Vectorpro技术说明书

北京创宇星通科技有限公司

2005年3月

VECTOR PRO技术说明

－实现GPS定位定向

VECTOR能够提供可靠的，高更新率的位置信息和指向信息是依靠以下的方式：VECTOR使用了两个高性能GPS模块和两个多路径抑制天线来处理GPS信号，其中一对GPS模块和天线被指定为主GPS，另外一对被指定为辅GPS。位置结算是参考主GPS天线的相位中心位置，方位信息是参考由主GPS天线相位中心和辅GPS天线相位中心组成的基线。

VECTOR外壳上方的方向箭头是用于指示解算出的指向（当VECTOR的安装方向平行于载体的首尾连线），这个箭头位于辅GPS天线的上方。

移动RTK基准站RTK

VECTOR内部的GPS模块利用L1频段的C/A码和载波相位数据解算主GPS天线和辅GPS天线的位置关系，可以达到厘米以内精度。利用RTK技术，计算辅GPS天线位置的方法是遵从于主GPS天线位置，当主GPS天线是移动的，通常被看作移动基准站RTK。（moving base station Real-Time Kinematic）。

在移动基准站RTK的算法当中，VECTOR预先强制辅GPS天线是在距离主GPS天线半径为0.5米的圆内，从而提高了辅天线与主天线的相对位置精度。

辅助传感器

缩短解算时间：VECTOR除了二组GPS模块外，还包含了一组陀螺、磁罗经、倾斜传感器。他们发挥不同的作用使RTK的初始化过程更快、更可靠。

提供方位备份：在丢失GPS信号期间，VECTOR可以依靠陀螺和磁罗经提供指向数据。

安装之前您需要了解的：

1．VECTOR的安装位置将直接影响接收的效果，位置和指向的精度。应该尽量远离其他电子设备和天线（尤其是视频天线）。值得注意的是：位置解算是依照VECTOR主GPS天线的相位中心位置，即中心线上，距离尾部5.7CM的位置。

2．选择VECTOR的安装位置时还要考虑适合接收广播信号，不要安装在凹陷的地方，尽量高于其他平面。

3．选择适合您的安装方式：固定式底座或者支杆式底座。一般固定式底座更适于调整和拆卸设备。

4．输入电压确保在8至40VDC。

5．VECTOR应水平安装，只有这样才能最好的实现角度传感器的辅助功能。

6．可以设置指向的修正，默认设置为无修正。

7．可以设置NMEA语句的输出，默认设置为：串口A和B一秒输出一次GGA，VTG，GSV，ZDA，HDT，ROT。

8．可以设置所需要的波特率，默认设置为：串口A和B为19200。

9．可以设置所需的辅助传感器。默认设置为：角度传感器有效，陀螺和磁罗经无效，如果设置磁罗经有效，需要在初始化以后。

10．可以设置预期的差分模式，SBAS，信标或者外部差分。默认设置为SBAS。

11．可以提供二维的姿态，摇摆或者俯仰，默认设置为俯仰。

12．可以设置姿态修正，默认设置为无效的。

13．设置为水平（不需要摇摆和俯仰）将明显的缩短VECTOR启动和重捕的时间。

设备的安装

VECTOR的基本的安装方向有两种。第一种是最普遍的方式，外壳表面箭头方向与轴线平行，VECTOR输出的指向和俯仰数据。第二种方式是，垂直与轴线安装，输出的指向和摇摆数据，可以设置＋90度或者－90度的方位角修正得到正确的方位角。

VECTOR的安装方式也有两种。第一种使用固定式底座安装，第二种使用支杆式底座安装，用户可以根据安装条件、要求选择合适的安装方式。下面以固定式底座安装为例，针对具体的安装过程进行说明：

1．选择安装位置

尽量远离通讯天线、发电机、电缆等可能造成电磁干扰的设备；尽量高的安装，保证设备平面仰角15度以上的天空没有遮挡物。确定安装位置后，根据底座上的四个安装孔，在安装平台上标记并钻孔。安装过程中，注意测定修正量，包括：基线与轴线的夹角、距离，主天线相位中心与定位原点的距离等。

2．安装电缆和底座

将电缆从底座的孔内穿出（如下面所示），使接口吻合，扣入并旋紧接头。使用自带的6枚螺钉和改锥头将底座和主机固定在一起。步骤如下图所示：

3．校准VECTOR的安装基线

可以通过VECTOR表面中部的照门和边缘的准星校准安装基线。瞄准时正确的视野如图

4．固定VECTOR

用螺钉通过底座上的四个安装孔，将VECTOR固定在已经钻好孔的安装平台上。

5．布设电缆

电源、数据电缆长度为15米，在铺设的过程中应注意：不要接触在过热的表面，不要接触腐蚀物，不要过分拉伸、扭曲，挤硏。可以考虑使用保护套管布设。

6．接口加工

电源、数据电缆的用户一端出厂为散线，用户可以根据需要进行加工。如果不需要15米的长度可以剪短后后加工接口，不会影响使用效果。也可以根据需要延长电缆，延长电缆应注意接口处的密封，并且考虑信号和电压的衰减，RS－422接口相对RS－232接口可以拖动更长的电缆。

电源、数据电缆有15条散线，除一条RF屏蔽线外，其余14条两两一组，定义如下：

用户可以根据需要设置主GPS的串口A和串口B的输出。对于串口A输出的语句、数据更新率、波特率的设置可以与对于串口B的设置一致，或者不一致。例如，串口A设置为9600，1Hz，GGA，VTG，GSV和HDT；串口B设置为19200，10Hz，HDT。

同一串口的RS-232和RS-422接口可以同时输出，输出的语句和数据更新率是一致的。如果需要，可以（只能）通过RS-232将RS-422设置为其它的波特率。

默认的串口设置为：

默认输出的NMEA语句为：

1．将VECTOR接出的DB9串口A与计算机的串口相连接，设置计算机的串口为19200，N，8，1，建立连接。

2．修改波特率：

$JBAUD,r[,OTHER]

其中“r”表示波特率；[,OTHER]为设置所指定的串口，空白时为设置当前串口

3．设置输出的NMEA语句

$JASC,msg,r[,OTHER]

其中“msg”和“r”表示见下表；[,OTHER]为设置所指定的串口，空白时为设置当前串口

在安装过程中，由于场地，ＶＥＣＴＯＲ的指向可能会与待测方向不一致，可以通过角度偏移量设置使VECTOR输出的方向与待测方向达成一致。另外，如果有条件的话，还可以使用高精度的陀螺仪校准ＶＥＣＴＯＲ，通过角度偏移量设置，提高定向精度。

命令格式：$JATT，HBIAS，x  

x=－180度到＋180度，默认设置为0度。

范例：VECTOR的安装方向与待测基线方向垂直，并且指向左舷，即实测指向为待测基线方向逆时针转90度。修正设置命令为：

$JATT，HBIAS，－90

5．设置差分模式

VECTOR支持三种通用的差分模式： 由用户建立的GPS差分基准站结算差分修正，通过串口输入的外部差分数据；接收沿海信标台站发射的公共BEACON（SBX）差分数据；以及接收WASS（SBAS）差分信号。用户根据差分类别设置查分模式。

命令格式：$JDIFF，diff   默认差分模式为WASS

diff＝OTHER         使用通过串口输入的外部差分；

                   BEACON       使用内部信标接收机接收到的信标差分；

                   WAAS          使用内部WAAS接收通道接收到的广域差分；

                   NONE          不指定差分来源。

以用户接收信标差分为例，设置命令为：

$JDIFF，BEACON

VECTOR采用了专利的COAST技术，延长了差分数据有效的时限。这种技术可以保证在丢失差分后，30到40分钟内定位精度依然接近差分的精度要求，不会出现定位数据跳跃式的偏移。用户可以合理设置差分数据的有效时限。如果时限过长也有可能保证不了差分定位的精度。

命令格式：$JAGE，age  默认值为1800秒

            age＝6到8100秒

6．保存用户的设置

命令格式：$JSAVE

每次修改VECTOR的设置后，请发送此命令，保存所修改的设置，确保从新上电使用用户设置。

7．其他设置命令格式及数据格式

VECTOR提供了非常全面的设置命令和数据格式，在此不一一列举，用户如果想了解更全面的说明请阅读《VECTOR技术手册》。

北京创宇星通科技有限公司

2005年3月