products:kronos:rtkronos:unicorecomm_gps_rtk_devboard [Strataggem Products documentation]

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====== GPS RTK devboard from Unicorecomm ======

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tags: RTK Unicorecomm, GPS

===== - Unicorecomm GPS =====


==== - Ressources ====

  * **Module GPS:** Unicorecomm UB4B0 ({{ :products:kronos:rtkronos:ub4b0_brief_en.pdf |UB4B0 Brief}}, {{ :products:kronos:rtkronos:ub4b0-usermanual_en_ed1.0.pdf |UB4B0 User Manual}})
  * **Carte d'adaptation pour développement:** HPL-EVK v4 ({{ :products:kronos:rtkronos:hpl-evk-v4_user_manual_2018.pdf |HPL-EVK v4 User Manual}})
  * **Manuel d'utilisation des commandes:** {{ :products:kronos:rtkronos:unicore_reference_commands_manual_for_high_precison_gnss_board_and_module.pdf |Reference Commands Manual}}, {{ :products:kronos:rtkronos:preliminary_commands_and_logs_reference_manual.pdf |Preliminary Commands Reference Manual}} (certaines commandes ne sont pas documentées dans la version release), {{ :products:kronos:rtkronos:tcp_config.pdf |TCP CONFIG}}
  * **Logiciels:** {{ :products:kronos:rtkronos:cdt2.2.13.rar |CDT 2.2.13}}, UPrecise


==== - Utilisation ====

  - **Débranchez l'alimentation** et mettez l'interrupteur d'alimentation en position éteinte (sur la gauche)
  - **Connectez la carte** UB4B0 sur la carte de développement HPL-EVK
    * Via **port série:**
      *  Si vous n'avez pas de port RS232, connectez le port **RS232 COM3** à un convertisseur RS232<->USB.\\ 
La carte utilisé ici est un [[https://www.dfrobot.com/wiki/index.php/Multi_USB/RS232/RS485/TTL_Converter_(SKU:TEL0070)|DFRobot Multiplexer v1.1]], connecté sur le port B-232 (fil rouge PC TX -> RX pin 3 RS-232, fil orange PC RX <- TX pin 2 RS-232, masse sur pin 5)
    * Via port ethernet:
      * La carte a comme adresse IP ''192.168.0.100''. Vous pouvez connecter votre ordinateur en direct sur la carte et définir l'adresse IP de votre ordinateur sur un sous-réseau valide (ex: adresse IP de l'ordinateur: ''192.1680.42'' et masque de sous-réseau ''255.255.255.0'').
      * Voir les commandes disponible dans le document {{ :products:kronos:rtkronos:tcp_config.pdf |TCP CONFIG}} pour changer l'adresse IP ou configurer le DHCP.
  - Mettez sous tension en glissant l'interrupteur d'alimentation en position allumé (sur la droite)


Vous pouvez maintenant lancer **UPrecise** (plus récent) ou **CDT** (ne tient pas compte des satellites en L5) et configurer la connexion sur le port série de votre machine (**baudrate 115200**) ou sur l'adresse **IP 192.168.0.100** si vous êtes en ethernet.

Vous avez aussi la possibilité d'utiliser une console série (''putty'' sous Windows, ''dterm'' sous linux par exemple) ou une connexion par **telnet** sur le port 40000 (''telnet 192.168.0.100 40000'') si vous êtes connecté par ethernet afin d'envoyer directement des commandes de configuration au module GPS.

===== - Configuration en Base/Station =====

Depuis la console **UPrecise** (ou n'importe quelle moyen de communication avec le GPS), envoyez les commandes suivantes:

==== - Position connue ====

Remplacez ''LAT'', ''LONG'' et ''HEIGHT'' avec les coordonnées connues de la base.

<codedoc code>
UNLOGALL COM2
FIX NONE
MODE BASE ~~codedoc: <b>LAT</b>~~ ~~codedoc: <b>LONG</b>~~ ~~codedoc: <b>HEIGHT</b>~~
LOG COM2 RTCM1006 ontime 10
LOG COM2 RTCM1033 ontime 10
LOG COM2 RTCM1074 ontime 1
LOG COM2 RTCM1084 ontime 1
LOG COM2 RTCM1094 ontime 1
LOG COM2 RTCM1124 ontime 1
</codedoc>

==== - Calcul automatique de la position ====

La ligne 3 permet de configurer les paramètres de calcul automatique de la position. Le format est le suivant:\\
MODE BASE TIME ''SECONDS'' ''HORIZONTAL'' ''VERTICAL''\\
  * ''HORIZONTAL'' et ''VERTICAL'' correspondent à l'écart type autorisé en latitude/longitude et altitude en mètre;
  * ''SECONDS'' correspond au timeout dans le cas où la précision demandé n'est pas atteinte.

<codedoc code>
UNLOGALL COM2
FIX NONE
MODE BASE TIME ~~codedoc: <b>60</b>~~ ~~codedoc: <b>1.5</b>~~ ~~codedoc: <b>2.5</b>~~
LOG COM2 RTCM1006 ontime 10
LOG COM2 RTCM1033 ontime 10
LOG COM2 RTCM1074 ontime 1
LOG COM2 RTCM1084 ontime 1
LOG COM2 RTCM1094 ontime 1
LOG COM2 RTCM1124 ontime 1
</codedoc>

===== - Développement =====
==== - Trouver le port de communication ====

Sous Linux et OSX, lancez la commande ''dmesg -w'' et connectez le port USB afin de voir sur quel port la carte est attribué.

Sur Windows, le format du port est ''COMx'', `x` étant un nombre défini par Windows. Lancez le Gestionnaire de périphérique et branchez le port USB pour repérer le port attribué par Windows

==== - Exemple ====

Voici un exemple de code Python utilisant la bibliothèque [[https://github.com/pyserial/pyserial|pyserial]] pour configurer la carte pour qu'elle transmette sa meilleure position connue toutes les secondes:

<sxh python>
#!/usr/bin/python3
# pip install typing pyserial 
from typing import NamedTuple, Union

import threading
import serial
import re
import datetime
from time import time, sleep


BestPosition = NamedTuple('BestPosition', [
    ('gps_week', int),
    ('gps_sec', float),
    ('solution_type', str),
    ('position_type', str),
    ('gps_latitude', str),
    ('gps_longitude', str),
    ('gps_altitude', str),
    ('gps_date', str)
])

class UB4B0_rover():

    def __init__(self, port, baudrate=115200, timeout=3):
        self.serial = serial.Serial(port=port, baudrate=baudrate, timeout=timeout)
        self.lock = threading.Lock()

        # Send rover configuration
        self.send_command('UNLOGALL', waitResp=False) # Remove previous logs
        self.send_command('FIX none', waitResp=False) # Remove any previousl fixed position (base station)
        self.send_command('SAVECONFIG', waitResp=False) # Save configuration

    def close(self):
        self.serial.close()

    def write(self, data: bytes):
        with self.lock:
            self.serial.write(data)

    def send_command(self, command: str, waitResp: bool = True) -> str:
        with self.lock:
            # Flush input buffer
            self.serial.reset_input_buffer()

            # Send command
            self.serial.write(bytes(command + '\r\n', 'utf-8'))
            # Expected response should be `$command,{command},response: OK*{checksum}\r\n`
            # There is no info how the checksum is calculated, so skip it
            expected_resp = '$command,{command},response: OK*'.format(command=command)
            # Check that the command has been correctly received by the GPS 
            resp = self.serial.readline().decode('utf-8')
            if expected_resp not in resp:
                raise ValueError('Invalid reponse, got:\n {}'.format(resp))
            if waitResp == True:
                resp = self.serial.readline().decode('utf-8')
                return resp

    def get_best_position(self) -> Union[None, BestPosition]:
        bestpos = self.send_command("LOG BESTPOSA once")
        if bestpos.startswith("#BESTPOSA") is False:
            return None
        if "INSUFFICIENT_OBS" in bestpos:
            return None

        # Get every field (separators are ',', ';', '*')
        parser = r"([^,\*;]+)"
        matches = re.findall(parser, bestpos)
        # Example of valid data: "#BESTPOSA,COM2,0,86.0,FINE,1991,402429.800,00000000,929861713,18;SOL_COMPUTED,NARROW_FLOAT,48.58252933494,7.76681014722,144.8847,48.4450,WGS84,0.1256,0.1388,0.3033,"0",0.800,0.000,11,10,10,5,0,00,0,13*d7c1d0b0"
        # Documentation on the BESTPOSA command can be found on the previous command manual
        # TODO: better & safer matching
        if len(matches) is not 32:
            return None

        gps_week = int(float(matches[5]))
        gps_sec = float(matches[6])

        datetimeformat = "%Y-%m-%dT%H:%M:%S.%f"
        epoch = datetime.datetime.strptime("1980-01-06T00:00:00.000", datetimeformat)
        elapsed = datetime.timedelta(days=gps_week*7, seconds=gps_sec)
        # Warning: the following date doesn't take account of leap seconds! (substract 16 seconds @ 2018-06-11)
        gps_date = datetime.datetime.strftime(epoch + elapsed, datetimeformat)

        best_position = BestPosition(
            gps_week      = gps_week,
            gps_sec       = gps_sec,
            solution_type = matches[10],
            position_type = matches[11],
            gps_latitude  = matches[12],
            gps_longitude = matches[13],
            gps_altitude  = matches[14],
            gps_date=gps_date
        )

        return best_position

if __name__ == '__main__':
    rover = UB4B0_rover(port='/dev/ttyUSB0')

    while True:
        t = time()
        try:
            best_position = rover.get_best_position()
            print(best_position)
        except ValueError as e:
            print("Invalid data received: {}".format(e))

        # Wait 1 second between two measurements
        # TODO: use PPS signal to check when new position is available
        if time() - t < 1:
            sleep(1 - (time() - t))
</sxh>