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[分享] Ntrip通讯协议1.0

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一粒金砂(中级)

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发表于 2020-5-22 11:44 | 显示全部楼层 |阅读模式

1 什么是Ntrip?

CORS(Continuously Operating Reference Stations)就是网络基准站,通过网络收发GPS差分数据。用户访问CORS后,不用单独架设GPS基准站,即可实现GPS流动站的差分定位。

访问CORS系统,就需要网络通讯协议。NTRIP( Networked Transport of RTCM via Internet Protocol)是CORS系统的通讯协议之一。

2 系统组成

使用NTRIP通讯协议的CORS系统,其组成请参考下图

图1 Ntrip系统组成

NtripSource        用来产生GPS差分数据,并把差分数据提交给NtripServer

NtripServer        负责把GPS差分数据提交给NtripCaster

NtripCaster        差分数据中心,负责接收、发送GPS差分数据

NtripClient        登录NtripCaster后,NtripCaster把GPS差分数据发送给它

NtripSource 和 NtripServer 一般已经集成到一台GPS基准站内,GPS基准站产生差分数据(扮演着NtripSource的角色),然后再通过网络发送给NtripCaster(扮演着NtripServer的角色)

NtripSource 和 NtripServer也可以分开:GPS基准站产生差分数据,然后通过串口发送给一个程序,这个程序再把差分数据发送给NtripCaster。这里GPS基准站扮演着NtripSource的角色,程序扮演着NtripServer的角色。

NtripCaster一般就是一台固定IP地址的服务器,它负责接收、发送差分数据。给NtripClient发送差分数据时有两种方案:一是直接转发NtripSource产生的差分数据;二是通过解算多个NtripSource的差分数据,为NtripClient产生一个虚拟的基准站(即VRS)。

NtripClient一般就是GPS流动站。登录NtripCaster后,发送自身的坐标给NtripCaster。NtripCaster选择或产生差分数据,然后发送给NtripClient。这样GPS流动站即可实现高精度的差分定位。

3 NtripServer

NtripServer访问NtripCaster的步骤

1、与NtripCaster建立TCP连接;

2、给NtripCaster发送如下数据(↙表示\r\n即0DH和0AH):

SOURCE letmein /Mountpoint↙

Source-Agent: NTRIP NtripServerCMD/1.0↙

上面的Mountpoint是挂载点名称,注意它前面的/不能省略。NtripServer可能有多个,挂载点用来区分它们。

上面的letmein是此挂载点对应的密码。没有密码,随便一个程序都能连上挂载点,整个系统就很容易受到恶意攻击。

"Source-Agent: NTRIP NtripServerCMD/1.0"这一行不是必需的。它说明了NtripServer的软件名称和版本号。这里的软件名称为NtripServerCMD,版本号为1.0。

3、NtripCaster给NtripServer的回复

挂载点、密码均有效,返回:

ICY 200 OK↙

挂载点或密码无效,返回:

ERROR - Bad Password↙

4、NtripServer给NtripCaster发送差分数据

NtripCaster回复ICY 200 OK后,NtripServer就可以给NtripCaster发送差分数据了。

4 NtripClient

NtripClient访问NtripCaster,一般有两个目的:获取源列表、获取差分数据。下面分别进行介绍。

4.1 获取源列表

多个NtripServer给NtripCaster发送差分数据,这样NtripCaster获得的差分数据就有多个。NtripClient在获取差分数据之前,需要知道差分数据有几个?分别是什么格式的?……这就需要获取源列表,获取步骤如下:

1、与NtripCaster建立TCP连接;

2、给NtripCaster发送如下数据:

GET / HTTP/1.0↙

User-Agent: NTRIP GNSSInternetRadio/1.4.10↙

Accept: */*↙

Connection: close↙

"User-Agent: NTRIP GNSSInternetRadio/1.4.10"说明了NtripClient的软件名称和版本号。这里的软件名称为GNSSInternetRadio,版本号为1.4.10。

3、NtripCaster将返回如下数据,然后自动断开TCP连接

SOURCETABLE 200 OK↙

Server: NTRIP Trimble NTRIP Caster↙

Content-Type: text/plain↙

Content-Length: 441↙

Date: 02/Jun/2010:14:13:32 UTC↙

STR;RTCM23;RTCM23;RTCM 2.3;1(1),3(10),18(1),19(1);2;GPS;SGNET;CHN;31;121;1;1;SGCAN;None;B;N;0;;↙

STR;CMR;CMR;CMR;CMR;2;GPS;SGNET;CHN;31;121;1;1;SGCAN;None;B;N;0;;↙

STR;CMRP;CMRP;CMR+;CMR;2;GPS;SGNET;CHN;31;121;1;1;Trimble GPSNet;None;B;N;0;;↙

STR;DGPS;DGPS;RTCM 2.1;RTCM 2.1;2;GPS;SGNET;CHN;31;121;1;1;SGCAN;None;B;N;0;;↙

STR;RTCM3X;RTCM3X;RTCM 3.X;1004(1),1005/1007(5),PBS(10);2;GPS;SGNET;CHN;31;121;1;1;SGCAN;None;B;N;0;;↙

ENDSOURCETABLE↙

源列表数据以SOURCETABLE开头,以ENDSOURCETABLE结尾。

200 OK 表示一切正常。

"Server: NTRIP Trimble NTRIP Caster"是对NtripCaster软件的说明。

"Date: 02/Jun/2010:14:13:32 UTC"表示当前时刻。其格式并不固定,如:

Date: Sun, 01 May 2016 08:40:39 中国标准时间↙

以下内容就是源列表数据。"Content-Length: 441"表示源列表数据的字节数为441,含每行结尾的\r\n。

STR;RTCM23;RTCM23;RTCM 2.3;1(1),3(10),18(1),19(1);2;GPS;SGNET;CHN;31;121;1;1;SGCAN;None;B;N;0;;↙

STR;CMR;CMR;CMR;CMR;2;GPS;SGNET;CHN;31;121;1;1;SGCAN;None;B;N;0;;↙

STR;CMRP;CMRP;CMR+;CMR;2;GPS;SGNET;CHN;31;121;1;1;Trimble GPSNet;None;B;N;0;;↙

STR;DGPS;DGPS;RTCM 2.1;RTCM 2.1;2;GPS;SGNET;CHN;31;121;1;1;SGCAN;None;B;N;0;;↙

STR;RTCM3X;RTCM3X;RTCM 3.X;1004(1),1005/1007(5),PBS(10);2;GPS;SGNET;CHN;31;121;1;1;SGCAN;None;B;N;0;;↙

源列表数据中,一行表示一个挂载点。每行以分号分隔,其含义请见下表

序号

示例

说明

STR 

类型STR/CAS/NET,这里只对STR进行说明

RTCM23

挂载点(Mountpoint)

RTCM23 

identifier 

RTCM 2.3

差分数据格式

1(1),3(10) 

数据1(1秒输出一次);数据3(10秒输出一次)

2

载波相位数据 0—无 1—单频 2—双频

GPS

导航系统,如:GPS、GPS+GLO、EGNOS

SGNET

网络

CHN

国家

10 

31

纬度

11

121

经度

12 

1

是否需要发送NMEA。0—不需要 1—需要

13 

1

基站类型:0—单基站 1—网络

14 

SGCAN

产生此数据流的软件名称

15 

None

压缩算法

16 

B

访问保护 N—None B—Basic D—Digest

17 

N

Y/N

18 

0

比特率

19 

   

上文提到,NtripCaster给NtripClient发送差分数据时分两种情况:

1、直接转发NtripSource产生的差分数据。在这种情况下,NtripClient只要指定挂载点即可;

2、通过解算多个NtripSource的差分数据,为NtripClient产生一个虚拟的基准站。在这种情况下,NtripClient不仅要指定挂载点,还要发送自身的坐标给NtripCaster,NtripCaster根据这个坐标才能产生虚拟基准站。

NtripClient给NtripCaster发送自身坐标,用到的就是NMEA里的GGA数据。上表的第12个数据说明了是否需要给NtripCaster发送GGA数据,0表示不需要,1表示需要。

4.2 获取差分数据

NtripClient获取差分数据的过程如下:

1、与NtripCaster建立TCP连接;

2、给NtripCaster发送如下命令

GET /RTCM23 HTTP/1.0↙

User-Agent: NTRIP GNSSInternetRadio/1.4.10↙

Accept: */*↙

Connection: close↙

Authorization: Basic VXNlcjpQd2Q=↙

上面的RTCM23是挂载点名称。

VXNlcjpQd2Q=是用户名、密码的Base64编码,解码后就是User:Pwd。也就是说用户名为User、密码为Pwd,它们之间以冒号分隔。

3、NtripCaster的回复

如果用户名、密码、挂载点均有效,将返回如下数据:

ICY 200 OK↙

Server: Trimble-iGate/1.0↙

Date: Wed, 18 May 2016 07:20:55 中国标准时间↙

200 OK 表示一切正常。注意:有的服务器只返回200 OK,其余数据行不返回;有的服务器返回的200 OK后面没有回车、换行。

如果用户名、密码、挂载点无效,将返回如下数据:

HTTP/1.0 401 Unauthorized↙

4、给NtripCaster发送GGA数据

GGA数据的示例如下

$GPGGA,230331,3115.27393,N,12133.89226,E,1,09,1.0,19.31,M,1,M,,*7F↙

注意:

1)如上文所述,有的挂载点需要发送GGA数据,有的挂载点不需要发送GGA数据;

2)UTC时刻格式必须为hhmmss,如:80331是不行的,必须改为080331;

3)校验码必须正确。

5、NtripCaster收到GGA数据后,将给NtripClient发送差分数据。

此帖出自RF/无线论坛


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