Guia de usuario: simpleRTK3B Fusion

Portfolio de Produtos

Você pode usar o simpleRTK3B Fusion como uma placa autônoma conectando-a ao seu PC ou tablet. Além disso, ela pode ser usada como uma placa adicional para seus projetos, como um shield Arduino.
O principal componente de simpleRTK3B Fusion is Unicore Módulo UM981. O INS (Sistema de Navegação Inercial) de bordo melhora GNSS- desempenho único, fornecendo não apenas a posição, mas também a atitude (rolagem, inclinação, guinada) do veículo.
A placa vem pré-carregada com firmware projetado para veículos terrestres, como tratores de movimento lento, carros ou robôs terrestres. Se você pretende usá-la para levantamentos com compensação de inclinação, precisará fazer upload do firmware para levantamento e mapeamento e na seção de documentação, consulte o Manual de Comandos de Referência do Slant para obter instruções de configuração.

Hardware

Definição de pinagem

Energia

A simpleRTK3B Fusion pode ser alimentado por 4 fontes diferentes:

porta usb gps
Porta USB XBEE
Pixhawk conector
Trilho do Arduino

Apenas 1 deles é necessário para usar a placa, mas você também pode conectar os 4 ao mesmo tempo, não há risco.

Portas de comunicação

simpleRTK3B Fusion board possui algumas interfaces que agora explicaremos em detalhes.

GPS USB

Este conector USB-C dá acesso via conversor FTDI USB para UART, à COM1 do módulo UM980.
Você pode conectar esta interface ao seu celular, tablet ou PC preferido e começar a receber NMEA dados.
Após conectar o receptor ao PC, você verá 1 nova porta COM, que poderá usar com sua ferramenta de terminal favorita para ler NMEA ou ter acesso total ao UM980 usando a ferramenta UPrecise.

Por padrão, o NMEA está desativado neste módulo, por isso recomendamos que você comece com o Ferramenta UPrecise.
Se o seu PC não reconhecer o dispositivo, você precisará do driver VCP da FTDI: https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/

USB XBee

Este conector USB-C dá acesso ao UART do XBEE radio (se você montar um), por meio de um conversor FTDI USB para UART.

Achamos muito prático usar este conector para alimentar a placa, para que você possa conectar e desconectar o GPS USB como desejar, sem remover a alimentação da placa.
Você pode usar qualquer adaptador de tomada USB que encontrar em casa.

Para usar este conector apenas como fonte de energia, você não precisa de nenhum driver. Você pode usar seu PC ou conectar-se ao adaptador de parede USB.

Para usar este conector para configurar um XBee radio, você precisará do driver VCP da FTDI: https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/

Pixhawk conector

Este conector é um JST GH padrão que pode ser usado para conectar o simpleRTK3B Fusion para uma Pixhawk piloto automático.
Você também pode usar este conector para alimentar a placa.

A Pixhawk O conector JST-GH segue o Pixhawk padrão:

1: 5V_IN
2: Unicore COM3 RX (nível 3.3V)
3: Unicore COM3TX (nível 3.3V)
4: Timepulse saída (nível de 3.3 V)
5: Extinto (nível 3.3 V)
6: GND

Trilhos do Arduino

simpleRTK3B Fusion possui trilhos opcionais para conectar a outros dispositivos compatíveis com Arduino UNO.

GND: o aterramento está disponível nos pinos padrão do arduino. Você deve sempre conectar esta linha à sua outra placa.
5V ENTRADA/SAÍDA:
- Quando o LED próximo a este pino está apagado, pode ligar simpleRTK3B Fusion deste pino.
  Por exemplo, basta conectá-lo em cima de uma placa Arduino UNO e simpleRTK3B Fusion irá ligar. (verifique se o seu arduino pode alimentar blindagens de 300mA @ 5V).
- Alternativamente, agora você pode usar simpleRTK3B Fusion para alimentar outros escudos.
  Basta ligar a chave “5V=OUTPUT” e simpleRTK3B Fusion placa produzirá 5V neste pino.
IOREF: Este pino é desconectado quando a chave onboard está na direção “IOREF = NC”.
Alternativamente, ele produz 3.3 V quando a chave integrada está na direção “IOREF = 3V3”. Você pode usar esta funcionalidade para fornecer uma referência de tensão para outros Shields que requerem este pino como entrada.
TX2,RX2,TX3,RX3:Esses pinos funcionam como saída em 3.3V e como entrada aceitando de 2.7 a 3.6V.
- TX2: Unicore COM2 TX (este pino também é conectado ao XBee UART RX)
- RX2: Unicore COM2 RX (este pino também é conectado ao XBee UART TX)
- TX3: Unicore COM3TX
- RX3: Unicore COM3RX

Soquete XBee de alta potência (HP)

A simpleRTK3B Fusion possui um soquete XBee de alta potência (HP).
Você pode usar este soquete para conectar um XBee compatível radio. Os seguintes pinos estão disponíveis:

VCC, que é uma saída de 3.3V com corrente máxima constante de 1A e pico de 1.5A.
XBee UART RX, no nível de 3.3V
XBee UART TX, no nível de 3.3V
GND

O soquete XBee está conectado a Unicore COM2.
Lembre-se de que você pode adicionar um segundo soquete XBee à sua placa com o Escudo para o segundo soquete XBee.

Pinos de função especial

Além do acima, também existem alguns pins adicionais disponíveis para os usuários mais avançados. Esses pinos também estão disponíveis no conector JST, como no simpleRTK3B Pro.

Se você vai usar simpleRTK3B Fusion conectado em cima de um Arduino ou Raspberry Pi e você não usa nenhum desses pinos, é recomendado não conectar os pinos: você pode cortar o cabeçalho desses pinos para evitar a conexão e evitar comportamentos inesperados.

Timepulse (TPS): saída de pulso de tempo de configuração de 3.3V.
Extinto (EXTINT): entrada de sincronização de tempo, tensão máxima 3.6V.
Esta entrada é filtrada para evitar falhas.

Lembre-se de que você pode adicionar um segundo soquete XBee à sua placa com o Escudo para o segundo soquete XBee.

Antena GPS/GNSS

simpleRTK3B Fusion não inclui, mas requer uma antena GPS/GNSS de boa qualidade.

simpleRTK3B Fusion suporta bandas L1/L2/L5 completas. Se você quiser aproveitar ao máximo este módulo, recomendamos um Banda Tripla simpleANT3B antena de série.

A placa é compatível com antenas ativas que suportam alimentação de 3.3 V e antenas passivas. A corrente de saída máxima é 150mA @ 3.3V.

Se você usá-lo com as tradicionais antenas GPS baratas amplamente disponíveis, não alcançará o desempenho esperado.

IMPORTANTE: É obrigatório conectar a antena antes de alimentar a placa.

A instalação da antena também é um ponto fundamental para obter os melhores resultados. A antena GPS/GNSS deve ser sempre instalada com a máxima visão possível do céu.

Além disso, se possível, deve ser instalado com um plano metálico atrás, por exemplo, teto do carro, em uma placa metálica maior que 20cm, etc.

Se você quiser saber como a instalação afeta o desempenho, dê uma olhada em nosso Guia de instalação de antena GPS/GNSS ou olhe este vídeo.

LEDs

A placa inclui 7 LEDs de status, que indicam que:

POWER: simpleRTK3B Fusion placa tem poder.
PVT: O LED acende quando é possível calcular uma posição a partir da visibilidade do satélite disponível.
NORTK: LIGADO quando não há RTK, DESLIGADO quando o dispositivo está no modo RTK FIXO.
XBEE>GPS: O XBEE radio está recebendo dados pelo ar e enviando-os para o Unicore.
GPS>XBEE: O Unicore está enviando dados para o XBee radio.
5V IN/OUT: Indica se há tensão naquele pino.
IOREF: Indica se há tensão naquele pino.

Botões e interruptores

Existe apenas um botão: XBee Reset, e a boa notícia é que você provavelmente não precisará usá-lo. Este botão é usado para programar o XBee radio se você deseja atualizar o firmware, etc.

Você encontrará também 1 switch sob o soquete XBee: ele permite ativar IOREF com pino arduino de 3.3 V e 5 V como saída para que a placa possa alimentar acessórios como Escudo para o segundo soquete XBee. Ao mesmo tempo, esse switch também habilitará os sinais do trilho do arduino em 3.3V. Verifique a seção “Arduino Rails” acima para ler mais detalhes sobre isso.

Início

Conecte-se ao UPrecise

Conecte a antena GNSS ao seu receptor. Certifique-se de que a antena tenha uma boa visão do céu para testar a funcionalidade. Ou você não verá a visualização e o sinal dos satélites.
Conecte o receptor ao seu PC através da porta USB identificada como POWER+GPS.
Abra Preciso. Selecione os COM porta (Se você não sabe qual porta COM verifique o gerenciador de dispositivos do seu PC). Na taxa de transmissão escolha 115200 or AUTO. pressione Connect.

Clique na Receiver Configuration ícone na barra de menu do lado esquerdo. Aqui você pode habilitar suas mensagens NMEA preferidas ( Por padrão, o NMEA está desabilitado neste módulo). Recomendamos verificar GGA, GSA, GSV, GST e RMC. Funcionará bem com SW Maps e a maioria dos aplicativos. Então clique Enter.

Na barra de menu escolha o Data Stream ícone. Na janela Data Stream digite SAVECONFIG e imprensa Enter. No Data Stream você verá Command, SAVECONFIG, response: OK. Isso significa que sua configuração está salva no Flash do seu receptor.

Você verá a Constelação, o Data Steam e o Status de Rastreamento na tela.

Envie mensagens NMEA para Xbee Socket

O soquete Xbee está conectado a Unicore COM2. Se você deseja se conectar com Bluetooth, BLE, radio ou outros plugins de comunicação, você precisa habilitar mensagens NMEA em COM2.
Por exemplo, se você deseja enviar GGA para COM2, na janela de comando digite GPGGA COM2 1. Ele emitirá mensagem GGA de 1 Hz em COM2.
Repita o mesmo para as mensagens NMEA necessárias. Recomendamos ativar GGA, GSA, GSV, GST e RMC. Funcionará bem com SW Maps e a maioria dos aplicativos.

Na janela de comando digite SAVECONFIG, então aperte Enter para salvar a configuração atual na memória.

Conecte-se NTRIP

Para obter precisão de nível centimétrico/milímetro com nossos receptores GNSS, você precisa de correções.
Se você não tiver sua própria estação base para correções, poderá encontrar estações base de terceiros em Serviços de correção RTK em seu país.

Clique na toolbox ícone e selecione RTCM.

Clique Input. Escolher Ntrip Client. Defina a sua Ntrip Caster Host, porta, ponto de montagem, ID e senha. Se o seu Ntrip Caster preciso da localização do seu rover, defina o relatório de localização GGA como 1 e selecione CurrentSerialGGA. Clique Ok.

Clique na OutPut. Selecionar Serial Porte escolha a porta COM do seu receptor.

Você verá a entrada e a saída mudarem para verde. Verificar Hex, você verá as mensagens RTCM do servidor.

Em alguns minutos, você verá a mudança do Tipo de Fixação para RTK Float ou Fixo.

permitir Galileo TEM

A Galileo O Serviço de Alta Precisão (HAS) oferece acesso gratuito, por meio do Galileo sinal (E6-B) e por meios terrestres (Internet), às informações necessárias para estimar uma solução de posicionamento precisa usando um algoritmo de Posicionamento de Ponto Preciso em tempo real.

Galileo HAS está disponível em simpleRTK3B Budget e simpleRTK3B Compass. Não é compatível com a versão atual do firmware do simpleRTK3B Fusion.

Digite os seguintes comandos um por um para habilitar o HAS.
CONFIG PPP ENABLE E6-HAS
CONFIG PPP DATUM WGS84
CONFIG PPP CONVERGE 50 50
CONFIG SIGNALGROUP 2 (Use este comando se você tiver um simpleRTK3B Budget)
CONFIG SIGNALGROUP 3 6 (Use este comando se você tiver um simpleRTK3B Compass)
SAVECONFIG

Em alguns minutos você verá o tipo de correção mudar para Float.
Se você quiser desabilitar o PPP, digite o comando:
CONFIG PPP DISABLE
E use o comando CONFIG PPP ENABLE E6-HAS para habilitá-lo novamente.

Configurar fusão de sensor inercial

simplertk3B Fusion tem capacidade de fusão de sensores inerciais, graças ao INS (Inertial Navigation System) integrado no módulo UM981. O Inertial Navigation System usa acelerômetros e giroscópios de IMU (Unidade de Medição Inercial) para calcular posição, velocidade e orientação.
O INS é especialmente útil ao navegar em túneis, medir inclinação ou se mover em terrenos irregulares, qualquer situação em que os sinais GNSS podem não ser confiáveis.

Instalação

O SimpleRTK3B Fusion deve ser fixado ao veículo, não pode ser usado pendurado no cabo. Isso porque precisamos do IMU os dados sejam consistentes.
Certifique-se de que o IMU os dados permanecem consistentes montando corretamente o receptor no seu veículo. Ao conectar o receptor, verifique se as direções do eixo XYZ impressas no módulo UM981 estão alinhadas com as do veículo. Sistema de coordenadas. O sistema de coordenadas segue a regra da mão direita, com a direção Y representando a direção para frente do veículo. Existem opções para montar simpleRTK3B Fusion em orientação diferente, mas isso requer alguma calibração extra. É por isso que sugerimos usar a mesma orientação.

Quanto mais longe o IMU é da antena, menor a precisão. Por essas razões, recomendamos montar a placa sob o teto do veículo, diretamente abaixo da antena. O centro de fase da antena deve estar alinhado com o IMU do módulo UM981 (localizado no centro do sistema de coordenadas marcado no módulo UM981). Esta configuração garante que somente o deslocamento do eixo Z (distância do braço de nível) precise ser medido.

Configurar braço de alavanca

A distância do braço de alavanca é a distância entre IMU e centro de fase da antena GNSS.Você pode usar o comando CONFIG IMUTOANT OFFSET x y z a b c para configurar o braço de alavanca.

Cabeçalho do registro	Parâmetro	Descrição
CONFIG IMUTOANT OFFSET	x	Deslocamento do eixo X, unidade: metro, intervalo: -100~100
	y	Deslocamento do eixo Y, unidade: metro, intervalo: -100~100
	z	Deslocamento do eixo Z, unidade: metro, intervalo: -100~100
	a	Erro do deslocamento do eixo X, unidade: metro, intervalo: 0.01~10 (padrão: de 0.01 m a 10% do deslocamento do eixo X)
	b	Erro do deslocamento do eixo Y, unidade: metro, intervalo: 0.01~10 (padrão: de 0.01 m a 10% do deslocamento do eixo Y)
	c	Erro do deslocamento do eixo Z, unidade: metro, intervalo: 0.01~10 (padrão: de 0.01 m a 10% do deslocamento do eixo Z)

Com base no exemplo dado da etapa 20, se o deslocamento do eixo Z for 20 cm, o comando será:
CONFIG IMUTOANT OFFSET 0 0 0.20 0.01 0.01 0.01
Observe que se você estiver usando uma antena multibanda com vários centros de fase para frequências diferentes (L1 e L2), use o valor mediano.

Configurar o limite de velocidade de alinhamento

Os sistemas de navegação inercial dependem de acelerômetros e giroscópios para rastrear o movimento. O Limite de Velocidade de Alinhamento INS é a velocidade mínima na qual um sistema de navegação inercial pode executar um alinhamento preciso. Esse alinhamento é crucial para determinar a posição inicial e a orientação do sistema antes que ele possa fornecer dados de navegação confiáveis.

Você pode usar o comando: CONFIG INS ALIGNMENTVEL 5.0 para definir o limite de velocidade para alinhamento INS em 5 m/s. Observe que a velocidade de alinhamento padrão é 5 m/s, e o mínimo é 0.5 m/s.

Habilitar/Desabilitar INS

A função INS de simpleRTK3B Fusion está habilitado por padrão. Os usuários podem inserir o comando CONFIG INS DISABLE para desabilitar o INS. Se o INS precisar ser habilitado novamente, use o comando CONFIG INS RESET para habilitar o INS e redefini-lo para o estado desalinhado.

Inicialização do alinhamento INS

Você pode verificar a atitude do veículo e o tipo de INS em Attitude–>Status–>Ins Type.

Decimal	ASCII	Descrição
0	INS_INATIVO	IMU dados inválidos; INS inativo
1	ALINHAMENTO_INS	O INS está se alinhando
2	INS_ALTA_VARIÂNCIA	O INS está no modo de navegação, mas o erro de azimute excedeu o limite. Para a maioria IMUs, o limite padrão é 2 graus.
3	INS_SOLUÇÃO_BOA	Entrou no modo de navegação e a solução INS é boa
6	INS_SOLUÇÃO_GRATUITA	Modo DR, nenhum GNSS participou da solução integrada
7	INS_ALINHAMENTO_COMPLETO	Alinhamento INS concluído, mas não há dinâmica veicular suficiente para que a precisão atenda aos requisitos.

Após o módulo emitir as soluções fixas, avance a uma velocidade maior que o limite de velocidade de alinhamento definido na etapa 23. Durante esse processo, o Ins Type será exibido como ALINHAMENTO_INS. Assim que o alinhamento do INS estiver concluído, o Tipo de Ins será atualizado para INS_ALINHAMENTO_COMPLETO. Continue dirigindo em uma velocidade que exceda o limite de alinhamento por 15 segundos até que o status da solução mude de INS_ALINHAMENTO_COMPLETO para INS_SOLUÇÃO_BOA, indicando que o processo de inicialização foi concluído.

Modo de fusão (GPS+IMU) saída de mensagem

Você pode usar o comando INSPVAXA 1 para habilitar a mensagem INSPVAXA a 1Hz. Este log é usado para emitir a posição integrada, velocidade, atitude e seus erros estimados. Exemplo de saída de mensagem: #INSPVAXA,COM1,0,73.5,FINESTEERING,1695,309428.000,00000040,4e77,43562; SOLUÇÃO_INS_BOA,PSRSP_INS,51.11637873403,-114.03825114994,1063.6093,- 16.9000,-0.0845,-0.0464,-0.0127,0.138023492,0.069459386,90.000923268,0.9428, 0.6688,1.4746,0.0430,0.0518,0.0521,0.944295466,0.944567084,1.000131845,3,0*e877c 17

ID	Tipo de campo	descrição de dados	Formato	Bytes binários	Deslocamento binário
1	INSPVAX	Cabeçalho do registro		H	0
2	Status do INS	Status do INS, veja a etapa 26, Tipo de INS	enum	4	H
3	Tipo de Pos	Tipo de posição	enum	4	H + 4
4	Latitude	Latitude (WGS84) [graus]	Double	8	H + 8
5	Longitude	Longitude (WGS84) [graus]	Double	8	H + 16
6	Altura	Altura [m]	Double	8	H + 24
7	Ondulação	Separação geoide: a diferença entre a superfície do nível médio do mar (geoide) e a superfície do elipsoide WGS84, em metros. Se o geoide estiver acima do elipsoide, o valor é positivo; caso contrário, é negativo.	Float	4	H + 32
8	Velocidade Norte	Velocidade na direção norte (negativo implica sul) [m/s]	Double	8	H + 36
9	Velocidade Leste	Velocidade na direção leste (negativo implica oeste) [m/s]	Double	8	H + 44
10	Velocidade de subida	Velocidade na direção ascendente [m/s]	Double	8	H + 52
11	Rolo	Rolar (rotação para a direita em torno do eixo Y) [graus]	Double	8	H + 60
12	Passo	Passo (rotação para a direita em torno do eixo X) [graus]	Double	8	H + 68
13	Azimute	Azimute, sentido horário a partir do norte (rotação para a esquerda em torno do eixo Z) [grau]. Este é o azimute inercial calculado a partir do IMU giroscópios e filtros integrados.	Double	8	H + 76
14	Latência σ	Desvio padrão da latitude [m]	Float	4	H + 84
15	σ longo	Desvio padrão da longitude [m]	Float	4	H + 88
16	Altura σ	Desvio padrão da altura [m]	Float	4	H + 92
17	Norte Vel σ	Desvio padrão da velocidade norte [m/s]	Float	4	H + 96
18	Leste Vel σ	Desvio padrão da velocidade leste [m/s]	Float	4	H + 100
19	Para cima Vel σ	Desvio padrão da velocidade ascendente [m/s]	Float	4	H + 104
20	Rolar σ	Desvio padrão do roll [graus]	Float	4	H + 108
21	Passo σ	Desvio padrão do tom [graus]	Float	4	H + 112
22	Azimute σ	Desvio padrão do azimute [graus]	Float	4	H + 116
23	Estado do sol externo	Status da solução estendida	Feitiço	4	H + 120
24	Tempo desde a atualização	Tempo decorrido desde a última atualização de ZUPT ou posição (segundos)	Ucurto	2	H + 124
25	xxxx	CRC de 32 bits	Feitiço	4	H + 126
26	[CR][LF]	Terminador de frase (somente ASCII)	-	-	-

Documentação

Se você é um usuário avançado e deseja configurar seu receptor de acordo com suas necessidades específicas ou programá-lo para seu projeto, consulte os seguintes documentos.

Se precisar de informações adicionais, como atualização de firmware, configuração do receptor como base ou rover por favor consulte o Unicore página de configuração.
Se você precisa verificar Unicore comando para seu projeto ou configure a verificação do receptor Unicore Manual de Comando de Referência.
Se você quiser usar simpleRTK3B Fusion para compensação de inclinação com sua pesquisa, verifique Manual de comandos de referência de inclinação.
Se você quiser usar simpleRTK3B Fusion para sua maquinaria agrícola, verifique Manual de Comandos de Referência Automática.