NV08C-RTK GNSS低成本高精板卡

描述

NV08C-RTK GNSS板卡是一种易于集成的GNSS模块,提供先进和高精度导航功能满足终端用户应用。 NV08C-RTK GNSS卡的外形尺寸（71x46x8.1mm）兼容NovAtel的OEMStar,OEM615,OEMV-1G,Superstar II,OEMV-1G和OEMV1-DF接收机。带20针端口（串口通信）、MCX天线座母。

导航性能

参数                                                               描述

支持GNSS信号                      L1 GPS/ SBAS C / A

L1 GLONASS  СТ

信道数                                  32个通道，每个通道能够接收任何支持的信号

首次定位时间                        冷启动：< 40秒（平均25秒）

温启动：< 35秒（平均25秒）

RTK初始化启动（3D定位后）：< 10秒

初始化可靠性： 99.9%

灵敏度                                 冷星： - 143 dBm

A-GNSS：- 160 dBm

跟踪模式： - 160 dBm

RTK模式：-137dBm

精度1         自主模式：<1.5米

                 高程：<2米

差分模式SBAS：<1米

差分模式DGNSS：<1米

RTK模式：1厘米+1ppm

速度：0.05米/秒

PPS精度                              15纳秒（1西格玛），粒度38.5ns (1/26 Mhz)

辅助GNSS                            支持

更新速率                              1/2/5/10/20赫兹

限制                                      速度：小于500米/秒

加速度：低于5g

高度：小于5万米

尺寸：71x46x8.1mm

重量：18g

1      RMS（65%可信）, 24小时，静态，卫星信号 @ –137 dBm

2.    20 Hz定位/速度输出更新率支持GNSS+INS模式

功耗

电压：3.3～5.0伏

功耗：GNSS-RTK导航300毫瓦

NV08C-RTK GNSS板卡原理图

安装尺寸

20 (2x10) pin Header 2.0 mm Pitch (male) 

NV08C-RTK连线

NV08C-RTK通过20针电源及数字接口与主机相连，如果采用Pin（母）转USB线简易、直接连接电脑（注意：NV08C-RTK板卡原理图上清楚显示UART5经过了内置的UART-USB转换芯片CP2102），可参考如下连接示意图：

NV08C-RTK板卡电源及数字接口20-pin定义： 

NV08C-RTK板卡有UART1（pin11、pin12）、UART2（pin14、pin15），如果要与主机通信，假如是串口（D9/RS232）、USB口，则需要在之间加上

UART-RS232、UART-USB转换线（内含相应UART-RS232、UART-USB转换芯片)。参考NV08C-RTK板卡原理图。

定向Heading

NV08C-RTK-A采用双天线，1米短基线（天线相位中心之间距离1米）可提供0.2度航向。航向无需基站或参考信息源支持。

出厂默认设置

NV08C-RTK UART1口预设为NMEA, 115200 bps:

输出电文/数据率: GGA/1, RMC/1, GSV/1, GSA/1, RZD/1, GBS/10 (详情参考 NV08C Receivers NMEA Protocol Specification)

NV08C-RTK UART 2口预设BINR, 115200 bps。

BINR协议通信在用户请求下才输出电文 (详情参考NV08C Receivers BINR Protocol Specification)。

NMEA协议通讯UART口必须设置为1 start - 8data - 1 stop。BINR协议UART口必须设置为1 start - 8data - 1 odd parity - 1 stop.

NV08C-RTK GNSS板卡其它默认设置:

 导航模式: GPS和GLONASS

 RTCM数据: 自动输出 (DGNSS或RTK模式)

 SBAS数据: 请求下输出 ($PONAV NMEA command)

 RAIM: 自动

 辅助导航数据: 自动输出

 导航数据更新率: 1 Hz

 NMEA电文: 参考协议文档NV08C Receivers NMEA Protocol Specification

UART2初始设置为RTCMv3 115200 bps.

NV08C-RTK移动UART2接收RTCM数据，基站UART2发出RTCM 数据;

NV08C-RTK基站，置于Base Mode即可自动发出改正信息; NV08C-RTK移动站，置于Rover Mode即可自动接收基站改正信息。

基站与移动站设置语句：

(参考NV08C_RTK_NMEA_Protocol_Specification_V1.6_ENG.pdf 4.12 PNVGRTK – Setting of RTK Engine parameters)

$PNVGRTK,MODE,x NMEA message :

$PNVGRTK,MODE,2    message turns NV08C-RTK to RTK-Rover mode(by default).出厂默认设置为移动站；

$PNVGRTK,MODE,1    message turns NV08C-RTK to Base mode.设置为基站；

$PNVGRTK,MODE,3    message turns NV08C-RTK to Base mode with antenna position averaging.基站工作模式，取天线相位中心位置平均值。

$PNVGRTK,MODE,0    message turns NV08C-RTK to Autonomous mode.设置为自主工作接收机。

Base setting message基站设置指令

（参考测试开发工具包说明书：NV08C-RTK-EVK-v1.0-ENG-20.02.2015.pdf 3.3.1. Switching of RTK-EVK to Base mode）:

$PNVGRTK,MODE,3,AVGTIME,N
where N is length of antenna averaging interval in minutes, N = 1~1440，即1分钟到24小时；

举例：基站设置1分钟天线位置平均值，语句为$PNVGRTK,MODE,3,AVGTIME,1。

（这条命令通过UART1/USB1设置）

检查基站设置是否成功语句：

$PNVGRTK,MODE,BASEXYZ*0F<CR><LF>

如果NV08C-RTK回复MODE=1和非0基站坐标，即为基站设置成功。

例如$PVNGRTK,MODE,1,BASEXYZ,x,x,x，这里x,x,x全部为非0值坐标，表示基站设置成功、输出坐标值。

（这条命令通过UART1/USB1设置） 

小贴士：1.NMEA语句只有合法字符、没有空格，字符与字符之间要么挨着、要么用逗号(,)分隔；

              2.注意字符半角与全角，认半角；

              3.$PNVGRTK,MODE,3,AVGTIME,N默认的取天线位置值时间是30分钟，如果仅仅是测试目的，可以设置时间为1、2、3分钟，即N=1或2或3。

保存用户设置与恢复出厂默认设置：（4.8 PNVGCFG – Save/Erase RTK Engine and Communication Ports settings）

saving of the current RTK Engine and communication ports settings to FLASH memory and erasing of the previously saved settings (restore default settings).

$PNVGCFG,x*hh <CR><LF>

Saving / erasing of settings: X=

W – save (write) settings to FLASH保存用户设置到闪存中

E – erase (restore default settings)清除用户设置、恢复到出厂默认设置

R – erase and restart清除用户设置、重新启动

串口设置（4.4 PNVGRZA – COM Port Setting）

the receiver COM port settings: protocol NMEA/RTCM and baud rate

$PNVGRZA,x,x,x*hh<CR><LF>

第一个x, COM port number to be set:

0 – current port

1 – COM1 (UART 1)

2 – COM2 (UART 2)

3 – USB

第二个x, Port baud rate, in bauds from 4,800 to 460,800

第三个x, Protocol type:

0 – disable

1 – NMEA 0183

7 – RTCM

设置列表或清除设置PNVGRZB – Extended Query Message

sets a list of transmitted NMEA messages and output rates for the messages, or clears the earlier preset list.

Message Format to clear the list of transmitted messages:

$PNVGRZB*hh<CR><LF>

Message Format to add messages to be transmitted to the list:

$PNVGRZB[,PORT,х],c-c,x[,с-c,х…]*hh<CR><LF

[PORT,x] x: defines the port number for the following settings

0 – current port; 1 – UART 1; 2 – UART 2; 3 – USB

Note – The field is optional and can be omitted. If the field is omitted the setting are related to the current port

c-c:  Addresses of the required messages (3 last characters for standard messages and all address field characters or 3 last characters for proprietary messages)

X: Message output rate in PVT update intervals

Note: PVT update interval (in sec) is a value opposite to PVT update rate (in Hz) (see Message 4.12 PNVGRTK – Setting of RTK Engine parameters )

Setting the output rate to 1 will request messages to output every time a new PVT is calculated. Setting the output rate to N will request messages to output one time after N times of PVT calculation.

[,с-c,х…]When several messages are to be added to the list then the Fields 3 and 4 should be set for each of requested messages

RTCM差分数据传输NTRIP：

 NV08C-RTK板卡可以通过用户指令设置为移动站或基站使用。假如用一对NV08C-RTK板卡，分别担当移动站、基站使用，

 移动站（串口2）从基站（串口2）获取改正数据、移动站（串口1）输出RTK解。

 移动站也可以从虚拟参考站、CORS（连续运行参考站）获得改正数据。

Strsvr.exe软件工具可从www.rtklib.com软件包下载，按照NTRIP Caster/Server协议传输RTCM差分数据。 传输方式可以为数字电台、Internet或局域网。

采用Strsvr.exe软件工具，支持从串口传输RTCM数据，在NTRIP Server/Client或TCP Server/Client和串口之间任何组合传输数据，支持从串口传输RTCM数据到1、2、3个接收者，从串口传输RTCM到TCPServer端，从TCPClient端传输RTCM到1、2、3个接收者，对由Internet传输RTCM数据很有用,也支持NTRIP协议。适合基于电脑、评估用。

举例LAN局域网通讯数据链，NV08C-RTK Base to NV08C-RTK Rover：基站设置UART2 -> TCP Server

移动站设置TCP Client -> UART2

假如用电台传数据，举例地面的基站修正数据通过电台发到无人机空中，无人机中的电台将修正数据给板卡的串口2，板卡的串口1输出到记录仪上。

直接连电台不需要Strsvr.exe软件工具。

地面基站base UART 2--(电台Radio)--> 无人机UAV rover UART2 --> UART 1 ---> data-log（串口记录仪）

$PNVGCFG,E*24

$PNVGCFG,W*36

W - for save configuration

E - for erasing of configuration

NV08C-RTK数据传输电台：

电台传输速度依赖于RTCM data source，L1 RTCM data (1002 message for GPS and 1010 message for GLONASS) 大小约80 bits 每颗卫星，或者大约 30*80 = 2400 bit最大整个GPS & GLONASS星座。 
NV08C-RTK按RTK基站模式工作，提供1002 & 1010 messages/秒，所以电台传输速度2400 bps足够用。
但如果用其它双频RTK基站(L1&L2) ，电台需要最小4800 bps ，因为数据是双倍的。

电台举例：2瓦400Mhz/900Mhz低功率双频贴片模块，51x36x9.7mm,24g; 2W,TTL/RS232/485,3.3/6-25V，300bps~230.4kbps，4个螺栓安装；整机，60x40x15mm, 45g, 2W, TTL/RS232,3.3/5-25v。或增大发射功率。

如果电台是TTL通信接口，可以直接与NV08C-RTK UART2用信号线连接：Tx-Rx，Rx-Tx。

电台天线选用50欧姆阻抗，形状不限，基站可以将天线架高些、天线尺寸大些，流动站根据具体情形而定，在无人机上受限于空间尺寸可以偏小。地对地，天线高架，郊区7、8米高，城市～10层楼高；地对空，10公里，容易达到，也可增大发射功率。

虚拟参考站系统（VRS）

国内最早的CORS为深圳的SZCORS，采用VRS技术。

    VRS技术特点如下：

    系统分别提供精确的电离层和对流层修正模型；

    为确定虚拟参考站（VRS）位置和优化区域改正模型；

    采用应用广泛的无线Internet网络如：

    GPRS/CDMA、3G、4G等发布数据；VRS数据通过标准RTCM电文向用户广播发送改正数据。

天线选配：

TW3400 MCX弯头 （货号33-3400-05-xxxx）、TW3400 MCX直头（货号33-3400-02-xxxx）

TW3402 MCX弯头 （货号33-3402-05-xxxx）、TW3402 MCX直头（货号33-3402-02-xxxx）

......

注意防振措施。如多旋翼无人机、直升无人机，天线尽量安装远离发动机、马达位置，与机身结合处必要时加缓冲胶垫。

数据保存：

加备用电源，NV08C-RTK板卡能储存导航数据（历书、星历、上次计算坐标）在BRAM里。历书包括全部卫星的大概位置，

用于卫星预报；星历只是当前接收机观测到的卫星的精确位置，用于定位。

根据储存的导航数据，NV08C-RTK板卡可以温启动或热启动（受限于关机时间、哪些导航数据）。

 如果没有加备用电源，储存在BRAM里的数据关机后会丢失。

固件升级

NV08C-RTK固件可以升级。PatchWriter固件下载工具，可以从主机下载FW固件到NV08C-RTK板，NMEA command: $PNVGPRL,C*2E\r\n.

FW为二进制（BINR）文件。详情参考NV08C-RTK NMEA Protocol Specification V1.1 ENG.PDF有关Firmware Update章节 

附注：

NV08C-RTK、NV08C-RTK-A只支持RTK、后处理，支持NMEA协议，不支持原始数据、不支持PPP（需要L1和L2），有限支持二进制协议电文。

在下一版固件（Firmware）可望支持的信息包括：

卫星数、GPS星数、GLONASS星数，定位模式， 经纬度及海拔信息、三个维度的定位精度，水平速度及其方向和精度（或东向和北向速度），垂直速度和精度，航向（heading or yaw）以及航向精度(双天线时有效)，差分状态和DIFF AGE。这些信息是直接与飞行控制相关的参数，对无人机采用二进制及时处理数据很有帮助。

下载

1. 产品手册Datasheet：NV08C-RTK-DS-v1-0-ENG-30-12-2014.pdf;

2. 通信协议：NV08C_RTK_NMEA_Protocol_Specification_V1.6_ENG.pdf;

4. 固件新版本发布

                          RTK-FW-0029-Release-Note:http://aitcl.com/data/documents/RTK-FW-0029-Release-Note.pdf

                            RTK-FW-0028-Release-Note:http://aitcl.com/data/documents/RTK-FW-0028-Release-Note.pdf

                          RTK-FW-0027-Release-Note:http://aitcl.com/data/documents/RTK-FW-0027-Release-Note.pdf

                          RTK-FW-0026-Release-Note:http://aitcl.com/data/documents/RTK-FW-0026-Release-Note.pdf

                          RTK-FW-0025-Release-Note: http://aitcl.com/data/documents/RTK-FW-0025-Release-Note.pdf

5. 固件 

            NV08C-RTK FW v0029:http://aitcl.com/data/documents/NV08C_RTK_FW_v0029.zip

            NV08C_RTK_FW_v0028.zip:http://aitcl.com/data/documents/NV08C_RTK_FW_v0028.zip

6. 演示软件 StoregisV8.4.3.0.zip

7. NV08C-RTK GNSS板卡采用UART转USB芯片，驱动NVS-USB-driver-v6.7-Windows.zip:

 http://aitcl.com/data/documents/NVS-USB-driver-v6.7-Windows.zip

8. 串口工具Terminal:Terminal.zip

测试:

某客户测试结果如图:

                                             图一   最上面是3D浮点精度,依次是纬度误差,经度误差,高程误差

                                                                             图二   纬度误差分布图

                                                                   图三  经度误差分布图、高程误差分布图

结论： 纬度、经度误差-1～+1cm，高程误差-3～+2cm(极大部分点落在此区域)。

                                                                                                 2016年9月23日测试NV08C-RTK           

视频

1. 四旋翼无人机采用NV08C-RTK精确定位

YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=5TgK1V6AMzY

Youku: http://v.youku.com/v_show/id_XMTI5NjE0MjI2NA==.html

俄罗斯Asta小型四轴旋翼直升机（以下称UAV）,2015年7月25日莫斯科。采用NV08C-RTK卡精确定位，有基站支持。NV08C-RTK在参考信息源支持下可输出1CM的高精度。
4x倍速播放。悬停，UAV几乎不动、静静依靠在小树旁。来点节奏感，天顶白云飞翔，地上UAV跳舞。
好，试下给UAV施加外力。水平拽、水平推、往上顶、垂直拽，都会在飞控的校准下自动恢复原位置。
为了节省时间，10x倍速播放。UAV放飞，花式飞、垂直高飞、圆圈盘旋，最后都能飞回到小树位置。距离小树小于10cm，把小树当作家，试下一键回“家”。飞远、飞高，然后按下Home键，UAV自主飞回到小树位置。垂直精度很高：)
NV08C-RTK适合UAV航拍、倾斜摄影、测绘，以及警察、公共安全UAV，国土巡视UAV，机械协同作业，精准农业，智能机器人，基站授时、时间同步等领域。
此外，NV08C-RTK-A为双天线高精度卡，除了提供1CM位置精度（1 RMS），还可以1m短基线（2个天线相位中心距离1米）提供航向精度为0.2度。在电力巡航UAV应用，可以完全替代磁罗盘，不受电磁干扰影响。对其它UAV，一键返航可靠性大大提高。

 2. NV08C-RTK测试，2016年1月16日，误差5~7毫米。

http://v.youku.com/v_show/id_XMTc4MDg4MzY5Mg==.html;

https://youtu.be/p81anC7U9WU.