SDI中文操作手册

SDI-CPT中文操作手册目录1 SDI-CPT系统描述 (2)2 SDI-CPT硬件连接 (2)2.1 GPS天线安装 (2)2.2 SDI-CPT安装 (3)2.3 电气连接 (3)2.4 电源连接 (5)3 系统工作 (5)3.1 工作顺序 (5)3.2 系统启动和对准技术 (6)3.2.1 默认动态对准 (7)3.2.2 粗对准 (8)3.2.3 手动对准 (8)3.3 配置SDI-CPT (8)3.3.1 端口配置 (8)3.3.2 输出语句配置 (8)3.3.3 命令配置 (9)3.3.4 CDU软件配置 (9)3.4 导航模式 (21)3.5 载体与SDI-CPT间安装角度偏差校准过程 (21)3.6 退出系统 (22)4 数据协议 (22)5 项目操作建议 (30)1 SDI-CPT系统描述SDI-CPT的操作主要包括硬件连接、GPS天线安装、SDI-CPT安装和设备配置等几部分。

SDI-CPT是GPS/INS组合导航产品，内部有三个陀螺、三个加速度计和NovAtel OEMV3接收机，采用GPS和IMU紧耦合技术，提供比纯GPS导航或纯惯性导航系统更高精度的三维位置、速度和姿态信息。

2 SDI-CPT硬件连接SDI-CPT硬件连接主要涉及GPS天线、电源，外部数据记录设备与SDI-CPT 的连接，具体如下图说示：图 2-1 SDI-CPT硬件连接示意图其中：1 代表SDI-CPT2 代表GPS天线3 代表电源，电压为+9～+18VDC（此处已转接28V-12V稳压电源模块）4 代表数据记录设备，如PC机，工控机等，可以通过COM1口或COM2口连接2.1 GPS天线安装为了得到精确的定位信息，确保GPS天线稳固地安装在载体上，且对空视线良好，没有遮挡，并尽可能减小多路径干扰。

2.2 SDI-CPT安装将SDI-CPT牢固地安装在载体上，且确保SDI-CPT与GPS天线相位中心的距离恒定，同时保证SDI-CPT方向相对于载体和天线也是恒定。

为了方便使用，SDI-CPT应按照如下方式安装：Z轴指向上且Y轴通过载体前端指向前，与载体前进方向一致，如图2所示：图2-2 SDI-CPT安装图注意：SDI-CPT与天线之间的位置关系在载体运动过程始终保持恒定；在封装坐标系中测量从SDI-CPT导航中心到GPS天线相位中心的偏移量。

天线距离SDI-CPT越近，位置解算精度越高。

另外使用SETIMUTOANTOFFSET 命令输入的测量值须尽可能精确，或至少比使用的GPS位置精度高。

例如，天线偏差10cm误差会导致至少10cm误差输出。

毫米级精度最好，可以使用全站仪精确测量偏移量。

如对GPS、IMU相对位置不敏感，可不输入，则得到的位置为GPS 天线位置。

2.3 电气连接SDI-CPT有一个多功能的I/O接口，包括RS232通讯口、USB口，秒脉冲信号和事件输入信号等。

具体针脚定义如下：表2-1 SDI-CPT接头针脚定义SDI-CPT有两个串行DB9接口，其中COM2是RS232接口，为DB9针头；COM1是RS232或RS422接口可选，为DB9针孔，将针脚7和8短接则COM1 口为RS422接口，否则为RS232接口；SDI-CPT还有一个USB口和CAN口。

连接时，可用SDI-CPT的USB口与电脑的USB口连接；或用SDI-CPT的COM2口与电脑串口连接。

2.4 电源连接SDI-CPT的供电电压范围为+9～+18VDC，功耗最大为15W，其内部有个电源模块进行以下工作：l对供电电压进行滤波和校准；l对过压、过流和高温情况进行保护；l提供自动复位电路保护注意：给SDI-CPT供电的电源在上电过程中必须是不变的，以确保内部逻辑电路合理地初始化并进入有效工作状态。

如果上电过程中供电有变化，则IMU 中加速度状态字会显示失败且在RAWIMUS记录中加速度计测量为零。

注意：供电时注意电源正负极性，以免将产品烧坏。

注意：SDI-CPT接上电缆后所有地信号共地，包括电源地、信号地和外壳地。

3 系统工作3.1 工作顺序a)SDI-CPT和GPS天线安装；b)SDI-CPT导航中心到GPS天线相位中心偏移量的测量；c)通讯电缆连接，用USB口或串口与电脑连接；d)GPS天线电缆连接；e)SDI-CPT供电；f)系统启动；g)进行初始对准，并配置SDI-CPT；h)导航；i)退出系统。

3.2 系统启动和对准技术系统需要初始姿态估计启动导航滤波器，即所谓的系统对准。

一上电，系统没有位置、速度和姿态信息。

系统第一次上电时，按照以下事件发生：a)跟踪第一颗卫星并解算粗时间；b)跟踪足够多卫星计算位置信息；c)解算出精确时间，以开始给IMU测量定时；d)原始IMU测量开始被接收机同步且INS滤波器可用，同时RAWIMU log可用。

此时INS状态字为INS_INACTIVE；e)惯性对准程序启动且INS状态字为INS_ALIGNING；此时有三种方法用于完成对准，具体见以下描述；f)对准完成且INS状态字变成INS_ALIGNMENT_COMPLETE；系统转入导航模式，此时得到GPS/INS解算。

g)利用GPS更新精确解算。

一旦系统姿态角标准偏差小于2°且载机经过一些运动后，INS状态字变成INS_SOLUTION_GOOD。

如果航向标准偏差增加大于2°，状态字变成INS_SOLUTION_NOTGOOD。

表3-1 INS状态字二进制ASCII 描述0 INS_INACTIVE IMU记录出现，但对准程序未开始，INS不起作用1 INS_ALIGNING INS处于对准模式。

在此状态，用户可运动以初始化动态对准或发送SETINITAZIMUTH命令。

2 INS_SOLUTION_NOT_GOOD INS解算仍在计算但航向解算误差大于2°。

解算仍然有效但应监控解算误差。

在没有GPS信号时会遇到此状态。

3 INS_SOLUTION_GOOD INS处于导航模式且INS解算良好6 INS_BAD_GPS_AGREEMENT INS处于导航模式且GPS解算错误。

可能是由于多路径效应或有限可见卫星。

惯性滤波器拒绝GPS位置且等待解算质量提高。

7 INS_ALIGNMENT_COMPLETE INS处于导航模式但载体没有足够运动3.2.1 默认动态对准SDI-CPT默认对准方法为快速或动态对准。

如果系统按照建议安装方式安装，即Z轴指向上且Y轴与载体前向一致，那么不需要额外配置来完成运动对准。

一旦INS状态字变成“INS_ALIGNING”，运动对准开始，一旦载体速度达到1.15m/s（～4km/h），INS状态字会变成“INS_ALIGNMENT_COMPLETE”。

运动对准把GPS对地航迹俯仰角和航向角转变成IMU姿态角。

此对准方法最适用于地面运动，因为载体地面运动方向与载体前轴一致，且载体横滚角接近于零。

推荐在地面完成初始对准后再进行飞行等载体运动。

如果SDI-CPT按照建议安装方式安装，即Z轴指向上且Y轴与载体前向一致，那么不需要额外配置来完成运动对准。

如果SDI-CPT安装时IMU与载体轴向不一致，需要额外配置完成运动对准。

可以使用CDU软件或以下命令进行配置：a)用SETIMUORIENTATION命令设定与重力方向最一致的IMU轴向。

例如，如果SDI-CPT的Z轴指向上，则命令如下：SETIMUORIENTATION 5表3-2 IMU轴向定义ASCII值二进制值描述0 0 粗对准中IMU自动确定轴向（默认）1 1 X轴指向上2 2 X轴指向下3 3 Y轴指向上4 4 Y轴指向下5 5 Z轴指向上6 6 Z轴指向下b)用VEHICLEBODYROTATION命令设定从载体坐标系到SDI-CPT坐标系的角度偏差，见P68。

例如，假设IMU安装时Y轴指向载体右端而不是前端，则命令如下：VEHICLEBODYROTATION 0 0 -90快速对准中初始姿态精度取决于载体运动和用VEHICLEBODYROTATION命令输入的角度精度。

对准只是载体姿态的估计，随着载体运动，姿态解算精度会提高。

一旦姿态精度汇聚，INS状态会变成INS_SOLUTION_GOOD。

3.2.2 粗对准粗对准使用加速度计和陀螺仪的平均值估计IMU的姿态。

一旦INS状态字变成“INS_ALIGNING”，粗对准开始，要求载体保持静止约60秒。

载体保持静止最少时间为5秒，但粗对准的质量会很差。

为了执行粗对准，为了执行粗对准，必须用SETINITAZIMUTH命令输入载体初始航向估计。

假如IMU Y轴指向东，标准偏差在10度之内，则命令如下：SETINITAZIMUTH 90 10初始姿态精度取决于计算横滚和俯仰角保持静止的时间和用SETINITAZIMUTH命令输入的航向标准偏差。

为了使SDI-CPT达到最优性能，输入航向标准偏差必须与输入航向真实质量匹配。

如果不能确定输入航向质量，最好使用更大标准偏差。

对准只是载体姿态的估计，随着载体运动，姿态解算精度会提高。

一旦姿态精度汇聚，INS状态会变成INS_SOLUTION_GOOD。

3.2.3 手动对准如果已知载体姿态角，用户可使用SETINITATTITUDE命令手动输入姿态信息，命令如下：SETINITATTITUDE pitch roll azimuth pitchSTD rollSTD azSTD3.3 配置SDI-CPT3.3.1 端口配置设置端口通讯参数命令：COM [port] bps[parity[databits[stopbits[handshake[echo[break]]]]]] 假设SDI-CPT的COM1口与电脑连接，通讯波特率为115200bps，则命令如下：com com1 115200设置完成后，查看端口配置命令：log comconfig3.3.2 输出语句配置从COM1口以50Hz速率连续输出载体的位置、速度和姿态信息，命令如下：log com1 inspvab ontime 0.02设置完成后，查看端口输出语句命令：log loglist3.3.3 命令配置a)配置当前端口波特率com com1 115200b)精确输入IMU导航中心到天线相位中心之间的偏差，在SDI-CPT封装坐标系描述setimutoantoffset x_offset y_offset z_offset [x_stdev] [y_stdev] [z_stdev]c)采用动态对准方法，如果SDI-CPT按照建议安装方式安装，不需要额外配置，否则需要输入以下命令：SETIMUORIENTATION 5VEHICLEBODYR OTA TION alpha beta gamma [σ alpha] [σ beta] [σ gamma]d)采用粗对准方式，必须输入载体初始航向估计SETINITAZIMUTH azimuth azSTDe)采用手动对准方式，须输入载体初始姿态信息SETINITATTITUDE pitch roll azimuth pitchSTD rollSTD azSTDf)记录载体位置、速度和姿态信息log inspvab ontime 0.01log bestposb ontime 1log bestvelb ontime 1g)保存配置saveconfig3.3.4 CDU软件配置一旦SDI-CPT硬件连接完成，产品上电，启动CDU软件进行通讯。