全系统多频高精度RTK定位定向模块-和芯星通
北斗三代系统的RTK长基线定位技术在光伏管控报警系统中的应用
doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2024.01.003北斗三代系统的RTK长基线定位技术在光伏管控报警系统中的应用贾伟，汪自强，赵棒，李志波（葛洲坝集团交通投资有限公司，湖北武汉430200）摘要：为辅助交能融合业务板块运维工作快速定位目标光伏组件及相关电力设施，提升光伏组件病害治理水平，提高系统智慧运维能力，本研究设计了一种快速定位方法。
采用北斗三代系统的RTK长基线静态定位技术，向光伏电站运维系统及时提供设备预警及报警信息，辅助运维工作快速响应，实现“零火星电站”。
基于北斗三代系统的载波相位差分技术（Real-time kinematic，RTK）静态定位精度可达厘米级，光伏管控系统对光伏板定位模块的要求仅需视距级，在实际应用中定位偏差低于“米”级即能辅助运维人员快速定位报警光伏板。
经过试验，本系统在光伏管控中的应用具有精度高、鲁棒性强及自动化程度高的特点，适宜在交能融合业务板块继续研究推广。
关键词：RTK；高精度；动动定位；惯性导航；基线中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1673-6478（2024）01-0009-04 Application of RTK Long Baseline Positioning Technology Based on Beidou Third-generation System in Photovoltaic Control Alarm SystemJIA Wei, WANG Ziqiang, ZHAO Bang, LI Zhibo(Gezhouba Group Transportation Investment Co., Ltd., Wuhan Hubei 430200, China) Abstract: In order to assist the operation and maintenance work of ACF business plate to quickly locate the target photovoltaic modules and related power facilities, improve the disease management level of photovoltaic modules, the intelligent operation and maintenance ability, a fast positioning method has been designed. The system adopts the RTK long baseline static positioning technology of the Beidou Third-generation System to provide equipment early warning and alarm information to the photovoltaic power station operation and maintenance system in time, assist the operation and maintenance work quickly and corresponding, and achieve "zero Mars power station". The static positioning accuracy of RTK based on the Beidou Third-generation System can reach the centimeter level, and the photovoltaic control system only requires the line-of-sight level for the photovoltaic panel positioning module. In practical applications, the positioning deviation is less than the "meter" level, which can assist operation and maintenance personnel to quickly locate the alarm photovoltaic panel. After testing, the application of this system in PV management and control has the characteristics of high precision, strong robustness and high degree of automation, which is suitable for further research and promotion in the business segment of AC fusion.Key words: RTK; high precision; dynamic positioning; inertial navigation; baseline收稿日期：2023-08-07作者简介：贾伟（1994-），男，山东济宁人，硕士研究生，工程师，从事新能源业务研究工作。
UC6226_Product Brief
定位精度其他抗干扰内置，主动干扰信号检测和移除RTC 输入32.768kHz 可选（可经GNSS 时钟分频）LNA内置DC-DC内置，可选存储QFN支持内置ROM 或flash 版本firmwareGNSS 时钟输入支持TCXO 或CrystalWLCSP AP SPI 加载Firmware 电气特性环境指标供电QFN WLCSP温度-40 °C~+85 °C 工作1.7V~3.6V (use DC-DC)1.2V~1.98V（bypass DC-DC）-50 °C~+125 °C 存储1.2V~1.98V (bypass DC -DC)湿敏MSL3IO1.7~1.9V;2.8~3.6V 1.7V~1.9VRoHS符合数据更新率最高10HzAEC-Q100可选QFN40封装支持数据格式 NMEA0183，Unicore Protocol 接口串行接口QFNWLCSPIOQFN WLCSP2 UART1 UART可配置PPS ×2PPS ×11 SPI Master 1 I2C外部中断输入×2外部中断输入×11 I2CPIO 用于天线检测×2BLK 信号输入 ×1硬流控×2Time Aiding ×11 辅助时间脉冲和芯星通火鸟UFirebird TM UC6226采用28nm 工艺并采用巧妙的PMU 设计，兼具超低功耗和极致小型化的特点，显著提升用户设备的续航能力。
UC6226内置Sensor Hub，可接入多种传感器进行融合定位，通过精准的场景及上下文识别，即使在恶劣信号环境仍能保证更快、更准的定位体验。
UC6226面向全球应用，支持BDS、GPS、GLONASS、Galileo，可多系统联合定位。
高集成度设计节省外围器件及板上面积。
QFN40封装符合AEC-Q100可靠性标准。
“十三五”中国北斗产业发展规模现状及前景预测分析
一、2016年中国北斗产业发展规模现状分析北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，可为用户提供高精度、全天时、全天候的定位、导航、授时和通信服务，是国家信息化基础建设的重要组成部分，是国家安全和现代国防的重大技术支撑系统，也是国家经济安全的重要保障。
2015年，中国相继发射4颗新一代北斗导航卫星，积极推进北斗全球系统工程建设。
预计在2020年前后将实现5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星全球组网，实现全球区域覆盖。
（一）北斗导航产业进入高速增长期2015年是北斗系统正式服务亚太地区的第三年，北斗在我国交通运输、气象、公安、民政、农业、国土等涉及国家安全的关键领域得到广泛应用。
目前，北斗产业初具规模，已构建起集芯片、模块、板卡、终端和运营服务为一体的北斗产业链，第一代国产北斗芯片模块等核心技术产品，性能价格比已经接近国际水平，销售量已突破了千万规模，功耗更低、体积更小、性能更优、集成度更高的新一代北斗芯片已经突破了关键技术，即将投放市场，可以满足智能手机、平板电脑、穿戴式设备等方面的应用需求，高精度的板卡、天线等产品已在国内市场上占领了相当份额，改变了中国高精度卫星导航核心产品完全依赖进口的局面。
图表2013-2015年中国北斗产业规模与增长率资料来源：产研智库（二）北斗导航系统加快全球化布局2015年3月，中国首颗新一代北斗导航卫星在西昌卫星发射中心发射升空，顺利进入预定轨道，标志着北斗导航系统由亚太区域运行向全球拓展。
截至2015年9月，中国共发射4颗新一代北斗导航卫星，北斗全球系统工程建设积极推进。
预计在2020年前后将实现5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星全球组网，实现全球区域覆盖。
北斗系统将于2018年形成“一带一路”沿线国家全球初始服务的基本能力，到2020年形成全球的服务能力。
目前，北斗系统已在东盟各国逐步打开局面，泰国、马来西亚、印度尼西亚等国都将逐步引入该系统。
UM220-III NB 抗干扰GNSS 导航定位模块
订货信息
订单编码 NB，UM220-III NB 可按 500 片的倍 数供货。
定位精度 1
速度精度 1 (RMS) 1PPS 灵敏度
2.5m CEP ( 双系统水平 )
2.0m CEP (SBAS 水平 )*
GNSS/GPS: 0.1m/s
BDS : 0.2m/s
支持
BDS
GPS
跟踪
-160dBm -160dBm
捕获
-145dBm -147dBm
电气指标
功能接口
应用领域
车载后装监控定位市场，便携导航，对讲机， 气象探测
电压 LNA 馈电 功耗 2
功能特性
2.7V ~ 3.6 V DC 2.7V ~ 3.3 V, <100mA 250mW
1 个串口
1 x 1PPS 输出
数据接口
NMEA 0183( 兼容北斗 )
UnSS *、D-GNSS* 注：标注 * 部分为可选配置 1 典型值 ,<30m/s 开阔天空 2open sky, 连续跟踪
产品说明
UM220-III NB 是和芯星通针对车载后装包括导 航、监控应用推出的 BDS/GPS 双模定位模块。 UM220-III NB 采用和芯星通自主知识产权的抗 干扰 GNSS SoC 芯片——UC6225，集成度高， 适合 GNSS 规模应用。
性能指标
通道
基于 64 通道 HumbirdTM 芯片
频率
BDS B1
GPS L1
定位模式
单系统独立定位
多系统联合定位
首次定位时间 冷启动 : 30s
(TTFF)
热启动 : 1s
重捕获 : <1s
数据更新率 1Hz
卫星定位人员精准定位解决方案
人员安全管理系统解决方案一、建设目标根据企业的管理需求及政策要求，建设基于新一代物联网定位技术的“人员安全管理系统”的目标如下：1、实现外来人员人车行为管理数字化、可视化、信息化；现有的管理方式比较传统，信息流不直观。
2、进一步加强与视频监控系统的关联性；摄像头脱离空间地理信息，调取查看不方便。
3、提升完善数据分析能力，提高信息的准确率；人员违规行为的管理，缺乏统计分析结果，没有发挥数据价值。
4、深入挖掘GIS空间地理信息技术，提升安全管理的智能化；管理手段单一，不能实时监管人员行为。
人员信息、摄像头、各类预警信息等无法在一张图上管理。
事故发生时，指挥调度不够快速。
二、系统总体设计1.系统概述采用我国自主研发的北斗定位技术，实现工厂室内外高精度定位。
实时精确定位员工位置，将外来人员、车辆位置信息、风险分区信息等显示在工厂控制中心监控大屏。
本系统基于位置服务，对厂区进行涉密区域管控、人员位置监管、人员违规行为纠偏，通过精准定位给提高了人员管理的效率，发挥出数据价值。
2.设计原则➢标准化和规范化原则：严格遵循国家有关法律法规和技术规范要求，从业务、技术、运行管理等方面对项目的整体建设和实施进行设计，充分体现标准化和规范化。
➢先进性和成熟性原则：在设计理念、技术体系、产品选用等方面要求先进性和成熟性的统一，以满足系统在很长的生命周期内有持续的可维护性和可扩展性。
➢可靠性：在充分考虑先进性的同时，硬件和软件系统应立足于用户对整个系统的具体需求，应优先选择先进、适用、成熟的技术，确保系统运行的可靠和稳定，达到最大的平均无故障时间。
➢实用性和经济性：系统建设应始终贯彻面向应用，注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。
➢安全性和保密性：在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。
➢开放性：设计遵循开放性和可扩展性原则设计，能够支持扩展，支持数据、服务、软件接口标准，系统可以进行功能的定制开发，能够与其他系统互联互通，具有与其他应用系统进行信息交互和信息共享的能力。
和芯星通简介(客户版)V0.8_0901 (2)
30x40x4mm
11
Confidential
权威机构评测结果
14家评测单位中排名第一 北斗重大专项－导航型芯片招标实物比测（主要指标）
测试项目 多模处理能力 GPS捕获灵敏度(dBm) GPS跟踪灵敏度(dBm) GPS冷启时间(s) GPS热启时间(s) GPS重捕时间(s) GPS测速精度(m/s) GPS授时精度(ns) GPS实际定位精度(m) BD2捕获灵敏度(dBm) BD2跟踪灵敏度(dBm) BD2冷启时间(s) BD2热启时间(s) BD2重捕时间(s) BD2定位精度(m) BD2测速精度(m/s) BD2授时精度(ns) 测试成绩
12
Confidential
应用案例
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广州市公务用车使用管理信息系统建设服务项目
在该项目中，和芯星通为中标方海格提供了一万套UM220 北斗/GPS导航 模块 行业导航领域第一个北斗模块一万以上量级的订单 国内第一个由政府引导采购的兼容北斗/GPS模块项目
2 -144.5 -160 33.9 1.48 1 0.3 15 5.86 -135 -145 32 1.48 1 1.98 0.31 15
测试场景 515m/s circle(3BD2+2GPS) 30m/s circle acc_circle 30m/s circle 30m/s circle 30m/s circle 515m/s circle static roof(750) 30m/s circle/acc_circle 30m/s circle 30m/s circle 30m/s circle 30m/s circle 515m/s circle 515m/s circle static
和芯星通 UM960 全系统多频高精度RTK定位模块 说明书
用户手册 UM960BDS/GPS/GLONASS/Galileo/QZSS 全系统多频高精度RTK 定位模块INSTALLATION AND OPERATIONUSER MANUALUM960 User Manual修订记录R1.0 首次发布2022-09-28权利声明本手册提供和芯星通科技（北京）有限公司（以下简称为“和芯星通”）相应型号产品信息。
和芯星通保留本手册文档，及其所载之所有数据、设计、布局图等信息的一切权利、权益，包括但不限于已有著作权、专利权、商标权等知识产权，可以整体、部分或以不同排列组合形式进行专利权、商标权、著作权授予或登记申请的权利，以及将来可能被授予或获批登记的知识产权。
和芯星通拥有“和芯星通”、“UNICORECOMM”以及本手册下相应产品所属系列名称的注册商标专用权。
本手册之整体或其中任一部分，并未以明示、暗示、禁止反言或其他任何形式对和芯星通拥有的上述权利、权益进行整体或部分的转让、许可授予。
免责声明本手册所载信息，系根据手册更新之时所知相应型号产品情形的“原样”提供，对上述信息适于特定目的、用途之准确性、可靠性、正确性等，和芯星通不作任何保证或承诺。
和芯星通可能对产品规格、描述、参数、使用等相关事项进行修改，或一经发现手册误载信息后进行勘误，上述情形可能造成订购产品实际信息与本手册所载信息有差异。
如您发现订购产品的信息与本手册所载信息之间存有不符，请您与本公司或当地经销商联系，以获取最新的产品手册或其勘误表。
UM960 User Manual前言本手册为用户提供有关和芯星通UM960模块的产品特性、性能指标以及硬件设计等信息。
适用读者本手册适用于对GNSS模块有一定了解的技术人员使用。
目录1产品简介 (1)1.1产品主要特点 (2)1.2技术指标 (2)1.3模块概览 (5)2硬件组成 (6)2.1机械尺寸 (6)2.2引脚功能描述（图） (8)2.3电气特性 (11)2.3.1最大耐受值 (11)2.3.2工作条件 (11)2.3.3IO阈值特性 (12)2.3.4天线特性 (12)3硬件设计 (13)3.1天线馈电设计 (13)3.2接地与散热 (14)3.3模块上电与下电 (15)4生产要求 (16)5包装 (17)5.1标签说明 (17)5.2包装说明 (17)UM960 User Manual1产品简介UM960和芯星通自主研发的新一代BDS/GPS/GLONASS/Galileo/QZSS全系统多频高精度RTK定位模块，基于和芯星通自主研发的新一代射频基带及高精度算法一体化GNSS SoC芯片—NebulasⅣTM设计。
高精度北斗导航系统在车联网中的应用前景
北斗产值
关于北斗
我们相信在未来，北斗产 业将拥有更加广泛的市场
占有率！ 北斗行业的快速发展、不 断壮大，我们共同见证！
关于我们
中国西安
■ 集北斗定位、导航产品的研发、生产、经营、服务为一体 ■ 北斗导航民用服务资质证书（终端级） ■ 国家武器装备二级保密资质单位，可承担国家机密级任务 ■ 现拥有研发技术人员50多人，创始人以及主要技术人员从业北斗行业十年以上
基本情况
专注北斗十三载 自主研发、生产、销售、服务 武器装备二级保密资质 北斗民用终端生产资质
关于我们
业务范围
设备提供商
两大 主营业务
方案解决商
1、为特定客户提供稳定可靠的北斗终端设备
北斗星途车载终端、北斗星诺通信设备、北斗星时授时终端、北斗守护儿童定位终端等
2、为特定行业提供专业的北斗解决方案 方案解决商
北斗产业的发展前景
2008年汶川地震，重灾区通信中断。救援部队持终 端设备进入，利用其短报文功能突破通信盲点， 与外界取得联系。同时管理中心则通过位置报告 功能，随时掌握着每一个终端所处的位置。
“北斗”最大的特点，就是把导航与通信紧密结合 起来，这是其他导航系统所不具备的。
北斗产值
北斗行业产值
根据中国卫星导航定位协会的数据，中国卫星定位 导 航 与 位 置 服 务 2010 年 产 业 规 模 700 亿 元 ， 到 2012 年 产 业 规 模 达 810 亿 元 ， 其 中 北 斗 产 值 2010年仅15亿元，到2012年约40亿元。
高精度北斗给车联网带来的新机遇
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UM332
全系统多频高精度RTK定位通道 最大频率 432 通道，基于 Nebulas-II BDSB1/B3 GPSL1/L2 GLONASSL1/L2 GalileoE1 单点定位 (RMS) 平面：1.5m 高程：3.0m DGPS(RMS) 平面：0.4m 高程：0.8m RTK(RMS) 平面：1cm+1ppm 高程：1.5cm+1ppm 定向精度 (RMS) 速度精度 (RMS) 冷启动 初始化时间 初始化可靠性 首次定位时间 重捕获 差分数据 数据格式 数据更新率 时间精度 (RMS) 功耗 0.2度 /1 米基线 0.03m/s ＜45 秒 ＜10 秒 (典型值 ) ＞99.9% ＜50s 小于 1 秒 RTCM2.x/3.x NMEA-0183，Unicore* 20Hz 20ns 1.8W
UM332
全系统多频 高精度RTK定位定向模块
产品简介
UM332 是和芯星通自主研发的全球首款全系统多频高精度 RTK 定位定向模块，轻小型的单 面表贴封装，极大增加了 RTK 技术产品的使用范围，可应用于无人机、轻型机器人、智能驾驶、 GIS 信息采集等领域。 UM332 采用和芯星通新一代全系统全频点高精度 SoC 芯片—Nebulas-II，支持 432 个超 级通道，其强大的处理能力以及内嵌的 JamShield 多频点抗干扰技术，可同时跟踪 BDS、GPS、 GLONASS、Galileo 等全系统多频卫星信号并进行多频点抗干扰处理，完成增强的多模多频 RTK 引擎解算，显著改善城市街区和树荫等复杂环境下的 RTK 初始化速度、测量精度和可靠性。 UM332 集成了板载 MEMS 芯片和 U-Fusion 组合导航算法，有效解决因卫星信号失锁导致 的定位结果中断等情况，在楼群、隧道、高架桥和树荫等复杂环境下可提供连续的高质量的定位 结果。
1
Nebulas-II是和芯星通科技 （北 京）有限公司研发的具有自主知 识产权的北斗 /GPS/GLONASS /GALILEO多系统多频率高性能 SoC 芯片。
©2009-2016 和芯星通科技（北京）有限公司，版权所有。Data subject to change without notice. Last Updated: Dec-2016
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注：标注 * 部分为可选配置
运行条件
参数 供电电压 峰值电流 输入管脚低电平 输入管脚高电平 输出管脚低电平 输出管脚高电平 最佳输入增益 接收机链路噪声系数 LNA供电（主天线） LNA供电（从天线） 符号最小值典型值最大值单位 Vcc Iccp Vin_low_1 Vin_high_1 Vout_low Vout_high Gant Nftot ANT1_PWR ANT2_PWR
36 3.5 5.5 5.5
功能接口
3x UART(LV-TTL 电平 )， 1x SPI 1x PPS（LV-TTL 电平） ， 1x I2C 1x 事件输入
物理特性
尺寸 温度 30 × 40 × 4 mm 工作温度：-40°C~+85°C 存储温度：-55°C~+90°C 湿度 振动 95%非凝露 GJB150.16-2009,MIL-STD-810 GJB150.18-2009,MIL-STD-810
3.0 -0.3 VCCx 0.7 0 VCC-0.45 27 2.5 3.0 3.0
3.3
3.6 8.8 VCCx 0.3 VCC+ 0.3 0.45 VCC
V A V V V V dB dB V V
30 3.3 5 5
应用领域
• 无人机 • 智能机器人、割草机 • 高精度GIS手持机 • 车载ADAS、智能驾驶 ......
产品特点
• 全系统多频高精度RTK表贴模块 • 轻型小尺寸：30×40mm • 支持定位定向同时输出，20Hz高数据输出率 • 瞬时RTK初始化和长距离RTK解算 • 增强的多模多频RTK技术，JamShield自适应抗干扰技术和U-AutoAlign多路径抑制技术，适 用于树荫楼宇遮挡及信号干扰等苛刻工作环境 • 板载MEMS组合导航，支持U-Fusion紧组合导航技术，解决卫星失锁情况下的定位连续性 • 支持里程计输入及外部更高性能惯性器件组合*