DT200使用说明书_天线_设备_坐标系

产品简介

DT200是本公司采用多传感器数据融合技术将卫星定位与惯性测量相结合，推出的一款能够提供多种导航参数的全新组合导航产品。产品在卫星定位方面采用GNSS方案，具有全天候、全球覆盖、高精度、快速省时高效率、应用广泛等优点。与此同时，针对卫星信号易受建筑物、山林等高大物体遮挡，造成卫星失锁或多路径影响定位精度，且运动载体机动过程中不易捕获和跟踪卫星信号等不足，产品内置惯性测量单元，支持外接里程计信息进行辅助，借助新一代精确标定技术和多传感器数据融合技术，大大提高了系统的可靠性、精确性和动态性，同时还可提供卫星导航所不能提供的航向、姿态等信息。内置惯性测量单元、定位定向接收机与里程计接口。系统组合输出系统方位角，更适用于交通测量、测绘使用；当卫星信号被遮挡后，系统进入惯导模式，凭借惯导和里程计信息，在一定的时间内仍可保持良好的测量精度。的这一特性提供了比单独使用GNSS或INS更精确、更可靠的解决方案。目前已成功应用于道路交通测量、驾校路考系统、航海、航空等众多领域。

产品组成

主机（1个）：

卫星天线（2个）:测量型卫星天线，信号接口为TNC母口。

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射频连接线（2根）：射频线两端分别为TNC公头-SMA公头。

数据/电源线缆（1根）：

系统原理

系统上电后首先进行初始对准，对准以后再导航工作。设备利用陀螺和加速度计，分别敏感角速率信号和比力信号，根据客户具体应用环境可选择双天线动态对准，单天线动态对准，实现初始自对准。初始对准完成后进入导航工作状态。在有卫星导航信息情况下，利用卡尔曼滤波技术将捷联惯性系统（SINS）和GNSS信息进行融合补偿修正，实时提供航向角、纵摇角，横摇角，位置，速度和时间等参数信息。当卫星信号被遮挡后，系统进入惯导模式，凭借惯导和里程计信息，在一定的时间内仍可保持良好的测量精度。系统工作原理下图所示，陀螺测得的载体角速度信息和加速度计测得的载体加速度信息进行模/数转换后被送入导航计算机，导航计算机对采样数据处理和对准、导航解算，得到载体航向角、纵摇角，横摇角，位置，速度和时间等参数。

技术参数指标

系统主要技术参数

主机外形和安装尺寸图

坐标系说明

坐标系定义

产品常用坐标系包含：

当地地理坐标系；

设备坐标系；

载体坐标系。

当地地理坐标系

当地地理坐标系定义如下：

y轴 — 指向北向；

z轴 — 指向天向；

x轴 — 指向东向；

设备坐标系

设备坐标系定义如下：

z轴 — 垂直于上壳表面，沿壳体指向天向；

y轴 — 壳体无航插头方向；

x轴 — 指向壳体右向，垂直于Z，Y方向。

设备坐标系为设备壳体所示坐标系，如下所示

载体坐标系

载体坐标系定义如下：

z轴 — 垂直大地水平面，沿载体指向天向；

y轴 — 指向载体前进方向；

x轴 — 遵从右手坐标系，指向载体右向。

运行操作说明

设备安装

设备安装所涉及的设备如图 5‐ 1所示，包含设备电源、设备主机、GNSS 天线、差分电台、笔记本电脑以及数据线和电源连接线。

天线安装

GNSS天线分别旋拧到两个磁基座上并分别固定摆放在测试载体的前进方向和后退方向上，尽可能的将其安置于测试载体的最高处以保证能够接收到良好的GNSS信号，同时要保证两个GNSS天线相位中心形成的连线与测试载体中心轴线方向一致或平行，如图 5‐ 2所示。安装条件有限的情况下，双天线也可与载体的X轴平行，GNSS天线要尽可能的将其安置于测试载体的最高处以保证能够接收到良好的GNSS信号。下表是载体坐标Y轴方向和双天线安装方向的三种方式，每种方式对应天线的补偿角度。

注：双天线方向是后天线指向前天线的连线方向；需补偿的角度为载体Y轴方向顺时针转动

主机安装

将主机安装在载体上,如图 5‐ 3所示，主机铭牌上标示的坐标系XOY面尽量与载体被测基准面平行,Y轴与载体前进方向中心轴线平行（带有连接器面板朝向载体后退方向，无连接器面板朝向载体前进方向）。建议按照上述方式安装惯导，如果遇到因为安装尺寸问题不能安装的，导致设备坐标系与载体坐标系不一致时，应进行设备轴向自定义配置（倒轴配置），使之与载体坐标系一致，下表列出了所有安装方式的可能。到双天线方向所转动的角度值。

注意：安装的主机单元必须与被测载体固连。

线缆连接

将天线馈线连接到GNSS天线和主机单元“Front(前天线)”、“Back(后天线)”接口上，使用时天线上方应无遮挡，避免带电拔插接插件。将“数据”线缆连接到主机的“Data1（数据）”接口，“COM0/RS232”的DB9接头连接到笔记本电脑的串口。红、黑鳄鱼夹连接到直流稳压电源上（额定电源电压：12/24V），注意区分两根引线的极性，并分别用绝缘胶带进行防护，防止短路。如设备需要接收差分信息提高定位精度，需将“数据”线缆的“COM1/rs422” 或“COM2/ rs422”的DB9接头连接到提供差分信息的接口上。

对准状态

产品加电后，首先需要进入对准过程，系统对准为水平姿态与航向的校准过程，水平姿态角校正可以通过速度等信息进行校正，航向角可通过一下三种方式进行对准。

1：双天线航向对准

该模式下系统可通过双天线定向获取系统航向角，并作为组合导航对准角度。该方法适用于多种应用环境。

优点：定向速度快，对惯性器件要求不高，精度有一定保证。

缺点：安装不便，该方式需要双天线朝向与惯导轴向相关。

2：单天线动态对准

动态条件下使用速度航向作为航向初始值，并使用卡尔曼滤波在此基础上进行精度校正。

优点：精度有一定保证，且对惯性器件要求不高。

缺点：初始条件下并没有航向，需要机动后航向方能对准。

导航模式设置

导航模式配置，是为了确定导航系统的对准方式、运行方式和一些必要的参数，根据使用情况正确的配置导航模式，是导航系统正常工作的前提。下表列取了设备支持的各种导航模式配置。

获取设备当前的导航模式配置。如下图。

注意：当进行导航模式配置后必须对设备进行重新上电启动。

GNSS 杆臂误差设置

GNSS相对惯导系统的杆臂效应是GNSS天线组件的安装位置与惯导系统中心不重合而产生的位置和速度的测量误差，在客户的具体使用过程中会出现两者位置距离较远使得该误差达到无法忽略的程度，这时必须对杆臂误差进行补偿。

GNSS天线和惯导设备的安装方式如图 5‐ 6所示，而我们要补偿的是后天线和惯导设备之间的杆臂误差。以主机几何中心为原点，设备箭头标识方向为正方向，反之为负，把以上测量结果（单位为米）输入设备即可完成杆臂补偿。

输出配置

设备串口，网口（需定制），can口（需定制）均支持输出组合导航信息功能。根据实际使用情况通过串口配置输出即可。具体输出指令见命令协议说明。

双天线航向标定

由于在测试过程中，惯导的安装方向与双天线方向经常存在误差，故需要把GNSS双天线航向偏差补偿到惯导的轴向方向上，因此需要在应用双天线时进行标定提高精度。

注意：下次测试，如果安装能保证惯导与天线的位置，方向都没有改变可不用重复上述步骤，直接测试；如果位置有变化，先将惯导内上一次补偿的角度清零，再重复上述步骤重新校准。

导航后处理功能设置

为了能提供高精度的位置满足街景等应用需求，设置支持后处理功能。后处理功能的实现首先需要建立基准站，基准站存储原始观测数据。以Novatel公司GNSS板卡为例，基准站需要存储至少下面几条语句：

Log comX rangecmpb ontime 1

Log comX rawephemb ontime 300

Log comX bdsephemerisb ontime 300

Log comX gloephemerisb ontime 300

其次需要将DT200产品的协议COM0口连接到数据采集设备，并对COM0口配置如下：

$cmd,through,com0,rangecmpb,1*ff

$cmd,through,com0,rawephemb,1*ff

$cmd,output,com0,rawimusb,0.01*ff

采集设备可用ComCenter等串口记录软件或上位机软件记录数据，最后将记录的基站、COM0输出数据用后处理软件进行处理，即可得到精密的位置数据信息（后处理数据存储格式兼容Novatel后处理软件InertialExploer）。

差分功能设置

载波相位差分技术又称为RTK技术（Real Time Kinematic），是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。它能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度位置信息。设备在差分状态下，首先利用已知精确三维坐标的差分GNSS基准站，求得伪距修正量或位置修正量，再将这个修正量实时发送给移动站设备，对设备的测量数据进行修正，以提高定位精度。

差分功能的实现首先需要建立差分基准站，基准站设备选用我司型号Simbase90。其次需要将基准站输出信息通过无线数传电台或者4G DTU传送给产品。以下为Simbase90基准站具体差分设置说明如下：

基准站Simbase90安装及使用说明：

安装步骤：

准备好笔记本电脑、本产品装箱单上所标示的物品。

GNSS 天线旋拧到磁基座上并固定摆放在高处以保证能够接收到良好的 GNSS 信号。

将天线馈线连接到 GNSS 天线和主机单元“GNSS”接口上，使用时避免带电拔插接插件。

将“Simbase 90”上的网口用网线连接到笔记本电脑的网口。

检查各个连接位置，确保各接点均连接正确。

设备供电并在笔记本电脑上打开网页，设置好电脑的本地 IP，在网页输入设备的 IP，进入设备的内置网页。此时有以下几种情况定基站。

⑴知道基站点的准确位置，点击按钮 Receiver Configuration — — Reference Station 直接写经纬度，定好基站。

⑵可以使用设备当前位置定基站的方式，点击按钮 Receiver Configuration——Reference Station——Here——OK

⑶可以使用平均值定位基准点，点击按钮 Receiver Configuration——Reference Station——Average——OK

注意：如果基站位置发生变化需要重新定位。

DT200数据连接和配置：

按照 DT200整体安装设备方法安装好设备。

然后把差分数据源接到惯导口 com2上即可。

件更新升级

1、设备断电状态下，连接设备COM0口

2、打开“客户端升级软件.exe”选择正确的串口，设备上电，等待提示点击确定

3、点击批量下载，选择程序所在文件夹，等待烧写，导航、协议都烧写完毕，关闭升级软件，重启设备。

接口定义

设备接口

对外提供31PIN 锁紧组件连接器，该接口为31芯矩形连接器，用于电源， 导航数据输出，PPS 输出，EVENTMARK、里程计信息输入等，接线定义见表。表 1 数据插座接线定义。

附录 A 常见故障及解决方法

Q:设备不定位：

A:天线放置室外不受遮挡位置，观察设备搜星情况，如后天线搜星数为零或少于四颗，则不能定位，检查天线与惯导连接；检查惯导供电是否正常，惯导供电后检查惯导后天线接口是否有5V 电压；检查导航模式配置。

Q：设备定位但不定向：

A:确认卫星天线不受遮挡，观察惯导搜星情况，如前天线搜星数为零或少于四颗，则不能定向，检查天线连接。检查惯导供电是否正常，检查惯导前天线是否有5V 电压；检查导航模式配置。

Q：计算机接收不到设备数据：

A：检查串口是否被计算机识别，检查惯导线缆连接，检查惯导是否正常供电。

Q：设备定位定向但不能差分：

A：检查基站是否配置、输出差分信息；检查惯导串口是否设置为 RTK 输入，串口波特率是否和链路设备（电台或者4G 模块）的波特率一致；排查时可以先将惯导直接连接基站差分口看是否能进入差分问题，再排查链路设备是否配置正确。

Q：设备返回数据与实际存在明显出入：

A：确认惯导和天线是否固定在同一载体上；检查惯导供电电压不要低于10V，有些电源供电不稳定或者供电电压太低造成惯导陀螺输出异常导致组合导航数据异常，惯导输出GTIMU 语句，产品静止放置，观察三轴陀螺数据的一致性，如出入较大则很有可能陀螺出现异常。

Q：设备长时间正常工作后，外壳发烫正常吗？

A：惯导在供电正常的情况下长时间工作,内部器件工作产生热量，热量会通过外部壳体散发，所以摸起来外壳发烫。另外惯导的元器件经过高低温老练，惯导主机在出厂之前经过高低温标定和高低温工作等温度试验，所以惯导自身发热不会影响惯导工作和精度。

如有问题可随时联系我们。