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Guía del usuario: simpleRTK3B Fusion

Descripción general del producto

Puede utilizar el simpleRTK3B Fusion como placa independiente conectándola a su PC o tableta. Además, se puede utilizar como placa complementaria para sus proyectos, como un escudo Arduino.
El componente principal de simpleRTK3B Fusion is Unicore Módulo UM981. El INS (sistema de navegación inercial) integrado mejora GNSS-solo rendimiento al proporcionar no solo la posición, sino también la actitud (balanceo, cabeceo, guiñada) del vehículo.
La placa viene precargada con un firmware diseñado para vehículos terrestres, como tractores de movimiento lento, automóviles o robots terrestres. Si tiene la intención de utilizarla para estudios con compensación de inclinación, deberá cargar el firmware. Firmware para topografía y cartografía y en la sección de documentación consulte el Manual de comandos de referencia de Slant para obtener instrucciones de configuración.

Ferretería

Definición de distribución de pines

simpleRTK3B_Fusion_pinout

Motor

simpleRTK3BPoder presupuestario2

El simpleRTK3B Fusion Se puede alimentar desde 4 fuentes diferentes:

  • GPS Puerto USB
  • Puerto USB XBEE
  • Pixhawk conector
  • carril arduino

Solo se necesita 1 de ellos para usar la placa, pero también puedes conectar los 4 al mismo tiempo, no hay riesgo.

Puertos de comunicación

simpleRTK3B Fusion La placa tiene algunas interfaces que ahora explicaremos en detalle.

GPS USB

Este conector USB-C le brinda acceso mediante un convertidor FTDI USB a UART al COM1 del módulo UM980.
Puede conectar esta interfaz a su teléfono móvil, tableta o PC preferido y comenzar a recibir NMEA datos.
Después de conectar el receptor a la PC, verá 1 nuevo puerto COM, que puede usar con su herramienta de terminal favorita para leer NMEA o tener acceso completo al UM980 usando la herramienta UPrecise.

De forma predeterminada, NMEA está deshabilitado en este módulo, por lo que le recomendamos comenzar con el Herramienta precisa.
Si su PC no reconoce el dispositivo, necesitará el controlador VCP de FTDI: https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/

USBXBee
simpleRTK3B_Fusion_USB-Xbee

Este conector USB-C te da acceso a la UART del XBEE radio (si monta uno), a través de un convertidor FTDI USB a UART.

Nos parece muy práctico utilizar este conector para alimentar la placa, de modo que luego puedes conectar y desconectar el USB del GPS como desees, sin quitar la alimentación a la placa.
Puede usar cualquier adaptador de enchufe de pared USB que encuentre en casa.

Para utilizar este conector sólo como fuente de alimentación, no necesita ningún controlador. Puede utilizar su PC o conectarse a su adaptador de pared USB.

Para usar este conector para configurar un XBee radio, necesitará el controlador VCP de FTDI: https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/

Pixhawk conector

Este conector es un JST GH estándar que se puede utilizar para conectar el simpleRTK3B Fusion a una Pixhawk piloto automático
También puede utilizar este conector para alimentar la placa.

El Pixhawk El conector JST-GH sigue las Pixhawk estándar:

  • 1: 5V_ENTRADA
  • 2: Unicore COM3 RX (nivel de 3.3 V)
  • 3: Unicore COM3 TX (nivel de 3.3 V)
  • 4: Timepulse salida (nivel de 3.3 V)
  • 5: Extinto (nivel 3.3 V)
  • 6: TIERRA
rieles arduino

simpleRTK3B Fusion tiene rieles opcionales para conectarse a otros dispositivos compatibles con arduino UNO.

  • TIERRA: tierra está disponible en los pines estándar de arduino. Siempre debe conectar esta línea a su otra placa.
  • 5V ENTRADA/SALIDA:
    • Cuando el LED al lado de este pin está APAGADO, puede encenderse simpleRTK3B Fusion  de este alfiler.
      Por ejemplo, simplemente conéctelo encima de una placa Arduino UNO y simpleRTK3B Fusion se encenderá. (verifique si su arduino puede alimentar escudos de 300 mA a 5 V).
    • Alternativamente, ahora puedes usar simpleRTK3B Fusion para alimentar otros escudos.
      Simplemente encienda el interruptor “5V=SALIDA” y simpleRTK3B Fusion La placa generará 5V en este pin.
  • IOREF: Este pin se desconecta cuando el interruptor integrado está hacia “IOREF = NC”.
    Alternativamente, genera 3.3 V cuando el interruptor integrado está hacia “IOREF = 3V3”. Puede utilizar esta funcionalidad para proporcionar una referencia de voltaje a otros Shields que requieran este pin como entrada.
  • TX2, RX2, TX3, RX3:Estos pines funcionan como salida a 3.3 V y como entrada aceptando de 2.7 a 3.6 V.
    • TX2: Unicore COM2 TX (este pin también está conectado a XBee UART RX)
    • RX2: Unicore COM2 RX (este pin también está conectado a XBee UART TX)
    • TX3:  Unicore Transmisión COM3
    • RX3:  Unicore RX COM3
Zócalo XBee de alta potencia (HP)
El simpleRTK3B Fusion tiene un zócalo XBee de alta potencia (HP).
Puede usar este enchufe para conectar un XBee compatible radio. Los siguientes pines están disponibles:
  • VCC, que es una salida de 3.3 V con una corriente máxima constante de 1 A y un pico de 1.5 A.
  • XBee UART RX, a nivel de 3.3V
  • XBee UART TX, a nivel de 3.3 V
  • GND
El enchufe XBee está conectado a Unicore COM2.
Recuerda que puedes añadir un segundo socket XBee a tu placa con el Escudo para segundo zócalo XBee.
Pines de funciones especiales

Además de lo anterior, también hay algunos pines adicionales disponibles para los usuarios más avanzados. Estos pines también están disponibles en el conector JST, como en el simpleRTK3B Pro.

Si vas a usar simpleRTK3B Fusion conectado encima de un Arduino o Raspberry Pi y no usas ninguno de estos pines, se recomienda no conectar los pines: puedes cortar el encabezado en estos pines para evitar la conexión y evitar comportamientos inesperados.

  • Timepulse (TPS): Salida de pulso de tiempo de configuración de 3.3 V. 
  • Extinto (EXTINT): entrada de sincronización horaria, voltaje máximo 3.6 V.
    Esta entrada se filtra para evitar fallos.

Recuerda que puedes añadir un segundo socket XBee a tu placa con el Escudo para segundo zócalo XBee.

Antena GPS/GNSS

simpleRTK3B Fusion No incluye, pero requiere una antena GPS/GNSS de buena calidad. 

simpleRTK3B Fusion Admite bandas L1/L2/L5 completas. Si desea aprovechar al máximo este módulo, le recomendamos un Triple banda simpleANT3B antena serie.

La placa es compatible tanto con antenas activas que admiten alimentación de 3.3 V como con antenas pasivas. La corriente de salida máxima es de 150 mA a 3.3 V.

Si lo usa con las tradicionales antenas GPS baratas ampliamente disponibles, no obtendrá el rendimiento esperado.

IMPORTANTE: Es obligatorio conectar la antena antes de alimentar la placa.

La instalación de la antena también es un punto clave para conseguir los mejores resultados. La antena GPS/GNSS siempre debe instalarse con la máxima vista posible del cielo.

Además, si es posible, debe instalarse con un plano metálico detrás, por ejemplo, en el techo del coche, sobre una placa metálica de más de 20 cm, etc.

Si desea saber cómo afecta la instalación al rendimiento, consulte nuestro Guía de instalación de antena GPS/GNSS  o mira este video.

LEDs

simpleRTK3B_Fusion_LED

La placa incluye 7 LED de estado, que indican que:

  • PODER: el simpleRTK3B Fusion el tablero tiene poder.
  • PVT: LED se enciende cuando fue posible calcular una posición a partir de la visibilidad satelital disponible.
  • NORTK: ENCENDIDO cuando no hay RTK, parpadea cuando se reciben datos de corrección, APAGADO cuando los dispositivos están en modo RTK FIJO.
  • XBEE>GPS: El XBEE radio está recibiendo datos por aire y enviándolos al Unicore.
  • GPS>XBEE: El Unicore está emitiendo datos que el XBEE radio está recibiendo y enviando por el aire.
  • 5V IN/OUT: Te indicará si hay voltaje en ese pin.
  • IOREF: Te indicará si está habilitado el pin IOREF, que activa las UART en los rieles de arduino.

Botones e interruptores

Sólo hay un botón: XBee Reset, y la buena noticia es que probablemente no tendrás que usarlo. Este botón se utiliza para programar el XBee. radio si desea actualizar el firmware, etc.

También encontrará 1 interruptor debajo del zócalo XBee: le permite habilitar IOREF con un pin arduino de 3.3 V y 5 V como salida para que la placa pueda alimentar accesorios como Escudo para segundo zócalo XBee. Al mismo tiempo, este interruptor también habilitará las señales del riel arduino a 3.3V. Consulte la sección "Arduino Rails" anterior para leer más detalles al respecto.

¡Empieza aquí!

Conéctate a UPrecise
  1. Conecte la antena GNSS a su receptor. Asegúrese de que la antena tenga una buena vista del cielo para probar su funcionalidad. O no verás la vista ni la señal de los satélites.
  2. Conecte el receptor a su PC a través del puerto USB etiquetado como  POWER+GPS.
  3. Abierto preciso. Seleccione la pestaña COM puerto (si no sabe cuál es el puerto COM, consulte el administrador de dispositivos de su PC). En la velocidad en baudios, elija 115200 or AUTO. prensa Connect.
simpleRTK3B-Presupuesto-para-comenzar1
  1. Haga clic en el Receiver Configuration icono en la barra de menú del lado derecho. Aquí puede habilitar sus mensajes NMEA preferidos ( Por defecto, NMEA está deshabilitado en este módulo.). Recomendamos consultar GGA, GSA, GSV, GST y RMC. Funcionará bien con SW Maps y la mayoría de las aplicaciones. Luego haga clic Enter.
simpleRTK3B-Presupuesto-para-comenzar8
  1. En la barra de menú, elija el Data Stream icono. En la ventana Data Stream, escriba SAVECONFIG y pulse Enter. En el flujo de datos verá Command, SAVECONFIG, response: OK. Significa que su configuración se guarda en el Flash de su receptor.
  1. Verá Constellation, Data Steam y Tracking Status en la pantalla.
simpleRTK3B-Presupuesto-para-comenzar2
Enviar mensajes NMEA a Xbee Socket
  1. El conector Xbee está conectado a Unicore COM2. Si desea conectarse con Bluetooth, BLE, radio u otros complementos de comunicación, debe habilitar los mensajes NMEA en COM2.
  2. Por ejemplo, si desea enviar GGA a COM2, en la ventana de comentarios escriba GPGGA COM2 1. Emitirá un mensaje GGA de 1 Hz en COM2.
  3. Repita lo mismo para los mensajes NMEA que necesite. Recomendamos habilitar GGA, GSA, GSV, GST y RMC. Funcionará bien con SW Maps y la mayoría de las aplicaciones.
  1. En la ventana de comentarios, escriba SAVECONFIG, entonces presione Enter para guardar la configuración actual en la memoria.
Conectar a NTRIP

Para lograr una precisión de nivel de centímetros/milímetros con nuestros receptores GNSS, es necesario realizar correcciones.
Si no tiene su propia estación base para realizar correcciones, puede encontrar estaciones base de terceros en Servicios de corrección RTK en su país.

  1. Haga clic en el toolbox y seleccione RTCM.
simpleRTK3B-Presupuesto-para-comenzar3
  1. Haga clic en Input. Escoger Ntrip Client. Configura tu Ntrip Caster Host, Puerto, Punto de montaje, ID y Contraseña. Si tu Ntrip Caster Necesito la ubicación de tu rover, configure los informes de ubicación GGA en 1 y seleccione CurrentSerialGGA. Hacer clic Ok.
simpleRTK3B-Presupuesto-para-comenzar4
  1. Haga clic en el OutPut. Seleccionar Serial Porty elija el puerto COM de su receptor.
simpleRTK3B-Presupuesto-para-comenzar5
  1. Verá que la entrada y la salida cambian a verde. Controlar Hex, Verá los mensajes RTCM del servidor.
simpleRTK3B-Presupuesto-para-comenzar6
  1. En unos minutos, verá que el tipo de reparación cambia a RTK flotante o fijo.
permitir Galileo TIENE

El Galileo El Servicio de Alta Precisión (HAS) proporciona acceso gratuito, a través de Galileo señal (E6-B) y por medios terrestres (Internet), a la información necesaria para estimar una solución de posicionamiento precisa utilizando un algoritmo de Posicionamiento Preciso de Puntos en tiempo real.

Galileo HAS está disponible en simpleRTK3B Budget y simpleRTK3B CompassNo es compatible con la versión actual del firmware de simpleRTK3B Fusion. 

  1. Escriba los siguientes comandos uno por uno para habilitar HAS.
    CONFIG PPP ENABLE E6-HAS
    CONFIG PPP DATUM WGS84
    CONFIG PPP CONVERGE 50 50
    CONFIG SIGNALGROUP 2     (Utilice este comando si tiene un simpleRTK3B Budget)
    CONFIG SIGNALGROUP 3 6 (Utilice este comando si tiene un simpleRTK3B Compass)
    SAVECONFIG
  1. En unos minutos deberías ver que el tipo de corrección cambia a Flotante.
    Si desea desactivar PPP, escriba el comando:
    CONFIG PPP DISABLE
    Y usa el comando CONFIG PPP ENABLE E6-HAS para habilitarlo nuevamente.

Configurar la fusión del sensor inercial

simplertk3B Fusion tiene capacidad de fusión de sensores inerciales, gracias al INS (sistema de navegación inercial) integrado en el módulo UM981. El sistema de navegación inercial utiliza acelerómetros y giroscopios de IMU (Unidad de medida inercial) para calcular la posición, la velocidad y la orientación.
El INS es especialmente útil al navegar en túneles, medir la inclinación o moverse sobre terrenos irregulares, cualquier situación en la que las señales GNSS puedan no ser confiables.

Instalación
  1. SimpleRTK3B Fusion debe estar fijado al vehículo, no se puede utilizar colgado del cable. Esto se debe a que necesitamos el IMU los datos sean consistentes.
  2. Asegúrese de que el IMU Los datos se mantienen consistentes si se monta correctamente el receptor en el vehículo. Al colocar el receptor, verifique que las direcciones del eje XYZ impresas en el módulo UM981 estén alineadas con las del vehículo. Sistema coordinadoEl sistema de coordenadas sigue la regla de la mano derecha, donde la dirección Y representa la dirección de avance del vehículo. Hay opciones para montar simpleRTK3B Fusion en una orientación diferente, pero esto requiere una calibración adicional. Por eso sugerimos utilizar la misma orientación.
coordenadas de configuración de unicore
  1. Cuanto más lejos esté IMU Cuanto más lejos esté de la antena, menor será la precisión. Por estos motivos, recomendamos montar la placa debajo del techo del vehículo, directamente debajo de la antena. El centro de fase de la antena debe estar alineado con el centro de fase de la antena. IMU del módulo UM981 (ubicado en el centro del sistema de coordenadas marcado en el módulo UM981). Esta configuración garantiza que solo se deba medir el desplazamiento del eje Z (distancia del brazo de nivel).
Configurar el brazo de palanca
  1. La distancia del brazo de palanca es la distancia entre IMU y el centro de fase de la antena GNSS.Puede utilizar el comando CONFIG IMUTOANT OFFSET x y z a b c para configurar el brazo de palanca.
Encabezado de registro Parámetro Descripción
CONFIG IMUTOANT OFFSET x Desplazamiento del eje X, unidad: metro, rango: -100~100
y Desplazamiento del eje Y, unidad: metro, rango: -100~100
z Desplazamiento del eje Z, unidad: metro, rango: -100~100
a Error del desplazamiento del eje X, unidad: metro, rango: 0.01~10 (predeterminado: de 0.01 m al 10 % del desplazamiento del eje X)
b Error del desplazamiento del eje Y, unidad: metro, rango: 0.01~10 (predeterminado: de 0.01 m al 10 % del desplazamiento del eje Y)
c Error del desplazamiento del eje Z, unidad: metro, rango: 0.01~10 (predeterminado: de 0.01 m al 10 % del desplazamiento del eje Z)
  1.  Basándonos en el ejemplo dado del paso 20, si el desplazamiento del eje Z es de 20 cm, el comando será:
    CONFIG IMUTOANT OFFSET 0 0 0.20 0.01 0.01 0.01
    Tenga en cuenta que si está utilizando una antena multibanda con múltiples centros de fase para diferentes frecuencias (L1 y L2), utilice el valor mediano.
Configurar el umbral de velocidad de alineación

Los sistemas de navegación inercial se basan en acelerómetros y giroscopios para rastrear el movimiento. El umbral de velocidad de alineación del INS es la velocidad mínima a la que un sistema de navegación inercial puede realizar una alineación precisa. Esta alineación es crucial para determinar la posición y orientación iniciales del sistema antes de que pueda proporcionar datos de navegación confiables.

  1. Puedes utilizar el comando: CONFIG INS ALIGNMENTVEL 5.0 para establecer el umbral de velocidad para la alineación del INS en 5 m/s. Tenga en cuenta que la velocidad de alineación predeterminada es de 5 m/s y la mínima es de 0.5 m/s.
Habilitar/Deshabilitar INS
  1. La función INS de simpleRTK3B Fusion Está habilitado de forma predeterminada. Los usuarios pueden ingresar el comando CONFIG INS DISABLE para deshabilitar INS. Si es necesario habilitar INS nuevamente, use el comando CONFIG INS RESET para habilitar INS y restablecer INS al estado no alineado.
Inicialización de la alineación del INS
  1. Puede comprobar la actitud del vehículo y el tipo de INS en Attitude–>Status–>Ins Type.
Decimal
ASCII
Descripción
0
INS_INACTIVO
IMU datos no válidos; INS inactivo
1
INS_ALINEAMIENTO
INS se está alineando
2
INS_ALTA_VARIANZA
El INS está en modo de navegación, pero el error de acimut ha superado el umbral. Para la mayoría IMUs, el umbral predeterminado es de 2 grados.
3
SOLUCIÓN INS BUENA
Entré en el modo de navegación y la solución INS es buena.
6
SOLUCIÓN INS GRATIS
Modo DR, ningún GNSS participó en la solución integrada
7
ALINEAMIENTO INSTALADO COMPLETO
Se completó la alineación del INS, pero no hay suficiente dinámica del vehículo para que la precisión cumpla con el requisito.
  1. Después de que el módulo genere las soluciones fijas, avance a una velocidad mayor que el umbral de velocidad de alineación establecido en el paso 23. Durante este proceso, el tipo de alineación se mostrará como INS_ALINEAMIENTOUna vez que se complete la alineación del INS, el tipo de INS se actualizará a ALINEAMIENTO INSTALADO COMPLETOContinúe conduciendo a una velocidad que exceda el umbral de alineación durante 15 segundos hasta que el estado de la solución cambie de ALINEAMIENTO INSTALADO COMPLETO a SOLUCIÓN INS BUENA, indicando que el proceso de inicialización ha finalizado.
Modo fusión (GPS+IMU) salida del mensaje
  1.  Puedes usar el comando INSPVAXA 1 para habilitar el mensaje INSPVAXA a 1 Hz. Este registro se utiliza para generar la posición, velocidad y actitud integradas y sus errores estimados. Ejemplo de salida de mensaje: #INSPVAXA,COM1,0,73.5,FINESTEERING,1695,309428.000,00000040,4e77,43562; SOLUCIÓN_INS_BUENA,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 de campo Descripción de datos Formato Bytes binarios Desplazamiento binario
1 Vacuna contra la influenza encabezado de registro H 0
2 Estado del INS Estado del INS, consulte el paso 26, Tipo de INS Enumerar 4 H
3 Tipo de pos Tipo de Posición Enumerar 4 H + 4
4 Latitud Latitud (WGS84) [grados] Doble 8 H + 8
5 Longitud Longitud (WGS84) [grados] Doble 8 H + 16
6 Altura Altura [m] Doble 8 H + 24
7 Ondulación Separación geoidal: diferencia entre la superficie del nivel medio del mar (geoide) y la superficie del elipsoide WGS84, en metros. Si el geoide está por encima del elipsoide, el valor es positivo; en caso contrario, es negativo. Flotador 4 H + 32
8 Velocidad del norte Velocidad en dirección norte (negativo implica sur) [m/s] Doble 8 H + 36
9 Velocidad del este Velocidad en dirección este (negativo implica oeste) [m/s] Doble 8 H + 44
10 Velocidad ascendente Velocidad en dirección ascendente [m/s] Doble 8 H + 52
11 Rodar Giro (rotación hacia la derecha alrededor del eje Y) [grados] Doble 8 H + 60
12 Paso Inclinación (rotación hacia la derecha alrededor del eje X) [grados] Doble 8 H + 68
13 Azimut Acimut, en el sentido de las agujas del reloj desde el norte (rotación hacia la izquierda alrededor del eje Z) [grado]. Este es el acimut inercial calculado a partir de la IMU giroscopios y filtros integrados. Doble 8 H + 76
14 Latitud σ Desviación estándar de latitud [m] Flotador 4 H + 84
15 σ larga Desviación estándar de longitud [m] Flotador 4 H + 88
16 Altura σ Desviación estándar de la altura [m] Flotador 4 H + 92
17 Vel Norte σ Desviación estándar de la velocidad norte [m/s] Flotador 4 H + 96
18 Vel Este σ Desviación estándar de la velocidad este [m/s] Flotador 4 H + 100
19 Velocidad ascendente σ Desviación estándar de la velocidad ascendente [m/s] Flotador 4 H + 104
20 Rollo σ Desviación estándar del balanceo [grados] Flotador 4 H + 108
21 Tono σ Desviación estándar del tono [grados] Flotador 4 H + 112
22 Acimut σ Desviación estándar del acimut [grados] Flotador 4 H + 116
23 estado solar externo Estado de la solución extendida Hexagonal 4 H + 120
24 Tiempo transcurrido desde la actualización Tiempo transcurrido desde la última actualización de ZUPT o posición (segundos) Ucorto 2 H + 124
25 xxxx CRC de 32 bits Hexagonal 4 H + 126
26 [CR] [LF] Terminador de oración (sólo ASCII) - - -

Documentación

Si es un usuario avanzado que busca configurar su receptor según sus necesidades específicas o programarlo para su proyecto, consulte los siguientes documentos.

Accesorios

Puede agregar cualquiera de estas características (y más) con nuestros complementos XBee:

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