
Antenna Height

RTCM1019

GPS Ephemerides

RTCM1020

GLONASS Ephemerides


По умолчанию приемник передает следующие сообщения в дополнение к стандартным
сообщения
м

NMEA
0183

см. Таблица 2


ааблица
2
. Сообщения

проприетарного
протокола STMicroelectronics

, передаваемые
приемником ML8089F в режиме
NMEA


Сообщение

Содержание сообщения

PSTMPRES

Position Residual
s


PSTMVRES

Velocity Residuals

PSTMTG

Time and Number of used Satellites

PSTMTS

This message is repeated for each satellite tracked and used for the calculation
of a fix

PSTMSBAS

SBAS Satellite Data

PSTMSBASMCH

SBAS Satellite Data

Default

PSTMCPU

CPU usage
%
,

PLL module
and CPU speed

MHz


В

сообщениях

$PSTM
проприетарного

протокола

STMicroelectronics
почти

все

данные

измерений

для

каждого

спутника

и

др
.)
содержатся

в

сообщении

$PSTMTS
.
Для каждого спутника формируется отдельное сообщение.


Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


5


Решение навигаци
онной задачи с применением пакета 2TKLib

Для совместного решения навигационной задачи в режиме
RTK

можно воспользоваться

внешним
приложением, например
,

программным пакетом RTKLib, который является свободно
распространяемым программным обеспечением и доступен виде исполняемых файлов и
исходных кодов на сайте
http://www.rtklib.com/


По ссылке
http://www.rtklib.com/prog/rtklib_2.4.2.zip

доступна самая последняя версия
.


Решение навигационной задачи
в RTKLib
представляет собой стандартный поток
NMEA0183

в виде
файла с расширением .pos или .nmea

или потока данных передаваемых через физический порт
компьютера или
через порт протокола TOP/IP

аип решения передается в сообщении $GPGGA в

поле 6
«тип решения»


0


нет решения

1


StandAlone

(соответствует индикации решения
SINGLE
)

2


DGPS

3


PPS

4


фиксированный RTK

(соответствует индикации решения
FIX
)

5


не фиксированный RTK

(соответствует индикации решения
FLOAT
)

6


использование данных инерциальных систем

7


ручной режим

8


режим симуляции















Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


6


Рекомендуемое о
борудование

Для тестов необходимо два одинаковых комплекта оборудования
в составе

1.

Н
авигационный приемник
(демоплата для НАВИА
ML
8089
F
)

2.

Антенна НАВИА MPR107 или подходящая антенна производства
TALLYSMAN WIRELESS


3.

Персональный компьютер (
ноутбук
)

Антенна нужна высококачественная и именно антенной во многом определяется
стабильность и
точность навигационного решения
.
TALLYSMAN WIRELESS один из
сторонних
производителей
подходящих антенн.


Рис. 1
Демонстрационная плата для приемников НАВИА
ML
8089
F


Рис.
2

Антенна НАВИА MPR107



Рис.
3

Антенна
Tallisman

TW2400


Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


7


Обновление встроенного программного обеспечения приемника

В приемниках
встроенное программное обеспечение

необходимо

заменить на
ml
8089
rtk

(файл
прошивки
ml
8089
rtk
.bin
)

с помощью
программы
navia
_
viewer

входящ
ей

в комплект
обновления программного обеспечения

для использования режима
RTK
.
дайл
ml
8089
rtk
.bin

э
то специально сконфигурированное

для данной задачи
программное обеспечение
.



Рис
. 4 Главное окно программы
navia_viewer
в режиме
обновления ПО

Для
обновления программного обеспечения модуля
необходимо
подать низкий логический
уровень на вывод 14 модуля (
P
1/
BOOT
0)
, после чего
производится аппаратный сброс модуля
подачей импульса низкого логического уровня на контактную площадку 18

(/
RST)
.
аакже
аппаратный сброс вырабатывается модулем при подаче напряжений питания
на выводы 13 (
V
_
IN
)

и

12 (V_RTC)
.
После этого модуль готов к обновлению ПО через
UART
1

(выводы
4
,
5
)
с помощью
программы
navia
_
viewer
. Для перевода модуля в нормальный режим работы после обновления
необходимо
снять низкий уровень на выводе 14 модуля (
P
1/
BOOT
0)

и
еще раз произвести
аппаратный сброс

модуля
.

Выводы
P
1/
BOOT
0

и
/RST

реализованы с внутренней резистивной
подтяжкой к напряжению

питания, таким образом для подачи сигнала низкого уровня
необходимо соединить их с з
емлей питания
GND

(
выводы 6, 17).



Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


8


Переключение потоков .MEA0183 и 2TCM3

По умолчанию приемник
передает

поток
NMEA
0183

После подачи данной последовательности команд перед
ача потока
NMEA
0183

сменится на поток
RTCM3


$
,1227,9,2

$
PSTMSAVEPAR


$
,1227,20020,1

$
PSTMSAVEPAR


$
PSTMSRR



Переключить обратно на передачу
потока
NMEA
0183

можно следующей последовательностью
команд



$PSTMSAVEPAR


$PSTMSAVEPAR

$PSTMSRR

Версия встроенного ПО
ml8089rtk
.bin уже сконфигурирована на правильные настройки для
модуля НАВИА ML8089F (
UART
1
, 115200
baud
)





















Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


9


Получение решения 2TK при п
остобработк
е данных

измерений

Как уже сказано выше
,

данные измерений с учетом фазы сигнала могут быть получены как через
проприетарные сообщения $
PSTM
,

которые приемник передает в общем
NMEA

потоке
,

и
передача

которых включена по умолчанию
.


RTKLib

пока не поддерживает проприетарный протокол
STMicroelectronics
, поэтому для
преобразования

потока от приемника при постобработке
нужно использовать вместо
RTKCONV

из
пакета
RTKLib

консольную
программ
у

rinex_tools
,


входящую в комплект обновления
программн
ого обеспечения
ml
8089
rtk

приемника
НАВИА
ML
8089
F
.

В остальном все
,

как в руководстве
к
пакету

программ
RTKLib
.



Б
а
зовая станция и ровер должны быть размещены в условиях хорошей видимости спутников,
например, на открытой местности и на крыше здания. Для получения первого решения
FIX

обычно
необходимо не менее 10
-
15 минут, поэтому нужна минимум получасовая запись
.


1.

Запи
сь потоков данных базовой станции и ровера

Одновременно з
аписываем поток от
базовой станции и ровера с помощью программы STRSVR
входящую в состав RTKLib



Рис
. 5
Главное окно программы

STRSVR

В данном случае запись идет из последовательного порта, но возможна запись данных NTRIP, из
потоков TOP/IP и файлов с серверов HTTP и FTP, кроме того, программа умеет
преобразовывать

различные

форматы навигационных файлов в формат RTOM2 и RTOM
3.

Но в данно
м случае просто
записываем поток

полный поток данных передаваемых модулем через
UART
1
,

содержащий
сообщения
NMEA
0183

и сообщения проприетарного протокола
ST
.

Запись можно вести на одном компьютере параллельно в двух запущенных экземплярах
программы STRSVR,

конфликтов не возникает.


Для записи также можно применять любую другую программу, данные передаются в текстовом
виде как поток NMEA0183



Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


10



2.

Преобразование

данных в формат
RINEX

С

помощью

rinex
_
tools

(
вместо

RTKCONV
)
преобразуем

записанные

потоки

в

формат

RINEX

(
Receiver

Independent

Exchange

Format
)
,
В примере ниже файл
rtk
1.
bin

запись полного
потока приемника ровера, а файл
rtk
2
.
bin

запись полного потока приемника базовой станции.

Д
ля удобства можно
использовать

командный файл следующего содержания


rinex_tools.exe rtk1.bin rtk1

rinex_tools.exe rtk2.bin rtk2

pause




Рис
. 6

Результат выполнения командного файла
,

вызывающего конвертер
rinex_tools


В

результате получаем два файла

RINEX observation file

-

файлы данных наблюдений
с
расширением .obs

и
два файла
RINEX navigation file



файлы навигационных сообщений
с
расширением
.
nav

Н
апример
,

rtk1.obs

и
rtk1
.
nav

данные ровера, rtk
2
.obs

и
rtk
2.
nav

данные
базовой станции
.
По сути формат RINEX это
несколько форматов данных объединенных в один
стандар
т
, но мы далее используем
формат записи измерений
псевдодальности и фазы
с
привязкой ко времени.
Программа
rinex
_
tools

формирует выходные данные в формате
RINEX

3.02


Данные
RINEX
базовой станции можно взять от поставщика
геодезических данных
для региона
наблюдений
,

например
,

см.
,
-
ru.com/

или
http://ref.kgainfo.spb.ru/







Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


11


3.

Решение навигационной задачи

С

помощью
программы
RTKPOST
и файлов

данных наблюдений

.obs для базовой станции и ровера
получаем совместное решение навигацион
н
ой задачи


Рис. 7 Главное окно программы
RTKPOST

Сначала н
ажимаем кнопку Options…

и чтобы перейти в окно настроек

Настройки на
вкладке
«
Setting1
»

показаны на Рис. 8


Рис. 8 Настройки программы RTKPOST на вкладке «Setting1»

Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


12


бказываем

на вкладке
«
Position
»

в окне
«
Option
», что координаты базовой станции

берем из
заголовка файла RINEX

базовой станции

«RINEX Header Position». аакже можно выбрать «Average
of Single Position» среднее значение
всех
определенных
позиций SINGLE


Рис. 9 Настройки программы RTKPOST на вкладке «Position» в режиме «RINEX Header Position»

Позиция ровера будет определена точнее
и быстрее если указать координаты базовой станции с
отклонением по точности не более 2
-
3 метра
. Можно просто расположить антенны базовой
станции и ровера на расстоянии 2
-
3 метра, провести измерения выбрав «Average of Single
Position» ввести полученную пози
цию FIX или FLOAT как координаты базовой станции в
следующих измерениях

и полученную

высоту

антенны
.


Рис. 10 Настройки программы RTKPOST на вкладке «Position» в режиме указания точных
координат базовой станции

Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


13


Для преобразования нажимаем кнопку «Execute»
в главном окне

RTKPOST

После того как преобразование закончилось н
ажимаем кнопку «Plot…» в левом нижнем углу окна
RTKPOST и смотрим
визуализацию
трек
а

сохраненного в файле с расширением .nmea
в формате
NMEA0183

в открывшемся окне RTKPLOT

см. Рис. 11




Рис. 11 Главное окно программы
RTKPLOT


П
рограмма
RTKPLOT

имеет много режимов отображения позиции, в виде различных графиков и
на картах
Google
, см. документацию
RTKLib
.
Зеленые точки
,

это высокоточные решения позиции
ровера с применением данных

получен
н
ых от базовой станции
, на приведенном фрагменте

антенна ровера не перемещалась.
Видно
,

что решение FIX периодически теряется и получается
точность FLOAT, затем решение FIX опять
появляет
ся
-

все зависит от условий приема

и их
изменения в период проведения измерений
.





Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


14


Получение решения 2TK
в реальном времени

Оба приемника
,

базовую станцию и ровер
для проведения
простых
тестов возможно

подключить
к одному компьютеру.

При этом
кабелей антенн и кабелей
USB

обычной длины достаточно
,

чтобы
перемещать ровер относительно базовой станции на расстояние
, которое уже заметно в
результатах измерений
.

Для получения решения в реальном времени воспользуемся программой
RTKNAVI

из
RTKLib




Р
ис. 12 Главное окно программы RTKNAVI


Нажимаем кнопку
Options
… в главном окне
и на

вкладке
1 устанавливаем следующие
настройки

см. Рис 13

(все как в режиме постобработки)





Рис. 13 Настройки программы RTKNAVI на вкладке «Setting1»

Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


15


Для упрощения
задачи определения координат базовой станции установим автоматическое
определение позиции базовой станции «
RTCM

Antenna

Position
» в опциях на вкладке «
Position
»




Рис. 14 Настройки программы RTKNAVI на вкладке «Position» в режиме «RTOM Antenna
Position»

Позиция ровера будет определена точнее и быстрее
,

если указать координаты базовой станции с
отклонением по точности не более 2
-
3 метра и высоту антенны.

Их можно также взять из
результатов постобработки.




Рис. 1
5

Настройки программы RTKNAVI на вкладке «Position»
в режиме указания точных
координат базовой станции

Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


16


Нажимаем «
OK
» чтобы запомнить настройки

Настроим порты для приема потока
RTCM
3 от базовой станции и ровера
,

нажав кнопку «
I
» в
главном окне программы

см
.

Рис. 16




Рис. 16 Настройка входных потоков программы RTKNAVI


Кнопки
Opt

открывают окно настройки порта каждого порта или другого источника данных


см. Рис. 17 для параметров
UART




Рис. 17 Настройка параметров UART













Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


17


Н
ажатие кнопки «
Cmd
»
открывает окно
,

позволяющее задать последовательность команд для
каждого приемника в начале измерений и после их окончания, если это необходимо.

Н
астрои
м

приемник на
передачу

сообщений
RTCM
3, а затем
будем
отключать
передачу

сообщений
RTCM
3, восстанавливая

передачу

потока
NMEA
0183

см. Рис. 18




Рис. 18 Настройка последовательности команд для каждого приемника в начале измерений и
после их окончания


Кнопки «
O
» и «
L
» в главном окне программы позволяют настроить запись входных
потоков
приемников и выходных
потоков программы в файл, передать в физические порты компьютера
или на удаленный сервер, если это необходимо. Возможности очень широкие.


После нажатия кнопки «
Start
» в главном окне программы ожидаем решения навигационной
задачи (последовательно позиция д
олжна быть уточнена от SINGLE и FLOAT до FIX, что
соответствует максимальной точности)

Соответственно точность решения будет увеличиваться постепенно, в обычных условиях
потребуется не менее 10
-
15 минут для достижения точности
FIX
.

Все зависит от
условий приема, видимости спутников и типов применяемых антенн.


Сократить время получения высокоточного решения может загрузка данных спутниковой
обстановки
. Подробнее см. документ «
ML8088sE загрузка спутни
ковой обстановки AppNote 180»












Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


18





Рис.

19 В программе RTKNAVI получено решение FLOAT (не фиксированный RTK)





Рис. 20 В программе RTKNAVI получено решение
FIX

(фиксированный RTK)











Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


19


Посмотреть результат в виде трека можно нажав кнопку «
Plot
» которая запускает программу
RTKPLOT
.
ота

программа использовалась ранее в разделе посвященном

постобработке.




Рис. 21 Главное окно программы RTKPLOT, результаты обработки в реальном времени













Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


20


Работа с п
риложения
ми

для ОС Android

бстройства

на базе ОС
Android

обеспечивают большую
мобильность при проведении измерений.

Ниже кратко описаны программы, которые можно применить для работы с отладочной платой
для приемников НАВИА
ML
8089
F
. аакже будет рассмотрена работа отладочной платой
для
приемников НАВИА
ML
8089
F

через
USB

OTG

кабель.


Работа
с
отладочной платой для приемников НАВИА ML8089F через
U3B OTG кабель

USB

OTG

кабель представляет собой переходник позволяющий подключить к смартфону или
планшету стандартные устройства с разъемом
«Розетка тип А». О
бычно представляет собой
короткий
кабель, с разъемом «Розетка тип А» на одном конце и вилкой
micro
-
USB

на другом.

Соединение контактов 4 и 5 в вилке
micro
-
USB

обеспечивает переключение порта на
Android

устройстве в режим
OTG
, если данная возможность поддерживается устройством
.
В нашем случае
такой вариант подключения

также удобен тем, что решается вопрос питания платы приемника

НАВИА
ML
8089
F
, хотя конечно беспроводное

SPP

соединение удобнее

в использовании
.



Программа 2TKG03+

Данная

программа является

портированной ве
рсией программы
RTKNAVI

из библиотеки
RTKLib

и
почти полностью повторяет ее функционал




Рис. 22 Интерфейс программы RTKGPS+

(
Изображение с сайта play.google.com)




Модуль
НАВИА ML8089F

Высокоточная навигация

RTK


21


Терминальная программа FTDI UA2T Terminal

Данная программа предназначена специально для работы с микросхемами конвертеров
FTDI

в
том числе
FT2232D
,

на котором

построена демонстрационная плата приемника

НАВИА
ML
8089
F
.

Программа корректно работает при выборе портов конвертера
FT2232D

и позволяет записать
поток от приемника, что можно использовать при получении данных ровера для постобработки
.




Рис. 2
3

Интерфейс программы FTUI UART Terminal

(
Изображение с сайта play.google.com)




Приложенные файлы

  • pdf 87622420
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 2

Добавить комментарий