SparkFun RTK Reference Station

SparkFun RTK Reference Station

Referenčná stanica SparkFun RTK, navrhnutá a vyrobená v Boulder, Colorado, USA, je dokonalým riešením pre vaše potreby vysoko presnej geolokácie, prieskumu a časových referencií. Pre základných používateľov je neuveriteľne jednoduché nastaviť pevný server NTRIP, ktorý umožňuje RTK pre rovery a dokonca aj ako server NTP na synchronizáciu zariadení a neuveriteľne presnú časovú základňu.

RTK je skratka pre Real Time Kinematics. Satelitný pozičný prijímač schopný RTK prijíma normálne signály z globálnych navigačných satelitných systémov (GNSS) spolu s korekčným dátovým tokom, aby sa dosiahla lepšia presnosť polohy. GNSS zahŕňa satelity od GPS (USA), GLONASS (Rusko), Beidou (Čína), Galileo (Európa), plus špeciálne doplnkové satelity (napr. SBAS a QZSS). Tieto signály samy o sebe poskytnú presnosť polohovania ~ 30 cm. Prijímač RTK prijíma dodatočný dátový tok správ v reálnom čase (RTCM) a potom vypočíta polohu zariadenia s presnosťou 1 cm v reálnom čase. RTK funguje najlepšie, keď sú korekčné dáta generované lokálne; presnosť prijímača „Rover“ sa znižuje so zvyšujúcou sa vzdialenosťou (základnou čiarou) medzi ním a „základňou“, ktorá generuje korekcie. Len s pár minútami nastavenia vám referenčná stanica SparkFun umožňuje generovať tieto korekčné údaje lokálne a zdieľať ich cez Ethernet!

Pod kapotou je referenčná stanica založená na procesore ESP32-WROOM a viacpásmovom GNSS module u-blox ZED-F9P. Používa rovnaký firmvér s otvoreným zdrojom ako naše ostatné produkty RTK. Referenčná stanica má 10/100 Mbps Ethernet pripojenie a môže byť napájaná cez Power-over-Ethernet (PoE). Karta microSD je pripojená cez 4-bitové rozhranie SDIO, čo poskytuje rádovo zlepšenie rýchlosti čítania a zápisu. Podobne je modul GNSS u-blox ZED-F9P pripojený cez vysokorýchlostné rozhranie SPI, čo tiež poskytuje rádové zlepšenie rýchlosti prenosu údajov GNSS. Chcete zaznamenávať RAWX a SFRBX zo všetkých konštelácií pri 20 Hz? S týmto produktom môžete! Zahrnuli sme aj kryptografický koprocesor ATECC608A, ak chcete napísať svoj vlastný firmvér a použiť referenčnú stanicu na aplikácie kryptografických ťažobných/vesmírnych meteorologických staníc alebo na zabezpečenie/overenie údajov GNSS.

Potrebujete cenovo dostupný časový server Network Time Protocol (NTP) pre vašu ethernetovú sieť? Pokryli sme vás. Referenčná stanica môže fungovať aj ako NTP server. Vlastný server NTP umožňuje počítačom vo vašej sieti Ethernet dosiahnuť oveľa užšiu synchronizáciu hodín. Referenčná stanica štandardne podporuje DHCP, ale ak chcete, môžete jej prideliť pevnú IP adresu. DNS, brána a maska podsiete sú tiež konfigurovateľné.

Referenčnú stanicu sme navrhli tak, aby bola robustná a priateľská k laboratóriu. Vnútorne je všetka elektronika (okrem Qwiic OLED displeja) namontovaná na jednej doske plošných spojov. ESP32 WiFi / Bluetooth anténa, GNSS anténa a výstup časovania sú všetky pripojené cez robustné SMA konektory. IO pripojenia sa vykonávajú pomocou robustnej 3,5 mm hlavice s klietkovými skrutkovými spojmi. Výstup časovacieho impulzu SMA je predvolene 3,3 V, ale v prípade potreby sa dá nakonfigurovať na 5 V a je vhodný pre 100 kHz (ale nie v režime NTP, ktorý je pevne stanovený na 1 Hz). Prepínače Reset a Mode boli starostlivo umiestnené; Režim sa dá v prípade potreby ľahko kliknúť a Reset je zarovnaný a vyžaduje asertívnejšie stlačenie. (To pomáha predchádzať náhodným resetom pri pripájaní k portu USB ESP32.) Okraj karty microSD pri vložení mierne vyčnieva, čo uľahčuje vysunutie a opätovné vloženie. Potom je tu krásny vlastný obal z extrudovaného hliníka s opracovanými koncovými panelmi a štrbinovými prírubami, ktorý uľahčuje inštaláciu referenčnej stanice do krytu odolného voči poveternostným vplyvom na streche alebo do serverového racku.

Referenčná stanica má viacero možností napájania. Môže byť napájaný ktorýmkoľvek alebo všetkými USB konektormi ESP32; USB pripojenie u-blox ZED-F9P; samostatný napájací port USB-C na zadnej strane; Power-over-Ethernet (36V až 57V); 5V kolík na hlavičke IO skrutky. 5V IO pin môže v prípade potreby akceptovať maximálne 5,5V. Anténne pripojenie GNSS SMA poskytuje 5V pre priloženú aktívnu anténu L1/L2 namiesto zvyčajných 3,3V. Referenčná stanica poskytuje detekciu a ochranu anténneho kábla proti skratu aj prerušeniu obvodu; symboly budú na OLED displeji blikať, ak sa zistí skrat alebo prerušenie.

Toto zariadenie je možné používať vo viacerých režimoch, vrátane:

Základná stanica GNSS s korekciami NTRIP - RTCM sa odosiela do zariadenia Caster cez Ethernet
Server Network Time Protocol (NTP) – poskytuje vysoko presné časové údaje iným strojom cez ethernetovú sieť
Tieto dva režimy sú tie, ktoré bude chcieť väčšina používateľov používať, ale nikdy nás neprestanete udivovať rôznymi spôsobmi, akými používate naše produkty. Ak chcete, referenčnú stanicu možno použiť aj ako:

Prijímač určovania polohy GNSS (presnosť ~ 30 cm) – tiež známy ako „Rover“
Určovanie polohy GNSS s RTK (presnosť 1,4 cm) – tiež známe ako „Rover s RTK Fix“ – pomocou korekčných údajov NTRIP RTCM cez Ethernet alebo z vášho telefónu cez Bluetooth
Klient GNSS NMEA/UBX TCP – odosielanie navigačných údajov NMEA a/alebo UBX na vzdialený server pomocou TCP cez Etherne

Na tomto odkaze môžete začať svoj projekt

Manual na RTK produkty

Balenie obsahuje:

• Cased Reference Station
• L1/L2/L5 GNSS Surveying Antenna
• Reinforced RG58 TNC-SMA Cable (10m)
• SMA WiFi / Bluetooth Antenna
• 32GB microSD Card (Class 10)
• USB-C Power Supply (5V 1A wall charger)
• USB-C Cable (A to C, 2m)
• Ethernet Cable (CAT-6, 1m)

Dokumentácia:

• RTK Product Manual
• Hookup Guide
• RTK Firmware Binaries
• RTK Firmware Uploader
• RTK Firmware Source
• u-blox GNSS Firmware Update GUI
• Hardware GitHub Repo
• Schematic
• Case Dimensions
• PCB Dimensions
• Arduino Examples / Test Sketches