用户指南： simpleRTK3B Fusion

产品概述

您可以使用 simpleRTK3B Fusion 将其连接到您的 PC 或平板电脑即可作为独立开发板使用。此外，它还可以用作您项目的附加开发板，例如 Arduino 扩展板。
主要组成部分 simpleRTK3B Fusion is Unicore UM981 模块。机载 INS（惯性导航系统）改进了 GNSS- 不仅提供位置，还提供车辆的姿态（侧倾、俯仰、偏航），从而实现独一无二的性能。
该板预装了专为地面车辆（如慢速拖拉机、汽车或地面机器人）设计的固件。如果您打算将其用于倾斜补偿测量，则需要上传测绘固件并在文档部分参阅 Slant Reference Commands Manual 以获取设置说明。

硬件

引脚定义

电力

这款 simpleRTK3B Fusion 可由 4 种不同来源供电：

全球定位系统 USB端口
XBEE USB 端口
Pixhawk 连接器
阿杜诺铁路

使用板子只需要其中1个，但您也可以同时连接4个，没有风险。

通讯端口

simpleRTK3B Fusion 主板有一些接口，我们现在将详细解释。

USB 全球定位系统

此 USB-C 连接器让您可以通过 FTDI USB 至 UART 转换器访问 UM1 模块的 COM980。
您可以将此接口连接到您喜欢的手机、平板电脑或电脑并开始接收 NMEA 数据。
将接收器连接到 PC 后，您将看到 1 个新的 COM 端口，您可以使用您最喜欢的终端工具来读取 NMEA 或使用 UPecise 工具完全访问 UM980。

默认情况下，此模块上的 NMEA 是禁用的，因此我们建议您从 U精密工具.
如果您的 PC 无法识别该设备，您将需要 FTDI 的 VCP 驱动程序： https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/

USB XBee

此 USB-C 连接器可让您访问 XBEE 的 UART radio （如果您安装了一个），通过 FTDI USB 至 UART 转换器。

我们发现使用此连接器为电路板供电非常实用，因此您可以根据需要连接和断开 GPS USB，而无需断开电路板的电源。
您可以使用在家中找到的任何 USB 壁式插头适配器。

如果仅将此连接器用作电源，则不需要任何驱动程序。您可以使用 PC，或连接到 USB 墙壁适配器。

使用此连接器配置 XBee radio，您将需要 FTDI 的 VCP 驱动程序： https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/

Pixhawk 连接器

该连接器是标准 JST GH，可用于连接 simpleRTK3B Fusion 到 Pixhawk 自动驾驶仪。
您也可以使用此连接器为电路板供电。

这款 Pixhawk JST-GH连接器遵循 Pixhawk 标准：

1：5V_IN
2: Unicore COM3 RX（3.3V电平）
3: Unicore COM3 TX（3.3V电平）
4: Timepulse 输出（3.3V电平）
5：熄灭（3.3V电平）
6：地

Arduino 导轨

simpleRTK3B Fusion 有可选的导轨可以连接到其他 arduino UNO 兼容设备。

地线： 标准arduino引脚提供接地。你应该总是把这条线连接到你的另一块板上。
5V 输入/输出：
- 当该引脚旁边的 LED 熄灭时，可以供电 simpleRTK3B Fusion 从这个引脚。
  例如，只需将其插入 Arduino UNO 板的顶部，然后 simpleRTK3B Fusion 将打开。（检查您的arduino是否可以为300V屏蔽提供5mA供电）。
- 或者，您现在可以使用 simpleRTK3B Fusion 为其他护盾供电。
  只需打开开关“5V=OUTPUT”并 simpleRTK3B Fusion 板将在此引脚输出 5V。
国际参考文献： 当板载开关指向“IOREF = NC”时，该引脚断开。
或者，当板载开关指向“IOREF = 3.3V3”时，它输出 3V。您可以使用此功能为需要此引脚作为输入的其他扩展板提供电压参考。
TX2、RX2、TX3、RX3：这些引脚可用作 3.3V 的输出，并可用作接受 2.7 至 3.6V 电压的输入。
- TX2： Unicore COM2 TX（此引脚也连接到 XBee UART RX）
- RX2： Unicore COM2 RX（此引脚也连接到 XBee UART TX）
- TX3： Unicore COM3 发送
- RX3： Unicore 串口3接收

大功率 (HP) XBee 插座

这款 simpleRTK3B Fusion 有一个高功率 (HP) XBee 插座。
您可以使用此插座连接 XBee 兼容设备 radio. 以下引脚可用：

VCC，为 3.3V 输出，最大电流恒定为 1A，峰值为 1.5A。
XBee UART RX，3.3V 电平
XBee UART TX，3.3V 电平
GND

XBee 插座连接到 Unicore COM2。
请记住，您可以使用第二个 XBee 插座的屏蔽.

特殊功能引脚

除了上述引脚之外，还有一些其他引脚可供最高级的用户使用。这些引脚也可以在 JST 连接器中使用，如 simpleRTK3B Pro.

如果您要使用 simpleRTK3B Fusion 连接在 Arduino 或 Raspberry Pi 顶部并且您不使用任何这些引脚，建议不要连接这些引脚：您可以剪掉这些引脚中的接头以避免连接，并防止意外行为。

Timepulse (TPS)：3.3V配置时间脉冲输出。
灭绝（EXTINT）：时间同步输入，最大电压3.6V。
该输入被过滤以避免故障。

请记住，您可以使用第二个 XBee 插座的屏蔽.

GPS/GNSS 天线

simpleRTK3B Fusion 不包括但需要优质 GPS/GNSS 天线。

simpleRTK3B Fusion 支持全 L1/L2/L5 频段。如果您想充分利用此模块，我们建议您使用三频 simpleANT3B 系列天线.

该板兼容支持 3.3V 供电的有源天线和无源天线。最大输出电流为 150mA @ 3.3V。

如果您将其与广泛使用的传统廉价 GPS 天线一起使用，您将无法达到预期的性能。

重要：给电路板供电之前，必须连接天线。

天线的安装也是实现最佳效果的关键点。GPS/GNSS 天线应始终安装在尽可能能看到天空的地方。

此外，如有可能，应在后面安装金属平面，例如车顶，大于20cm的金属板上等。

如果您想了解安装如何影响性能，请查看我们的 GPS/GNSS 天线安装指南或者看该视频.

LEDs

该板包括 7 个状态 LED，它们指示：

电源： simpleRTK3B Fusion 董事会有权力。
PVT：当可以从可用的卫星能见度计算出位置时，LED 亮起。
NORTK：无 RTK 时亮起，接收校正数据时闪烁，设备处于 RTK FIXED 模式时熄灭。
XBEE>GPS：XBEE radio 正在通过空中接收数据并将其发送到 Unicore.
GPS>XBEE： Unicore 正在输出 XBEE 的数据 radio 正在空中接收和发送。
5V IN/OUT：将指示您该引脚上是否有电压。
IOREF：将指示您是否启用了 IOREF 引脚，这会激活 arduino 导轨上的 UART。

按钮和开关

只有一个按钮：XBee Reset，好消息是您可能不需要使用它。该按钮用于对 XBee 进行编程 radio 如果您想更新固件等。

您还会在 XBee 插座下找到 1 个开关：它可以让您启用 IOREF，并使用 3.3V 和 5V arduino 引脚作为输出，以便该板可以为配件供电，例如第二个 XBee 插座的屏蔽. 同时，此开关还将启用 3.3V 的 arduino 轨信号。检查上面的“Arduino Rails”部分以阅读有关此的更多详细信息。

立即开始

连接到 UPrecise

将 GNSS 天线连接到接收器。确保天线具有良好的天空视野，以便测试功能。否则您将看不到卫星视图和信号。
通过标记为的 USB 端口将接收器连接到您的 PC POWER+GPS.
可选优普。选择 COM 端口（如果你不知道哪个 COM 端口，请检查 PC 的设备管理器）。在波特率处选择 115200 or AUTO。按 Connect.

点击 Receiver Configuration 图标。在这里，您可以启用您喜欢的 NMEA 消息（默认情况下，此模块上禁用 NMEA)。我们建议检查 GGA、GSA、GSV、GST 和 RMC。它将与 SW Maps 和大多数应用程序配合使用。然后单击 Enter.

在菜单栏中选择 Data Stream 图标。在数据流窗口中输入 SAVECONFIG 并按下 Enter. 在数据流上你会看到 Command, SAVECONFIG, response: OK. 这意味着您的配置已保存到接收器的 Flash 中。

您将在屏幕上看到星座、数据流和跟踪状态。

发送 NMEA 消息到 Xbee Socket

Xbee 插座连接到 Unicore COM2。如果您想连接蓝牙、BLE， radio 或其他通信插件，您需要在 COM2 上启用 NMEA 消息。
例如，如果您想将 GGA 发送到 COM2，请在命令窗口中输入 GPGGA COM2 1. 它将在 COM1 输出 2Hz GGA 消息。
对您需要的 NMEA 消息重复相同的操作。我们建议启用 GGA, GSA, GSV, GST 和 RMC. 它可以与 SW Maps 和大多数应用程序配合使用。

在命令窗口中输入 SAVECONFIG, 然后按 Enter 将当前配置保存到内存中。

连接到 NTRIP

为了使用我们的 GNSS 接收器实现厘米/毫米级精度，您需要进行修正。
如果你没有自己的基站进行校正，你可以在以下位置找到第三方基站您所在国家/地区的 RTK 校正服务.

点击 toolbox 图标并选择 RTCM.

点击 Input。选 Ntrip Client. 设置您的 Ntrip Caster 主机、端口、挂载点、ID 和密码。如果你的Ntrip Caster 需要您的位置 rover，将 GGA 位置报告设置为 1，然后选择 CurrentSerialGGA。请点击 Ok.

点击 OutPut. 选择 Serial Port，然后选择接收器的COM端口。

您将看到输入和输出变为绿色。检查 Hex, 您将看到来自服务器的 RTCM 消息。

几分钟后，您将看到固定类型更改为 RTK 浮动或固定。

启用 Galileo HAS

这款 Galileo 高精度服务 (HAS) 提供免费访问，通过 Galileo 信号（E6-B）和地面手段（互联网），获取使用精密单点定位算法实时估计精确定位解决方案所需的信息。

Galileo HAS 可以用 simpleRTK3B Budget 和 simpleRTK3B Compass. 当前固件版本不支持 simpleRTK3B Fusion.

逐个输入以下命令来启用 HAS。
CONFIG PPP ENABLE E6-HAS
CONFIG PPP DATUM WGS84
CONFIG PPP CONVERGE 50 50
CONFIG SIGNALGROUP 2 （如果您有 simpleRTK3B Budget)
CONFIG SIGNALGROUP 3 6 （如果您有 simpleRTK3B Compass)
SAVECONFIG

几分钟后，您将看到修复类型变为“浮点”。
如果要禁用 PPP，请输入命令：
CONFIG PPP DISABLE
并使用命令 CONFIG PPP ENABLE E6-HAS 再次启用它。

配置惯性传感器融合

simplertk3B Fusion 具有惯性传感器融合功能，这得益于 UM981 模块中集成的 INS（惯性导航系统）。惯性导航系统使用加速度计和陀螺仪 IMU （惯性测量单元）来计算位置、速度和方向。
INS 在隧道导航、测量倾斜度或在不平坦的地形上行驶时特别有用 - 这些情况下 GNSS 信号可能不可靠。

装置

SimpleRTK3B Fusion 必须固定在车辆上，不能悬挂在电缆上。这是因为我们需要 IMU 数据要一致。
确保 IMU 正确将接收器安装到车辆上可确保数据保持一致。连接接收器时，请验证 UM981 模块上印刷的 XYZ 轴方向是否与车辆的坐标系。坐标系遵循右手定则，Y 方向代表车辆的前进方向。有多种安装方式 simpleRTK3B Fusion 在不同方向上，但这需要一些额外的校准。这就是为什么我们建议使用相同的方向。

距离越远 IMU 离天线越远，精度越低。出于这些原因，我们建议将电路板安装在车辆车顶下，直接位于天线下方。天线的相位中心应与 IMU UM981 模块的 Z 轴偏移量（位于 UM981 模块上标记的坐标系中心）。此设置确保仅需测量 Z 轴偏移量（调平臂距离）。

配置杠杆臂

杠杆臂距离是指 IMU 和 GNSS 天线的相位中心。您可以使用命令 CONFIG IMUTOANT OFFSET x y z a b c 配置杠杆臂。

日志头	产品型号	描述
CONFIG IMUTOANT OFFSET	x	X轴偏移，单位：米，范围：-100~100
	y	Y轴偏移，单位：米，范围：-100~100
	z	Z轴偏移，单位：米，范围：-100~100
	a	X轴偏移误差，单位：米，范围：0.01~10（默认：0.01米至X轴偏移量的10%）
	b	Y轴偏移误差，单位：米，范围：0.01~10（默认：0.01米至Y轴偏移的10%）
	c	Z轴偏移误差，单位：米，范围：0.01~10（默认：0.01米至Z轴偏移的10%）

根据步骤 20 给出的示例，如果 Z 轴偏移为 20 厘米，则命令为：
CONFIG IMUTOANT OFFSET 0 0 0.20 0.01 0.01 0.01
请注意，如果您使用具有不同频率（L1 和 L2）的多个相位中心的多频段天线，请使用中值。

配置对准速度阈值

惯性导航系统依靠加速度计和陀螺仪来跟踪运动。惯性导航系统对准速度阈值是惯性导航系统可以进行精确对准的最低速度。这种对准对于确定系统的初始位置和方向至关重要，之后系统才能提供可靠的导航数据。

您可以使用以下命令： CONFIG INS ALIGNMENTVEL 5.0 设置 INS 对准的速度阈值，单位为 5 米/秒。请注意，默认对准速度为 5 米/秒，最小对准速度为 0.5 米/秒。

启用/禁用 INS

INS 功能 simpleRTK3B Fusion 默认启用。用户可以输入命令 CONFIG INS DISABLE 禁用 INS。如果需要再次启用 INS，请使用命令 CONFIG INS RESET 启用 INS 并将 INS 重置为未对齐状态。

INS 对准初始化

您可以在以下位置检查车辆姿态和 INS 类型 Attitude–>Status–>Ins Type.

十进制	ASCII码	描述
0	INS_INACTIVE	IMU 数据无效；INS 未激活
1	INS_ALIGNING	INS 正在调整
2	INS_HIGH_VARIANCE	INS 处于导航模式，但方位角误差已超过阈值。对于大多数 IMUs，默认阈值为2度。
3	INS_SOLUTION_GOOD	进入导航模式，INS 解算良好
6	INS_SOLUTION_FREE	DR模式，无GNSS参与综合解决方案
7	INS_ALIGNMENT_COMPLETE	INS 对准已完成，但飞行器动态性能尚不足以使精度满足要求。

模块输出固定解后，以大于步骤23中设置的对准速度阈值的速度向前行驶。在此过程中，Ins Type将显示为 INS_ALIGNING。一旦 INS 对准完成，INS 类型将更新为 INS_ALIGNMENT_COMPLETE. 继续以超过对准阈值的速度行驶 15 秒，直到解决方案状态从 INS_ALIGNMENT_COMPLETE 至 INS_SOLUTION_GOOD，表明初始化过程已完成。

融合模式（GPS+IMU) 消息输出

你可以使用命令 INSPVAXA 1 以1Hz的频率启用INSPVAXA消息。此日志用于输出综合位置、速度、姿态及其估计误差。消息输出示例：#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，-0.6688,1.4746,0.0430,0.0518,0.0521,0.944295466,0.944567084,1.000131845,3,0，877，17，XNUMX，XNUMX，XNUMX，XNUMX，XNUMX，XNUMX，XNUMX，XNUMX，XNUMX，XNUMX，XNUMX，XNUMX*eXNUMXc XNUMX

ID	字段类型	数据描述	格式	二进制字节	二进制偏移量
1	英斯派克斯	日志头		H	0
2	移民局状态	INS 状态，参见步骤 26，INS 类型	枚举	4	H
3	位置类型	职位类型	枚举	4	高+4
4	纬度	纬度 (WGS84) [度]	双	8	高+8
5	经度	经度 (WGS84) [度]	双	8	高+16
6	高度	高度[米]	双	8	高+24
7	波动	大地水准面间距：平均海平面（大地水准面）表面与 WGS84 椭球面之间的差值，以米为单位。如果大地水准面位于椭球面上方，则该值为正值；否则为负值。	Float	4	高+32
8	北速	向北的速度（负数表示向南）[m/s]	双	8	高+36
9	东速度	向东的速度（负数表示向西）[m/s]	双	8	高+44
10	上升速度	向上速度 [米/秒]	双	8	高+52
11	滚	滚动（绕 Y 轴向右旋转）[度]	双	8	高+60
12	沥青	俯仰（绕 X 轴右旋）[度]	双	8	高+68
13	方位角	方位角，从北向顺时针旋转（绕 Z 轴左旋）[度]。这是根据 IMU 陀螺仪和集成滤波器。	双	8	高+76
14	纬度 σ	纬度标准差[米]	Float	4	高+84
15	长 σ	经度标准差[米]	Float	4	高+88
16	高度 σ	高度标准差[m]	Float	4	高+92
17	北纬 σ	北向速度标准差[米/秒]	Float	4	高+96
18	东风 σ	东向速度标准差[米/秒]	Float	4	高+100
19	上行速度 σ	上升速度标准差[米/秒]	Float	4	高+104
20	滚动 σ	滚动的标准偏差[度]	Float	4	高+108
21	螺距 σ	音高标准差 [度]	Float	4	高+112
22	方位角 σ	方位角标准差 [度]	Float	4	高+116
23	外部太阳辐射状态	扩展解决方案状态	十六进制	4	高+120
24	自更新以来的时间	自上次 ZUPT 或位置更新以来经过的时间（秒）	乌短	2	高+124
25	谢谢	32 位 CRC	十六进制	4	高+126
26	[CR][LF]	句子终止符（仅限 ASCII）	-	-	-