Guida per l'utente: simpleRTK3B Fusion

Presentazione prodotto

È possibile utilizzare il simpleRTK3B Fusion come scheda autonoma collegandola al tuo PC o tablet. Inoltre, può essere utilizzato come scheda aggiuntiva per i tuoi progetti, come uno scudo Arduino.
Il componente principale di simpleRTK3B Fusion is Unicore Modulo UM981. Il sistema INS (Inertial Navigation System) di bordo migliora GNSS- prestazioni uniche fornendo non solo la posizione, ma anche l'assetto (rollio, beccheggio, imbardata) del veicolo.
La scheda è precaricata con firmware progettato per veicoli terrestri, come trattori lenti, auto o robot terrestri. Se intendi utilizzarla per rilievi con compensazione dell'inclinazione, dovrai caricare il firmware per rilievo e mappatura e nella sezione documentazione fare riferimento al Manuale dei comandi di riferimento di Slant per le istruzioni di configurazione.

Hardware

Definizione della piedinatura

Power

simpleRTK3B Fusion può essere alimentato da 4 fonti diverse:

Porta USB GPS
Porta USB XBEE
Pixhawk connettore
Guida Arduino

Ne basta 1 solo per utilizzare la scheda, ma puoi anche collegare i 4 contemporaneamente, non c'è rischio.

Porte di comunicazione

simpleRTK3B Fusion board dispone di alcune interfacce che ora spiegheremo in dettaglio.

GPS USB

Questo connettore USB-C consente l'accesso tramite convertitore FTDI USB-to-UART alla COM1 del modulo UM980.
Puoi collegare questa interfaccia al tuo telefono cellulare, tablet o PC preferito e iniziare a ricevere NMEA dati.
Dopo aver collegato il ricevitore al PC, vedrai 1 nuova porta COM, che puoi utilizzare con il tuo strumento terminale preferito per leggere NMEA o avere pieno accesso all'UM980 utilizzando lo strumento UPrecise.

Per impostazione predefinita NMEA è disabilitato su questo modulo, quindi ti consigliamo di iniziare con Strumento preciso.
Se il tuo PC non riconosce il dispositivo, avrai bisogno del driver VCP di FTDI: https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/

USB X Bee

Questo connettore USB-C ti dà accesso all'UART dell'XBEE radio (se ne monti uno), tramite un convertitore FTDI da USB a UART.

Troviamo molto pratico utilizzare questo connettore per alimentare la scheda, in modo da poter poi collegare e scollegare il GPS USB come si desidera, senza togliere l'alimentazione alla scheda.
Puoi utilizzare qualsiasi adattatore per presa a muro USB che trovi a casa.

Per utilizzare questo connettore solo come fonte di alimentazione, non è necessario alcun driver. Puoi utilizzare il tuo PC o connetterti all'adattatore USB a muro.

Per utilizzare questo connettore per configurare un XBee radio, avrai bisogno del driver VCP da FTDI: https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/

Pixhawk connettore

Questo connettore è un JST GH standard che può essere utilizzato per collegare simpleRTK3B Fusion ad uno Pixhawk autopilota.
Puoi anche usare questo connettore per alimentare la scheda.

Pixhawk Il connettore JST-GH segue il Pixhawk standard:

1: 5V_IN
2: Unicore COM3 RX (livello 3.3 V)
3: Unicore COM3 TX (livello 3.3 V)
4: Timepulse uscita (livello 3.3 V)
5: Estinto (livello 3.3 V)
6: TERRA

binari Arduino

simpleRTK3B Fusion ha binari opzionali per connettersi ad altri dispositivi compatibili con Arduino UNO.

TERRA: ground è disponibile nei pin arduino standard. Dovresti sempre collegare questa linea all'altra scheda.
INGRESSO/USCITA 5 V:
- Quando il LED accanto a questo pin è spento, è possibile l'alimentazione simpleRTK3B Fusion da questo perno.
  Ad esempio, basta collegarlo sopra una scheda Arduino UNO e simpleRTK3B Fusion si accenderà. (controlla se il tuo Arduino può alimentare scudi da 300 mA a 5 V).
- In alternativa, ora puoi utilizzare simpleRTK3B Fusion per alimentare altri scudi.
  Basta accendere l'interruttore “5V=OUTPUT” e simpleRTK3B Fusion la scheda emetterà 5 V su questo pin.
IOREF: Questo pin è disconnesso quando l'interruttore di bordo è verso “IOREF = NC”.
In alternativa emette 3.3 V quando l'interruttore di bordo è verso “IOREF = 3V3”. È possibile utilizzare questa funzionalità per fornire un riferimento di tensione ad altri Shield che richiedono questo pin come ingresso.
TX2, RX2, TX3, RX3:Questi pin funzionano come uscita a 3.3 V e come ingresso accettando da 2.7 a 3.6 V.
- TX2: Unicore COM2 TX (questo pin è anche collegato a XBee UART RX)
- RX2: Unicore COM2 RX (questo pin è anche collegato a XBee UART TX)
- TX3: Unicore COM3TX
- RX3: Unicore COM3 RX

Presa XBee ad alta potenza (HP).

simpleRTK3B Fusion ha una presa XBee ad alta potenza (HP).
È possibile utilizzare questa presa per collegare un XBee compatibile radio. Sono disponibili i seguenti pin:

VCC, che è un'uscita da 3.3 V con corrente massima costante di 1 A e picco di 1.5 A.
XBee UART RX, a livello 3.3V
XBee UART TX, a livello 3.3V
GND

La presa XBee è collegata a Unicore COM2.
Ricorda che puoi aggiungere un secondo socket XBee alla tua scheda con il Scudo per la seconda presa XBee.

Perni con funzioni speciali

Oltre a quanto sopra, sono disponibili anche alcuni pin aggiuntivi per gli utenti più avanzati. Questi pin sono disponibili anche nel connettore JST, come nel simpleRTK3B Pro.

Se hai intenzione di usare simpleRTK3B Fusion collegato su un Arduino o un Raspberry Pi e non si utilizza nessuno di questi pin, si consiglia di non collegare i pin: è possibile tagliare l'intestazione in questi pin per evitare la connessione e prevenire comportamenti imprevisti.

Timepulse (TPS): uscita a impulsi con tempo di configurazione da 3.3 V.
Estinto (EXTINT): ingresso per la sincronizzazione dell'ora, tensione massima 3.6 V.
Questo input è filtrato per evitare problemi.

Ricorda che puoi aggiungere un secondo socket XBee alla tua scheda con il Scudo per la seconda presa XBee.

Antenna GPS/GNSS

simpleRTK3B Fusion non include, ma richiede un'antenna GPS/GNSS di buona qualità.

simpleRTK3B Fusion supporta le bande L1/L2/L5 complete. Se vuoi ottenere il massimo da questo modulo, ti consigliamo a Tripla fascia simpleANT3B antenna in serie.

La scheda è compatibile sia con antenne attive che supportano l'alimentazione da 3.3 V che con antenne passive. La corrente di uscita massima è 150 mA a 3.3 V.

Se lo utilizzate con le tradizionali antenne GPS economiche ampiamente disponibili, non otterrete le prestazioni previste.

IMPORTANTE: E' obbligatorio collegare l'antenna prima di alimentare la scheda.

Anche l’installazione dell’antenna è un punto fondamentale per ottenere i migliori risultati. L'antenna GPS/GNSS deve essere sempre installata con la massima visuale possibile del cielo.

Inoltre, se possibile, dovrebbe essere installato con un piano metallico dietro, ad es. sul tetto dell'auto, su una piastra metallica più grande di 20 cm, ecc.

Se vuoi sapere in che modo l'installazione influisce sulle prestazioni, dai un'occhiata al nostro Guida all'installazione dell'antenna GPS/GNSS o guarda questo video.

LED

La scheda include 7 LED di stato, che indicano che:

POWER: il simpleRTK3B Fusion il consiglio ha potere.
PVT: Il LED si accende quando è possibile calcolare una posizione in base alla visibilità satellitare disponibile.
NORTK: ON quando non c'è RTK, OFF quando il dispositivo è in modalità RTK FISSA.
XBEE>GPS: L'XBEE radio sta ricevendo dati via etere e inviandoli a Unicore.
GPS>XBEE: Il Unicore sta inviando dati all'XBee radio.
5V IN/OUT: Indica se c'è tensione su quel pin.
IOREF: Indica se c'è tensione su quel pin.

Pulsanti e interruttori

C'è solo un pulsante: XBee Reset, e la buona notizia è che probabilmente non dovrai usarlo. Questo pulsante viene utilizzato per programmare l'XBee radio se si desidera aggiornare il firmware, ecc.

Troverai anche 1 interruttore sotto la presa XBee: ti consente di abilitare IOREF con pin arduino da 3.3 V e 5 V come uscita in modo che la scheda possa alimentare accessori come Scudo per la seconda presa XBee. Allo stesso tempo, questo interruttore abiliterà anche i segnali della guida arduino a 3.3 V. Controlla la sezione "Arduino Rails" sopra per leggere maggiori dettagli su questo.

Inizia

Connettiti a UPrecise

Collega l'antenna GNSS al ricevitore. Assicurati che l'antenna abbia una buona visuale del cielo per testare la funzionalità. Oppure non vedrai la visualizzazione e il segnale dei satelliti.
Collegare il ricevitore al PC tramite la porta USB etichettata come POWER+GPS.
Apri Preciso. Selezionare il COM porta (Se non sai quale porta COM controlla il gestore dispositivi del tuo PC). A baud rate scegli 115200 or AUTO. stampa Connect.

Clicca su Receiver Configuration icona sulla barra dei menu a sinistra. Qui puoi abilitare i tuoi messaggi NMEA preferiti ( Per impostazione predefinita NMEA è disabilitato su questo modulo). Ti consigliamo di controllare GGA, GSA, GSV, GST e RMC. Funzionerà bene con SW Maps e la maggior parte delle applicazioni. Quindi fare clic Enter.

Nella barra dei menu scegli il Data Stream icona. Nella finestra Data Stream digitare SAVECONFIG e premere EnterNel flusso di dati vedrai Command, SAVECONFIG, response: OK. Significa che la tua configurazione viene salvata nella Flash del tuo ricevitore.

Sullo schermo vedrai la costellazione, Data Steam e lo stato del monitoraggio.

Invia messaggi NMEA a Xbee Socket

La presa Xbee è collegata a Unicore COM2. Se vuoi connetterti con Bluetooth, BLE, radio o altri plugin di comunicazione, è necessario abilitare i messaggi NMEA su COM2.
Ad esempio, se desideri inviare GGA alla COM2, nella finestra di comando digita GPGGA COM2 1. Emetterà un messaggio GGA da 1 Hz su COM2.
Ripeti lo stesso per i messaggi NMEA di cui hai bisogno. Si consiglia di abilitare GGA, GSA, GSV, GST e RMC. Funzionerà bene con SW Maps e la maggior parte delle applicazioni.

Nella finestra di comando digitare SAVECONFIG, quindi premere Enter per salvare la configurazione corrente in memoria.

Connessione a NTRIP

Per ottenere una precisione a livello centimetrico/millimetrico con i nostri ricevitori GNSS, è necessario disporre di correzioni.
Se non disponi di una stazione base per le correzioni, puoi trovare stazioni base di terze parti all'indirizzo Servizi di correzione RTK nel tuo Paese.

Clicca su toolbox icona e seleziona RTCM.

Clicchi Input. Scegliere Ntrip Client. Imposta il tuo Ntrip Caster Host, porta, punto di montaggio, ID e password. Se il tuo Ntrip Caster hai bisogno della tua posizione rover, imposta Segnalazione posizione GGA su 1 e seleziona CurrentSerialGGA. Clic Ok.

Clicca su OutPut. Seleziona Serial Porte scegli la porta COM del tuo ricevitore.

Vedrai l'Input e l'OutPut cambiare in verde. Controllo Hex, vedrai i messaggi RTCM dal server.

In pochi minuti vedrai il tipo di correzione cambiare in RTK Mobile o Fisso.

Consentire a tutti Galileo HA

Galileo High Accuracy Service (HAS) fornisce l'accesso gratuito, tramite il Galileo segnale (E6-B) e tramite mezzi terrestri (Internet), alle informazioni necessarie per stimare una soluzione di posizionamento accurata utilizzando un algoritmo di posizionamento preciso del punto in tempo reale.

Galileo HAS è accessibile simpleRTK3B Budget e simpleRTK3B CompassNon è supportato con la versione firmware corrente di simpleRTK3B Fusion.

Digitare i seguenti comandi uno per uno per abilitare HAS.
CONFIG PPP ENABLE E6-HAS
CONFIG PPP DATUM WGS84
CONFIG PPP CONVERGE 50 50
CONFIG SIGNALGROUP 2 (Usa questo comando se hai un simpleRTK3B Budget)
CONFIG SIGNALGROUP 3 6 (Usa questo comando se hai un simpleRTK3B Compass)
SAVECONFIG

In pochi minuti dovresti vedere il tipo di correzione cambiare in Float.
Se vuoi disabilitare il PPP, digita il comando:
CONFIG PPP DISABLE
E usa il comando CONFIG PPP ENABLE E6-HAS per abilitarlo nuovamente.

Configurare la fusione dei sensori inerziali

simplertk3B Fusion ha la capacità di fusione dei sensori inerziali, grazie all'INS (Inertial Navigation System) integrato nel modulo UM981. L'Inertial Navigation System utilizza accelerometri e giroscopi di IMU (Unità di misura inerziale) per calcolare posizione, velocità e orientamento.
L'INS è particolarmente utile durante la navigazione in galleria, la misurazione dell'inclinazione o lo spostamento su terreni irregolari, ovvero in tutte le situazioni in cui i segnali GNSS potrebbero essere inaffidabili.

SERVIZIO DI

SimpleRTK3B Fusion deve essere fissato al veicolo, non può essere utilizzato appeso al cavo. Questo perché abbiamo bisogno del IMU i dati siano coerenti.
Assicurarsi che il IMU i dati rimangono coerenti montando correttamente il ricevitore sul veicolo. Quando si collega il ricevitore, verificare che le direzioni degli assi XYZ stampate sul modulo UM981 siano allineate con quelle del veicolo. Sistema di coordinate. Il sistema di coordinate segue la regola della mano destra, con la direzione Y che rappresenta la direzione in avanti del veicolo. Ci sono opzioni per montare simpleRTK3B Fusion in orientamento diverso, ma questo richiede una calibrazione extra. Ecco perché suggeriamo di usare lo stesso orientamento.

Più lontano è il IMU è dall'antenna, minore è la precisione. Per queste ragioni, consigliamo di montare la scheda sotto il tetto del veicolo, direttamente sotto l'antenna. Il centro di fase dell'antenna dovrebbe allinearsi con il IMU del modulo UM981 (situato al centro del sistema di coordinate contrassegnato sul modulo UM981). Questa configurazione assicura che solo l'offset dell'asse Z (distanza del braccio di livello) debba essere misurato.

Configurare il braccio di leva

La distanza del braccio di leva è la distanza tra IMU e il centro di fase dell'antenna GNSS. È possibile utilizzare il comando CONFIG IMUTOANT OFFSET x y z a b c per configurare il braccio di leva.

Intestazione registro	Parametro	Descrizione
CONFIG IMUTOANT OFFSET	x	Offset asse X, unità: metro, intervallo: -100~100
	y	Offset asse Y, unità: metro, intervallo: -100~100
	z	Offset asse Z, unità: metro, intervallo: -100~100
	a	Errore di offset dell'asse X, unità: metro, intervallo: 0.01~10 (predefinito: da 0.01 m al 10% dell'offset dell'asse X)
	b	Errore di offset dell'asse Y, unità: metro, intervallo: 0.01~10 (predefinito: da 0.01 m al 10% dell'offset dell'asse Y)
	c	Errore di offset dell'asse Z, unità: metro, intervallo: 0.01~10 (predefinito: da 0.01 m al 10% dell'offset dell'asse Z)

Sulla base dell'esempio fornito nel passaggio 20, se lo scostamento dell'asse Z è di 20 cm, il comando sarà:
CONFIG IMUTOANT OFFSET 0 0 0.20 0.01 0.01 0.01
Si noti che se si utilizza un'antenna multibanda con più centri di fase per frequenze diverse (L1 e L2), utilizzare il valore mediano.

Configurare la soglia della velocità di allineamento

I sistemi di navigazione inerziale si basano su accelerometri e giroscopi per tracciare il movimento. La soglia di velocità di allineamento INS è la velocità minima alla quale un sistema di navigazione inerziale può eseguire un allineamento accurato. Questo allineamento è fondamentale per determinare la posizione iniziale e l'orientamento del sistema prima che possa fornire dati di navigazione affidabili.

Puoi usare il comando: CONFIG INS ALIGNMENTVEL 5.0 per impostare la soglia di velocità per l'allineamento INS in 5 m/s. Nota che la velocità di allineamento predefinita è 5 m/s e quella minima è 0.5 m/s.

Abilita/Disabilita INS

La funzione INS di simpleRTK3B Fusion è abilitato di default. Gli utenti possono immettere il comando CONFIG INS DISABLE per disabilitare INS. Se è necessario abilitare nuovamente INS, utilizzare il comando CONFIG INS RESET per abilitare INS e reimpostare INS allo stato non allineato.

Inizializzazione dell'allineamento INS

È possibile controllare l'assetto del veicolo e il tipo di INS su Attitude–>Status–>Ins Type.

Decimale	ASCII	Descrizione
0	INS_INATTIVO	IMU dati non validi; INS inattivo
1	INS_ALLINEAMENTO	INS si sta allineando
2	INS_ALTA_VARIANZA	INS è in modalità navigazione, ma l'errore di azimut ha superato la soglia. Per la maggior parte IMUs, la soglia predefinita è 2 gradi.
3	INS_SOLUZIONE_BUONA	Entrato nella modalità di navigazione e la soluzione INS è buona
6	INS_SOLUZIONE_GRATUITA	Modalità DR, nessun GNSS ha partecipato alla soluzione integrata
7	INS_ALIGNMENT_COMPLETE	L'allineamento INS è stato completato, ma la dinamica del veicolo non è sufficiente per garantire la precisione richiesta.

Dopo che il modulo ha emesso le soluzioni fisse, procedere a una velocità superiore alla soglia di velocità di allineamento impostata nel passaggio 23. Durante questo processo, il tipo di inserimento verrà visualizzato come INS_ALLINEAMENTOUna volta completato l'allineamento INS, il tipo Ins verrà aggiornato in INS_ALIGNMENT_COMPLETEContinuare a guidare a una velocità superiore alla soglia di allineamento per 15 secondi finché lo stato della soluzione non cambia da INS_ALIGNMENT_COMPLETE a INS_SOLUZIONE_BUONA, indicando che il processo di inizializzazione è completo.

Modalità fusione (GPS+IMU) messaggio di output

Puoi usare il comando INSPVAXA 1 per abilitare il messaggio INSPVAXA a 1 Hz. Questo registro viene utilizzato per generare la posizione integrata, la velocità, l'assetto e i loro errori stimati. Esempio di output del messaggio: #INSPVAXA,COM1,0,73.5,FINESTEERING,1695,309428.000,00000040,4e77,43562; INS_SOLUTION_GOOD,INS_PSRSP,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 di campo	Descrizione dei dati	Formato	Byte binari	Offset binario
1	INSPVAX	Intestazione del registro		H	0
2	Stato dell'INS	Stato INS, vedere passaggio 26, Tipo INS	enum	4	H
3	Tipo di posizione	Tipo di posizione	enum	4	H + 4
4	Latitudine	Latitudine (WGS84) [gradi]	Doppio	8	H + 8
5	Longitudine	Longitudine (WGS84) [gradi]	Doppio	8	H + 16
6	Altezza	Altezza [m]	Doppio	8	H + 24
7	Ondulazione	Separazione geoidale: la differenza tra la superficie del livello medio del mare (geoide) e la superficie dell'ellissoide WGS84, in metri. Se il geoide è sopra l'ellissoide, il valore è positivo; altrimenti, è negativo.	galleggiante	4	H + 32
8	Velocità del Nord	Velocità in direzione nord (negativo implica sud) [m/s]	Doppio	8	H + 36
9	Velocità orientale	Velocità in direzione est (negativo implica ovest) [m/s]	Doppio	8	H + 44
10	Velocità in salita	Velocità in direzione ascendente [m/s]	Doppio	8	H + 52
11	Rotolo	Rollio (rotazione destrorsa attorno all'asse Y) [gradi]	Doppio	8	H + 60
12	Intonazione	Pitch (rotazione destrorsa attorno all'asse X) [gradi]	Doppio	8	H + 68
13	Azimuth	Azimut, in senso orario da nord (rotazione sinistrorsa attorno all'asse Z) [gradi]. Questo è l'azimut inerziale calcolato dall' IMU giroscopi e filtri integrati.	Doppio	8	H + 76
14	Latitudine σ	Deviazione standard della latitudine [m]	galleggiante	4	H + 84
15	Lungo σ	Deviazione standard della longitudine [m]	galleggiante	4	H + 88
16	Altezza σ	Deviazione standard dell'altezza [m]	galleggiante	4	H + 92
17	Nord Vel σ	Deviazione standard della velocità verso nord [m/s]	galleggiante	4	H + 96
18	Vel orientale σ	Deviazione standard della velocità verso est [m/s]	galleggiante	4	H + 100
19	Su Vel σ	Deviazione standard della velocità ascendente [m/s]	galleggiante	4	H + 104
20	Rotolo σ	Deviazione standard del rollio [gradi]	galleggiante	4	H + 108
21	Altezza σ	Deviazione standard del tono [gradi]	galleggiante	4	H + 112
22	Azimut σ	Deviazione standard dell'azimut [gradi]	galleggiante	4	H + 116
23	Statistica del sole esterno	Stato della soluzione estesa	Hex	4	H + 120
24	Tempo trascorso dall'aggiornamento	Tempo trascorso dall'ultimo ZUPT o aggiornamento della posizione (secondi)	Ushort	2	H + 124
25	xxxx	CRC a 32 bit	Hex	4	H + 126
26	[CR][LF]	Terminatore di frase (solo ASCII)	-	-	-

Documentazione

Se sei un utente avanzato e desideri configurare il ricevitore in base alle tue esigenze specifiche o programmarlo per il tuo progetto, consulta i seguenti documenti.

Se hai bisogno di informazioni aggiuntive, come l'aggiornamento del firmware, la configurazione del ricevitore come base o rover si prega di fare riferimento al Unicore pagina di configurazione.
Se hai bisogno di controllare Unicore comando per il tuo progetto o configura il controllo del ricevitore Unicore Manuale di comando di riferimento.
Se vuoi usare simpleRTK3B Fusion per la compensazione dell'inclinazione con il tuo rilievo, controlla Manuale dei comandi di riferimento inclinato.
Se vuoi usare simpleRTK3B Fusion per i tuoi macchinari agricoli, controlla Manuale dei comandi di riferimento automatico.