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1 UB4B0 GPS/BDS/GLONASS/Galileo 全系统全频点高精度板卡

3 修订记录修订版修订记录日期 V0.2 初稿 2017 年 03 月免责声明本文档提供有关和芯星通科技 ( 北京 ) 有限公司产品的信息本文档并未以暗示禁止反言或其他形式转让本公司或任何第三方的专利商标版权或所有权或其下的任何权利或许可除和芯星通在其产品的销售条款和条件中声明的责任之外, 本公司概不承担任何其它责任并且, 和芯星通对其产品的销售和 / 或使用不作任何明示或暗示的担保, 包括对产品的特定用途适用性适销性或对任何专利权版权或其它知识产权的侵权责任等, 均不作担保若不按手册要求连接或操作产生的问题, 本公司免责和芯星通可能随时对产品规格及产品描述作出修改, 恕不另行通知对于本公司产品可能包含某些设计缺陷或错误, 一经发现将收入勘误表, 并因此可能导致产品与已出版的规格有所差异如客户索取, 可提供最新的勘误表在订购产品之前, 请您与本公司或当地经销商联系, 以获取最新的规格说明 * 和芯星通 Unicorecomm,Nebulas 及其徽标已由和芯星通科技 ( 北京 ) 有限公司申请注册商标其它名称和品牌分别为其相应所有者的财产版权所有 , 和芯星通科技 ( 北京 ) 有限公司保留所有权利前言本用户手册为您提供有关和芯星通 UB4B0 的硬件特性, 安装使用和性能指标等信息注 : 本手册为通用版本, 请用户根据实际购买产品配置, 针对 CORS RTK Heading 等不同使用需求选择参考阅读适用读者本用户手册适用于对 GNSS 接收机有一定了解的技术人员使用它并不面向一般读者文档结构本用户手册包括以下各章内容 : 1 产品简介 : 概述产品的功能与特性 2 产品安装 : 提供有关接收机安装指导 3 PC Utility 配置 : 提供有关通过 UPrecise 连接接收机进行显控的指导 4 固件升级 : 简要介绍通过串口方式或网络方式进行固件升级的步骤 5 硬件接口 : 提供接收机硬件接口的所有信息附录一机械图附录二技术指标 I

4 目录 1 产品简介产品安装开箱检查静电防护板卡概览安装导引 PC UTILITY 配置 (UPRECISE) 软件简介操作步骤固件升级 (WINCONFIG) 硬件接口电源输入射频输入外部时钟输入串口接入接口引脚定义附录一机械图附录二技术指标 II

1 产品简介感谢您购买和使用 UB4B0 GPS/BDS/GLONASS/Galileo 全系统全频点高精度 OEM 板卡该板卡采用公司新一代全系统多核高精度 SoC 芯片 Nebulas-II 该芯片基于公司成熟的星云基带芯片核心技术, 采用 55nm 低功耗工艺, 支持 432 个超级通道, 内置宽带 ADC 和抗干扰单元, 集成了两颗 600MHz 的 ARM

5 1 产品简介感谢您购买和使用 UB4B0 GPS/BDS/GLONASS/Galileo 全系统全频点高精度 OEM 板卡该板卡采用公司新一代全系统多核高精度 SoC 芯片 Nebulas-II 该芯片基于公司成熟的星云基带芯片核心技术, 采用 55nm 低功耗工艺, 支持 432 个超级通道, 内置宽带 ADC 和抗干扰单元, 集成了两颗 600MHz 的 ARM 处理器和专用高速浮点运算处理器, 提供更强大的卫星导航信号处理能力 UB4B0 板卡提供毫米级载波相位观测量和厘米级 RTK 定位输出, 支持芯片级多路径抑制及低仰角跟踪 ;UB4B0 领先的瞬时 RTK 和长距离 RTK 技术, 适合高精度测量定位应用尤其适合大地测量工程测量形变监测机械控制气象监测精密农业港口机械连续运行参考站 (CORS) 等应用图 1-1 UB4B0 板卡基于 Nebulas-II 全新多系统多频高性能 SoC 芯片 432 通道, 超级通道和专用快捕引擎支持 BDS GPS GLONASS Galileo SBAS 和 QZSS 等硬件尺寸兼容市场主流 GNSS OEM 板支持支持 GPS/BDS/GLONASS/Galileo 单系统独立定位和多系统联合定位 3

6 UB4B0 User Manual 支持先进的多路径抑制技术和低仰角跟踪技术毫米级的载波相位观测值高可靠性高稳定性适合严酷的工作环境板载 MEMS 组合导航 * 支持 RS232, Ethernet,1PPS, 外部时钟等输入 2 产品安装本章主要讲述产品包装列表及详细的产品安装步骤 2.1 开箱检查收到 UB4B0 产品包装后, 请仔细查看内容是否完备 : UB4B0 板卡及评估板套件 (EVK)( 或外壳 ) 用户手册 ( 随卡附送的 CD 内 ) 命令手册 ( 随卡附送的 CD 内 ) UPrecise 显示软件 ( 随卡附送的 CD 内 ) MMCX 天线连接线缆交叉串口线 2.2 静电防护 UB4B0 板卡上很多元器件易受静电损坏, 进而影响 IC 电路及其他元件请在开启防静电吸塑盒前做好以下静电防护措施 : 静电放电 (ESD) 会损坏组件请在防静电工作台上操作板卡, 同时应佩戴防静电腕带并使用导电泡沫垫板如果没有防静电工作台可用, 应佩戴防静电腕带并将其连接到机箱上的金属部分, 以便获得防静电保护 4

7 取放板卡时尽量接触板卡边缘, 不要直接触摸板卡上的元器件取出板卡请仔细检查元器件是否有明显松弛或受损等有问题请及时联络本地经销商请保留包装箱及吸塑盒, 以备后用 ( 存储运输等 ) 2.3 板卡概览 Antenna RF Section Nebulas External CPU I/O External Clock 图 2-1 结构框图 1. 射频部分接收机通过同轴电缆从天线获取过滤和增强的 GNSS 信号射频部分将射频输入信号转换成中频信号, 并将中频模拟信号转换为 Nebulas-II 芯片 (UC4C0) 所需的数字信号 2. Nebulas-II 芯片 ( UC4C0) Nebulas-II 芯片是和芯星通公司新一代全系统多核高精度 SoC 芯片 Nebulas-II 该芯片基于公司成熟的星云基带芯片核心技术, 采用 55nm 低功耗工艺, 支持 432 个超级通道, 内置 5

8 UB4B0 User Manual 宽带 ADC 和抗干扰单元, 集成了两颗 600MHz 的 ARM 处理器和专用高速浮点运算处理器, 提供更强大的卫星导航信号处理能力 3. MEMS 此功能是选配功能若选择了 GNSS+INS 功能, 板卡集成了板载 MEMS 芯片在楼群隧道高架桥和树木等复杂环境下, 可有效解决因卫星信号遮蔽导致的定位结果中断突变等情况, 可提供连续高质量和高输出率的定位结果此外,UB4B0 还支持里程计输入和外部高精度 IMU 接入, 可提供更优异的组合导航定位性能 4. 秒脉冲 (1PPS) UB4B0 提供 1 个输出脉宽和极性可调的 1PPS 信号 5. 事件输入 (Event) UB4B0 支持 (Event Mark Input) 信号输入 6. 复位 (RST) 低电平有效, 电平有效时间不少于 5 毫秒 7. I/O 电源输入, 数据通讯端口, 脉冲触发,LED 等接口 2.4 安装导引 UB4B0 产品以板卡形式交付, 用户可以根据应用场景和市场需要灵活组装下图显示了使用评估套件 (EVK) 的 UB4B0 典型安装, 用户也可使用其他的接收机外壳进行安装, 方法同此 6

9 图 2-2 安装示意图为保证高效的安装, 请于安装板卡前, 准备好以下内容 : UB4B0 板卡及评估板套件 (EVK)( 或外壳 ) 用户手册命令手册 UPrecise 显示软件 ( 随卡附送的 CD 内 ) 性能可靠的天线 MMCX 天线连接线缆带有串口的台式机或笔记本电脑 (Windows XP/Win7), 并已经安装好相关串口驱动及 UPrecise 软件准备好以上必须及辅助设备后, 请按照以下步骤进行安装 : 1. 将 UB4B0 板块对齐定位孔和插针, 安装在评估套件 (EVK) 上,EVK 为板 7

10 UB4B0 User Manual 卡供电, 并把 OEM 板的各种接口引出来, 提供与外部设备直接通讯的标准接口图 2-3 UB4B0 安装 2. 选择适当增益的 GNSS 天线, 并将 GNSS 天线架设在稳定无干扰无遮挡的区域, 通过同轴射频电缆连接天线和板卡 8

11 图 2-4 连接射频信号线缆注意 : 板卡的 RF 接头为 MMCX, 需根据封装选择适合的连接线板卡天线接口端的输入信号增益在 25-35dB 间为最优, 请据此选择合适的天线天线电缆和在线 LNA 缺省设置下,UB4B0 板卡天线接口会提供 5V DC 天线馈电 3. 连接 PC 和 EVK 的串口, 或通过网线连接 ETHERNET 端口到网络接口图 2-5 连接串口线 9

12 UB4B0 User Manual 图 2-6 连接网线 4. 连接 12V 适配器到 EVK 的电源, 启动 UB4B0 板卡电源图 2-7 供电接口 10

13 5. 启动 PC 机上安装的 UPrecise 控制软件, 并通过软件连接接收机 6. 通过 UPrecise 对接收机进行操作并记录相关数据注意 : 板卡较长时间未使用, 或者上次使用地点距离当前使用地点距离在 1000Km 以上, 有可能导致首次开机收星定位变慢这种情况下, 请先使用 FRESET 命令清除较旧的星历和历书信息 ( 此命令也会同时清除板卡设置信息 ) FRESET 命令执行后, 板卡将会重启, 采集新的星历和历书需要连续工作 15min 以上 3 PC Utility 配置 (UPrecise) 3.1 软件简介 UB4B0 显控软件 UPrecise 为采用 UB4B0 模块的接收机用户提供图形化的界面, 通过该软件, 用户可便捷地对接收机进行各种设置, 迅速得到接收机状态及所需信息 UPrecise 包含以下基本功能 : 连接接收机, 配置波特率等显示卫星概略方位 PRN 信噪比的图形化窗口(Constellation View) 接收机当前点和历史点的轨迹窗口, 并显示位置速度和时间 (Trajectory View) 用于记录各类日志的图形化窗口, 并可向接收机下发指令 (Logging Control View) 对接收机下发指令的窗口 (Console View) 下发指令到接收机轨迹点显示升级固件 TTFF 测试 11

文件 -> 连接串口, 设置波特率, UB4B0 缺省波特率为 115200bps 图 3-2

14 UB4B0 User Manual 图 3-1 UPrecise 界面 3.2 操作步骤 1. 按图 2-2 安装示意图装导引安装好电源天线等连接板卡, 并打开 EVK 开关 2. 文件 -> 连接串口, 设置波特率, UB4B0 缺省波特率为 bps 图 3-2 UPrecise 配置波特率 3. 点击接收机设置按钮, 配置 NMEA 消息输出建议配置 GPGGA,GPGSV 等语句 12

15 图 3-3 UPrecise 配置 NMEA 输出 4. 点击接收机设置按钮, 配置 NMEA 消息输出, 点击发送建议配置 GPGGA,GPGSV 等语句或 5. 在数据会话窗口, 直接点击 Send all Message 即可完成所有 NMEA 消息输出 ( 更新率为 1Hz) 在数据会话窗口可点击右键可调节: 输出 log 字体大小, 停止 / 恢复 log 输出, 或者清楚 log 内容等 6. 查看使用 UPrecise 各类视图, 根据需求配置或输入指令 4 固件升级 (WinConfig) WinConfig 软件包含在接收机附送的光盘内, 用于实现 UB4B0 的本地和远程网络升级, 请按以下步骤进行安装 : 注意 : 对接收机进行固件升级时, 请停止对接收机的所有操作, 并选择正确的固件升级包升级过程中切勿断电或中断! 步骤 1: 点击程序图标, 运行程序后, 出现如下画面 : 13

16 UB4B0 User Manual 图 4-1 WinConfig 界面步骤 2: 从界面点击下一步按钮, 点击浏览选择升级包文件 : 图 4-2 选择升级包 14

17 步骤 3: 点击下一步按钮, 出现选择通讯类型界面 : 图 4-3 选择通讯类型步骤 4: 选择通讯类型, 确定升级方式为串口方式 (COM) 还是网络方式 (TCP) 升级, 点击下一步, 进行串口配置或网络配置 : 15

18 UB4B0 User Manual 图 4-4 串口方式升级当使用串口升级时, 请使用板卡串口 1 或串口 2 16

19 图 4-5 网络方式升级步骤 5: 用户配置正确的接收机 IP 后, 升级后需要重启接收机, 请对升级后重启接收机复选框打勾配置完毕, 点击下一步按钮, 进入配置信息汇总界面 : 图 4-6 串口方式升级配置信息 17

20 UB4B0 User Manual 图 4-7 网络方式升级配置信息步骤 6: 确定配置无误, 点击完成按钮, 进入升级主界面, 当 WinConfig 正确连接上接收机, 将出现如下界面 : 18

21 图 4-8 固件升级步骤 7: 点击开始升级按钮即可开始升级 Firmware: 图 4-9 串口方式升级成功 19

22 UB4B0 User Manual 图 4-10 网络方式升级成功当正在升级的时侯, 开始升级按钮是灰的, 是不可点击的, 只有当升级完成或升级过程中出错时, 开始升级按钮才可以继续点击 20

23 5 硬件接口本章简要介绍 UB4B0 接收机的 I/O 信号端口及电气特性, 请正确连接信号以避免对设备的不必要损坏 5.1 电源输入指标描述可接受电压输入范围 3.3V +5%/-3% 请尽量避免频繁开关电源, 建议通断电操作间隔大于 5 秒 5.2 射频输入指标 RF 输入电平 RF 输入信号描述 -85 dbm ~ -105 dbm BDS B1/B2/B3 + GPS L1/L2+GLONASS L1/L2+Galileo E1/E5a/E5b LNA 供电 ~ VDC, 0 ~ 100 ma 5.3 外部时钟输入指标外部时钟输入描述频率 : 10 MHz 电压峰峰值 : 1.2V~1.8V 频率稳定度 : 最大 ± 0.5 ppm 波形 : 正弦 21

24 UB4B0 User Manual 5.4 串口接入指标波特率描述默认 bps 请在配置串口时, 保证波特率与数据量匹配, 并确认您的硬件设备支持所设置的波特率, 否则会导致异常 5.5 接口引脚定义板上提供两个双排插针, 作为对外接口其中一个 2x12 的 2.0mm 间距双排针, 为主接口, 引脚定义如下 : 管脚信号类型描述备注 1 GND 地数字地 2 RTK LED 输出 RTK LED LVTTL, 高电平有效 3 Reserved 保留保留保留 4 PPS 脉冲 1PPS 秒脉冲输出 LVTTL 5 VCC 电源板卡供电,+3.3V +5%/ 3% 6 VCC 电源板卡供电,+3.3V +5%/ 3% 7 RxD3 输入多路复用管脚, LVTTL 22

25 管脚信号类型描述备注 Event2 默认 : COM3 接收数据 8 Event1 输入外部事件触发输入 LVTTL 9 ERROR 输出板卡错误 LED LVTTL, 低电平有效 10 Satellite LED 输出卫星 LED LVTTL, 低电平有效 11 CTS2 输入 COM2 清除发送 LVTTL 12 RESETIN 输入板卡硬件复位 LVTTL, 低电平有效, 持续时间 >20us 13 RTS2 输出 COM2 请求发送 LVTTL 14 RxD2 输入 COM2 接收数据 LVTTL 15 CTS1 输入 COM1 清除发送 RS TxD2 输出 COM2 发送数据 LVTTL 17 RTS1 输出 COM1 请求发送 RS RxD1 输入 COM1 接收数据 RS TxD3 输入 / 输多路复用管脚, LVTTL GPIO0 出默认 : COM3 发送数据 20 TxD1 输出 COM1 发送数据 RS USB D (-) 双向 USB 接口数据 (-) 90 Ω 差分线对, 5V 22 USB D (+) 双向 USB 接口数据 (+) 90 Ω 差分线对, 5V 23 GND 地数字地 24 GND 地数字地注 : 此外,UB4B0 提供一路 10/100M 以太网接口 CAN 总线里程计接口使用一个 2x8 的 2.0mm 间距双排插针接口定义如下 : 23

26 UB4B0 User Manual 管脚信号功能描述 1 ETH_RD- 以太网口接收数据的负极, 差分连接到 RD- 对 2 ETH_RD+ 以太网口接收数据的正极, 差分连接到 RD+ 对 3 CENT_RD 以太网口变压器中心接收抽头连接到 RD Center Tap 4 ETH_TD+ 以太网口发送数据的正极, 差分连接到 TD+ 对 5 ETH_TD- 以太网口发送数据的负极, 差分连接到 TD- 对 6 CENT_TD 以太网口变压器中心发送抽头连接到 TD Center Tap 7 ETH_LINK 以太网口连接指示灯低电平 : 连接建立 ; 高电平 : 未连接 ; 8 ETH_SPD 以太网口网速指示灯低电平 :100Mbps 高电平 :10Mbps 9 GND 地数字地 10 CAN_TX CAN 总线的发送数据 11 CAN_RX CAN 总线的接收数据 24

27 12 PPS2 1PPS 秒脉冲输出 LVTTL 13 GND 地数字地 14 SPEED 里程计速度输入 15 FWR 里程计方向信息输入 16 GND 地数字地附录一机械图 25

28 UB4B0 User Manual J1: MMCX female,gnss 天线接口 J2: MMCX female,10m 外部时钟接口 J3: 2x12 双排插针 (2.0mm 间距 ) J4: 2x8 双排插针 (2.0mm 间距 ) 附录二技术指标性能指标通道 384 通道, 基于 Nebulas 芯片初始化时间小于 10 秒 ( 典型值 ) 信号 BDS B1/B2 /B3 GPS L1/L2/L5 GLONASS L1/L2 Galileo E1/E5a/E5b 26

29 单点定位平面 :1.5m 初始化可靠大于 99.9% (RMS) 高程 :3.0m 性首次定位时冷启动 :45s 间 RTK (RMS) 观测精度平面 :1cm+1ppm 差分数据 RTCM 2.X/3.X CMR 高程 :1.5cm+1ppm 数据格式 NMEA-0183,Unicore BDS GPS GLONASS Galileo 数据更新率 20Hz (RMS) B1/L1 C/A/E1 码 B1/L1/E1 载波相位 10cm 10cm 10cm. 10cm 时间精度 (RMS) 1mm 1mm 1mm 1mm 速度精度 (RMS) 20ns 0.03m/s B2/L2P(Y) 10cm 10cm 10cm 10cm 网络协议 NTRIP HTTP FTP /E5b 码 B2/L2/E5b 1mm 1mm 1mm 1mm 载波相位 B3/L5/E5a 码 10cm 10cm 10cm B3/L5/E5a 1mm 1mm 1mm 载波相位物理特性尺寸重量工作温度 mm 48g -40 ~+85 27

30 UB4B0 User Manual 存储温度湿度 I/O 接口 -55 ~+95 95% 无凝露 2x12 插针 2x8 插针天线接口外部时钟接口振动冲击 MMCX MMCX GJB ,MIL-STD-810 GJB ,MIL-STD-810 电气指标电压 3.3VDC +5%/ 3% 天线 LNA 供电电压纹波 4.75~5.10V, 0~100 ma 100mV p-p(max) 功耗 2.8W ( 典型值 ) 功能接口串口网口 1PPS 接口 1x UART (RS-232),2 x UART(LV-TTL), bps 1x LAN,10/100M LV-TTL 28

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UM168 Module INSTALLATION AND OPERATION USER MANUAL WWW.UNICORECOMM.COM UB380 BDS/GPS/GLONASS Tri-System Octa-Frequency High Precision Board Copyright 2009-2015, Unicore Communications, Inc. Data subject to change