细说GNSS模拟器的RTK功能（二）应用实例01 — 硬件和软件设置

在之前的文章中，我们介绍了什么是RTK，接下来我们将为大家展示RTK使用实例，可以通过两种不同的方法来模拟RTCM的使用，一种是基于RTCM插件，另一种是基于多实例来模拟两个同步的射频信号。

RTK插件方法可以帮助没有基础接收机而想模拟RTCM校正的用户，而第二种方式适用于那些希望将基本接收器纳入循环的用户，本期文章我们将先介绍第一种方法。

使用RTCM插件

硬件设置

可用于测试RTK插件的虹科Safran GSG-8硬件模型有：

GSG-811	GSG-821	GSG-831	GSG-842
1 RF Output 1 GPU/SDR	2 RF Outputs 1 GPU/2个SDR	3 RF Outputs 1 GPU/3个SDR	4 RF Outputs 2 GPU/4个SDR

在这个应用实例中，我们将展示一个简单的场景，将RTCM插件与虹科Safran Skydel搭配使用。

在系统配置图中可以看到，RF0和RF1使用一个合路器、隔直器和20dB衰减器进行组合。Skydel的主实例和从实例都在同一个虹科Safran GSG-8单元上运行。在本文中，配置的是L1/L2信号，但对于RTK来说，并不强制要求是双频的，用户可以只使用GSG-811选择L1频率。

软件设置

需要两个Skydel应用程序的实例来模拟参考站和流动站的GNSS星座。流动站实例使用连接到被测流动站接收器的射频输出，用于虚拟参考站模拟的实例可以被配置为使用 "NoneRT "输出。

• 基准站配置

打开一个Skydel实例，新建配置，选择“Settings（设置）”→“Output（输出）”：

信号选择

在“Settings（设置）”→“Output（输出）”中，选择“NoneRT”输出，然后单击 “Add（添加）”两次，在输出设置中选择要为参考站模拟的信号。

与基准站进行时间同步

允许参考站模拟器与流动站模拟器同步：

• 进入“Settings（设置）”→“Global（全局）”→ “Synchronize simulators（同步模拟器）”
• 设置复选框“Sync Time (Slave)（同步时间（从属））” ，这将允许两个实例在同一时间启动。

车辆运行轨迹

在“Settings（设置）”→“Vehicle（车辆）”→“Body（车身）”中选择参考站位置。将轨迹类型设置为“Fixed（固定）”，并输入如图所示的坐标：

RTCM配置

将RTCM插件加载到配置中。进入“Settings（设置）”→“Plug-ins（插件）”，选择“Add Plug-in（添加插件）”。设置插件实例的名称和类型，并选择 "OK"：

选择新的插件实例：

插件UI菜单显示插件的界面：

“Stream RTCM to port”行允许选择用于广播RTCM数据的串口，PC串口必须物理连接到接收器。确保通信参数（在“Configure（配置）”按钮下方）与接收器端的串口参数匹配。选定的波特率应足以实时广播所有选定的消息，通常选择115200。

在RTCM Messages菜单中，本方案中选择的消息包括：

• 1006（参考站位置）
• 1073（MSM3 GPS）

• 流动站配置

打开一个Skydel实例，新建配置。

信号选择

点击Radio 1的RF-A输出的编辑按钮，并为Radio 2选择GPS L1 C/A和GPS L2C。

与流动站的时间同步

允许流动站模拟器与参考站模拟器同步。进入“Settings（设置）”→“Global（全局）”→“Synchronize simulators（同步模拟器）”，设置复选框“Sync Time (Master)（同步时间（主））”，这将允许参考站模拟与流动站模拟同步开始。

设置复选框 "Automatically broadcast configuration on simulation start"。在“Exclude”一栏，勾选“Radios”、“Outputs and Radios”、“Vehicle motion”、“Vehicle antenna”、“Interference”和“Plug-in”。

车辆运行轨迹

在“Settings（设置）”→“Vehicle（车辆）”→“Body（车身）”中选择流动站轨迹，将轨迹类型设置为 "Circle（圆形）"，并按照图片中的描述输入坐标：

本文使用Novatel OEM7700接收器演示该功能，如果接收器不同，请根据使用说明安装和配置接收器。

• 基准站配置

安装 Novatel 应用套件

在Windows 10计算机上运行NovAtel应用套件，并通过串行、USB或以太网连接与Novatel接收机进行通信。按照安装指引安装NovAtel应用套件。

启动 Novatel 应用套件

打开应用程序，点击设置监控（S&M）图标。

添加一个设备 - USB连接

在启动接收机的设置与监控会话之前，必须在设备窗口为接收机添加一个设备：

单击“Add Device（添加设备）”按钮，打开新连接的对话框：

键入一个设备的名称，点击“USB”按钮。新连接对话框展开，显示USB设置：

点击这个接收器使用的虚拟COM端口上的按钮，点击“Add”按钮，添加新设备到设备窗口中。

状态与配置窗口

当与接收机的连接被打开时，将显示状态与配置窗口。接收机的所有状态和配置窗口都可以从此进入：

要将 Novatel 接收器设置为 RTK 模式，需要进入配置菜单并选择定位窗口，勾选“Receive（Rover）”并点击下一步：

在定位菜单中，启用RTK并选择AUTO作为输入格式，在输入端口中选择COM1：

点击COM1配置，选择波特率值为115200：

也可以对Novatel的NMEA信息进行配置，以便能够在虹科Safran Skydel接收器窗口中观察到它们：

要做到这一点，需要进入应用程序的端口部分，在其中一个USB虚拟端口上添加以下信息：

• GPGGA
• GPGSA
• GPGSV
• GPRMC

进入“Logging（日志）”菜单，在自定义信息部分输入“BESTPOS”，然后点击 “Next”：

在弹出的窗口中选择编辑，将BESTPOS信息的格式改为ASCII，以文本格式保存Novatel接收器的原始数据，单击“Start”按钮：

在菜单“Tools（工具）” → “Terminal.（终端）”中输入“reset”。

为了分析模拟的准确性，可以查看日志文件中捕获的数据，可以创建一个接收器记录的海拔高度随时间变化的图：

使用GitHub repo上的python脚本main_rtcm.py来绘制海拔高度，可以从Skydel的GitHub上访问该脚本。确保使用3.8版本及以上的python，把文件路径放到python脚本中，然后运行该脚本：

# importing csv module import ... # csv file name filename = "your_file.gps" # initializing the titles and rows list fields = [] rows = [] # reading csv file with open(filename, 'r') as csvfile: # creating a csv reader object csvreader = csv.reader(csvfile) # extracting field names through first row

得到结果如下：

本次测试定义的高度是2米，图中显示误差小于3厘米，相比之下，如果在“Settings（设置）”→“Plug-ins（插件）”→“RTCM plugin（RTCM插件）”→“Remove（删除）”中删除参考站配置中的RTCM插件，将得到如下结果：

通过比较上述两种结果可以看到RTCM插件所提供的稳定性和修正。

上述是基于RTCM插件进行模拟的硬件与软件设置步骤，在下期文章中，我们将展示这一方式的运行与分析模拟结果。