PCB圖如下：

成分

LEA-M8S U-Blox	× 1
TL3301SPF260QG 電子開關	× 1
電池 AMSECO	× 1
SCSI 連接器（公 50 針）- 30350-6002HB 3M 電子解決方案部	× 1
Micro USB B 型轉 DIP 5 針適配器插板	× 1
AMS1117-5	× 1
227CKS035M 伊利諾伊電容器	× 1
106SML035MD4 伊利諾伊電容器	× 1
2291316-1 TE Con??nectivity AMP 連接器	× 1
DF40HC(3.0)-80DS-0.4V(51) 廣瀨連接器	× 1

描述

Arduino RTK2 GPS 模塊

USB

USB C 連接器可輕松將 ZED-F9P 連接到 u-center 以進行配置和快速查看 NMEA 語句。也可以通過 USB 連接 Raspberry Pi 或其他單板計算機。ZED-F9P 枚舉為串行 COM 端口，它是與 UART 接口分離的串行端口。有關將 USB 端口變為串行 COM 端口的更多信息，請參閱 U-Center 入門。

USB接口和電源GPS-RTK2USB接口和電源GPS RTK-SMA

提供 3.3V 穩壓器將 5V USB 調節至模塊所需的 3.3V。可以應用外部 5V 或提供 3.3V 的直接饋電。請注意，如果您直接為電路板提供 3.3V 電壓，則它應該是一個噪聲最小的干凈電源（小于 50mV VPP 紋波是精確定位的理想選擇）。

3.3V 穩壓器能夠從 5V 輸入提供 600mA 電流，USB C 連接能夠提供 2A 電流。

I2C（又名 DDC）

u-blox ZED-F9P 有一個“DDC”端口，它實際上只是一個 I2C 端口（沒有商標問題的所有大驚小怪）。這些引腳與 SPI 引腳共享。默認情況下，啟用 I2C 引腳。確保板背面的 DSEL 跳線打開。SparkFun 的 GPS-RTK2 和 GPS-RTK-SMA 還包括兩個 Qwiic 連接器，可將該 GPS 接收器與各種 I2C 設備進行菊花鏈連接。為您的下一個項目檢查 Qwiic。

RTK2 和 RTK-SMA 上突出顯示的 I2C 端口和 Qwiic 連接器

所有功能都可以通過 I2C 端口訪問，包括讀取 NMEA 語句、發送 UBX 配置字符串、將 RTCM 數據管道傳輸到模塊等。我們編寫了一個擴展的 Arduino 庫，展示如何配置 ZED-F9P 的大部分方面，使 I2C 成為我們的首選ZED 上的通信方法。您可以通過 Arduino 庫管理器搜索“SparkFun u-blox GNSS”來獲取該庫。查看 SparkFun u-blox 庫部分了解更多信息。

UART/串口

ZED-F9P 上提供經典串行引腳，但與 SPI 引腳共享。默認情況下，UART 引腳處于啟用狀態。確保板背面的 DSEL 跳線打開。

TX/MISO = ZED-F9P 的 TX 輸出

RX/MOSI = RX 到 ZED-F9P

SparkFun ZED-F9P 分線板上的串行引腳突出顯示

ZED-F9P 上有第二個串行端口 (UART2)，主要用于 RTCM3 校正數據。默認情況下，此端口將自動接收和解析傳入的 RTCM3 字符串，從而在板上啟用 RTK 模式。除了 TX2/RX2 引腳外，我們還添加了一個額外的“RTCM 校正”端口，我們將這些引腳排列為與行業標準串行連接（又名“FTDI”引腳排列）相匹配。此引腳與我們的藍牙伴侶和串行基本兼容，因此您可以從手機或計算機發送 RTCM 校正數據。請注意，如果需要，還可以通過 I2C、UART1、SPI 或 USB 發送 RTCM3 數據。

GPS-RTK2UART2 和 RTCM 校正端口 GPS-RTK-SMA 上的 UART2 和 RTCM 校正端口

RTCM 校正端口 (UART2) 默認為 38400bps 串行，但可以通過軟件命令（查看我們的 Arduino 庫）或使用 u-center 通過 USB 進行配置。請記住，我們的藍牙伴侶默認為 115200bps。如果您打算使用藍牙來校正數據（我們發現它最簡單），我們建議您使用 u-center 將此端口速度提高到 115200bps。此外，UART2 可配置為 NMEA 輸出，但不太經常需要。一般來說，我們不會將 UART2 用于 RTCM 校正數據，因此我們建議將輸入/輸出協議保留為 RTCM。

如果您已將 ZED-F9P 設置為基站模式（也稱為測量模式），則 UART2 將輸出 RTCM3 校正數據。這意味著您可以將無線電或有線鏈路連接到 UART2，并且板將自動通過鏈路發送 RTCM 字節（沒有 NMEA 數據占用帶寬）。這是使用 RTK2 的示例，但您也可以使用相同的設置使用 RTK-SMA。

基站設置通過藍牙發送 RTCM 字節

SPI

ZED-F9P 也可以配置為 SPI 通信。默認情況下，SPI 端口被禁用。要啟用 SPI，請關閉板背面的 DSEL 跳線。關閉此跳線將禁用 UART1 和 I2C 接口（UART2 將繼續正常運行）。

SparkFun RTK2 和 RTK-SMA 上突出顯示的 SPI 引腳

控制引腳

控制引腳在下面突出顯示。

SparkFun GPS-RTK2 的突出顯示控制引腳 SparkFun GPS-RTK-SMA 的突出顯示控制引腳

這些引腳用于 ZED-F9P 的各種額外控制：

FENCE：地理圍欄輸出引腳。配置有 U-Center。設置地理圍欄時會變高或變低。當模塊退出已編程的邊界時，可用于觸發警報和操作。

RTK：實時運動學輸出引腳。模塊處于正常 GPS 模式時保持高電平。當接收到 RTCM 校正并且模塊進入 RTK 浮動模式時開始閃爍。當模塊進入 RTK 固定模式并開始輸出厘米級精確位置時變為低電平。

PPS：每秒脈沖輸出引腳。當模塊獲得基本 GPS/GNSS 位置鎖定時，以 1Hz 開始閃爍。

RST：復位輸入引腳。將此線拉低以重置模塊。

安全：安全啟動輸入引腳。這是模塊固件更新所必需的，通常不應使用或連接。

INT：中斷輸入/輸出引腳?？梢允褂?U-Center 進行配置，以使模塊退出深度睡眠或為各種模塊狀態輸出中斷。

注意：對于那些需要將 SMA 連接器連接到 PPS 引腳的用戶，RTK-SMA 包含一個封裝，以便您可以將連接器手動焊接到電路板上以用于您的應用。在同步設備時（不是 1 Hz，而是許多 MHz），PPS 輸出作為時鐘源校正很有幫助。PPS 輸出可以配置為輸出一個非常精確的時鐘，科學家使用它來校正不太精確但速度更快的時鐘。要進行配置，您可以使用 u-center 在 View > Conviguration View > TP (TimePulse) 下調整 NEO-F9P 的設置。

SMA 連接器

有存貨

?WRL-00593

2.10 美元

天線

ZED-F9P 需要高質量的 GPS 或 GNSS（首選）天線。提供了一個 U.FL 連接器。注意：U.FL 連接器的額定插拔次數只有幾個（約 30 次），因此我們建議您設置好后忘記它。根據您的應用，您可能需要固定 u.FL 到 SMA 電纜。否則，您可以使用 RTK-SMA 版本。

GPS 上的 U.FL 天線連接器和 SMA 開口 GPS-SMA 上的 RTK2S??MA 天線連接器

SMA 隔板的切口可供那些需要額外堅固連接的人使用。我們建議僅當板安裝在外殼中時才將 SMA 安裝到板上。否則，電纜在壓縮時有損壞的風險（例如，學生將電路板松散地放在背包中）。交流

穿過安裝孔的 U.FL 到 SMA 電纜提供了堅固的連接，如果需要，也可以在 SMA 連接處輕松斷開連接。請在下面的連接天線中查看更多信息。

可以使用低成本磁性 GPS/GNSS 天線（查看 u-blox 白皮書），但需要在天線下方放置一個 4 英寸/10 厘米的金屬盤作為金屬接地平面。

發光二極管

該板包括四個狀態 LED，如下圖所示。

GPS-RTK2 上的狀態 LED GPS-SMA 上的狀態 LED

PWR：當通過 USB 或 Qwiic 總線激活 3.3V 時，電源 LED 將亮起。

PPS：一旦實現位置鎖定，每秒脈沖 LED 將每秒亮起。

RTK：RTK LED 將在通電時持續亮起。一旦成功接收到 RTCM 數據，它將開始閃爍。這是查看 ZED-F9P 是否從各種來源獲取 RTCM 的好方法。獲得 RTK 修復后，LED 將關閉。

FENCE：FENCE LED 可以配置為打開/關閉地理圍欄應用程序。

跳線

有五個跳線用于配置 GPS-RTK2。

SparkFun RTK2 和 RTK-SMA 上的用戶跳線

用焊料關閉 DSEL 啟用 SPI 接口并禁用 UART 和 I2C 接口。USB 仍將起作用。

切斷 I2C 跳線將從 I2C 總線上移除 2.2k Ohm 電阻。如果您的 I2C 總線上有很多設備，您可能需要移除這些跳線。不知道如何剪裁套頭衫？在這里閱讀！

切斷 RTK2 上的 JP1、JP2、JP3 跳線將斷開各種狀態 LED 與其相關引腳的連接。這些已在 RTK-SMA 版本上進行了標記。我們在 RTK-SMA 的頂部和底部包括了一個 PPS 跳線。

備用電池

MS621FE 可充電電池維護 GNSS 模塊上的電池支持 RAM (BBR)。這允許更快的位置鎖定（又名熱啟動）。BBR 還用于模塊配置保留。通電時，電池會自動進行涓流充電，并且在沒有電源的情況下可以保持設置和 GNSS 軌道數據長達兩周。

SparkFun RTK2 上的備用電池 SparkFun RTK-SMA 上的備用電池

連接天線

U.FL 連接器非常好，但它們設計用于在筆記本電腦等小型嵌入式應用程序中實現。將 U.FL 連接器暴露在野外有損壞的風險。為防止損壞 GPS-RTK2 上的 U.FL 連接，我們建議將 U.FL 電纜穿過支架孔，然后連接 U.FL 連接器。這將為天線連接提供很大的應力緩解?，F在連接您選擇的 SMA 天線。

?當心！U.FL 連接器很容易損壞。確保連接器對齊，面對面齊平（不成角度），然后使用剛性鈍邊（例如 PCB 的邊緣或小平頭螺絲刀的尖端）向下壓。有關更多信息，請查看我們的教程關于使用 U.FL 的三個快速提示。

關于使用 U.FL 的三個快速提示

2018 年 12 月 28 日

關于如何連接、保護和斷開 U.FL 連接器的快速提示。

此外，如果需要，還提供一個隔板切口，以便將 SMA 擰到 PCB 上。

雖然這種方法可以減少 U.FL 連接器的應力，但僅建議在板已永久安裝時使用。如果未安裝電路板，U.FL 電纜上的電纜很容易扭結，從而導致阻抗變化，從而降低接收質量。

如果您使用的是 RTK-SMA，則無需擔心這一點，因為板上焊接了一個 SMA 連接器，提供了牢固的連接。

如果您在室內，則必須使用足夠長的 SMA 延長線將天線放置在可以清晰看到天空的位置。這意味著天線和天空之間沒有樹木、建筑物、墻壁、車輛或混凝土金屬物體。請務必將天線安裝在 4 英寸/10 厘米金屬接地板上以增加接收效果。

板尺寸

每塊板的整體板尺寸為 ~1.70" x ~1.70" (~43.18mm x ~43.18mm)。請記住，連接器與電路板不齊平，這會增加電路板的長度。在將電路板安裝和放置在外殼中時，請務必考慮到這一點。

RTK2 板尺寸 RTK-SMA 板尺寸

將 ZED-F9P 連接到校正源

在您進入現場之前，最好了解如何獲取 RTCM 數據以及如何將其通過管道傳輸到 GPS-RTK2 和 GPS-RTK-SMA。我們建議您閱讀原始 GPS-RTK 教程的連接校正源部分。這將為您提供有關如何獲得 UNAVCO 帳戶以及如何識別將使用 ZED-F9P 流動站 10 公里范圍內的安裝點的基礎知識。本節以這些概念為基礎。

GPS RTK 連接指南：連接校正源

對于這個例子，我們將展示如何從 UNAVCO 網絡獲取校正數據，并使用名為 NTRIP Client 的 Android 應用程序將這些數據拉入。然后，校正數據將使用 SparkFun 藍牙伴侶通過藍牙從應用程序傳輸到 ZED-F9P。

所需材料

1x GPS-RTK2 或 GPS-RTK-SMA

1 個 GPS 或 GNSS 天線

1 個 4 英寸或更大的金屬板

1x SMA 延長線（如果需要清楚地看到天空）

1 根 USB C 2.0 電纜

1 個藍牙伴侶

1x 公母頭對

GNSS 天線位于金屬接地板上，可以清楚地看到天空

現在設置您的 GPS 接收器，以便您可以在辦公桌上工作，但將天線放在室外，可以清楚地看到天空。

所需軟件

具有免費 RTCM 提供商（例如 UNAVCO）的證書

U中心

從 Google Play 獲取 NTRIP By Lefebure 應用程序。似乎有適用于 iOS 的 NTRIP 應用程序，但我們無法特別驗證任何一個應用程序。如果您有最喜歡的，請告訴我們。

首先，我們需要將藍牙模塊連接到 ZED-F9P 的分線板上。將一個母頭焊接到藍牙伴侶上，使其懸掛在末端。

在 GPS-RTK2 或 GPS_RTK-SMA 板上，我們建議將直角公頭焊接到板下方。這將允許藍牙模塊簡潔地隱藏在電路板下方。

將藍牙伴侶連接到電路板時，請務必對齊引腳，以便 GND 指示器在兩個電路板上對齊。安裝藍牙后，連接您的 GNSS 天線并通過 USB 連接電路板。這將為開發板和藍牙伴侶供電。

男性和女性頭部的去向是個人喜好。例如，這里有兩個藍牙伴侶；一種是男性頭，一種是女性。

將母頭焊接到藍牙伴侶可以更容易地將藍牙添加到具有“FTDI”風格連接的板上，例如我們的 OpenScale、Arduino Pro 或同步 RFID 閱讀器。然而，將公頭焊接到藍牙伴侶可以更容易在面包板上使用。這真的取決于你！

藍牙伴侶默認為 115200bps，而 ZED-F9P 預計 UART2 上的串行為 38400bps。要解決這個問題，我們需要打開 u-center 并更改 UART2 的端口設置。如果您還沒有，請務必查看 U-Center 入門教程以了解您的方位。

打開配置窗口并導航到 PRT（端口）部分。將目標下拉到 UART2 并將波特率設置為 115200。最后，單擊“發送”按鈕。

到這個時候，您應該有一個有效的 3D GPS 鎖定，精度約為 1.5m。它即將變得更好。

我們將假設您已閱讀原始 RTK 教程并獲得您的 UNAVCO 憑證，包括以下內容：

用戶名

密碼

UNAVCO 的 IP 地址（撰寫本文時為 69.44.86.36）

Caster Port（撰寫本文時為 2101）

數據流又名安裝點（'P041_RTCM3'，如果你想要靠近科羅拉多州博爾德的那個 - 但你真的應該找到離你的漫游車位置最近的一個）

藍牙伴侶應該已通電。從您的手機中，找到藍牙伴侶并與之配對。本教程中使用的模塊被發現為 RNBT-E0DC，其中 E0DC 是模塊 MAC 地址的最后四個字符，并且對于您的模塊應該是唯一的。

獲得 UNAVCO 憑據并與藍牙模塊配對后，打開 NTRIP 客戶端。

在主屏幕上，單擊右上角的齒輪，然后單擊接收器設置。

確認接收器連接設置為藍牙，然后選擇藍牙設備并選擇您剛剛配對的藍牙模塊。接下來，打開 NTRIP 設置并輸入您的憑據，包括安裝點（又名數據流）。

此示例演示如何從 UNAVCO 的服務器獲取校正數據，但您可以類似地使用另一個 ZED-F9P 和 RTKLIB 設置您自己的基站來廣播校正數據。這個 NTRIP 應用程序將連接到您基于 RTKLIB 的服務器，為您提供驚人的靈活性（基站可以在您的流動站 10 公里內有筆記本電腦和 Wifi 的任何地方）。

好的。你準備好了嗎？這是有趣的部分。返回主 NTRIP 窗口并單擊連接。該應用程序將連接到藍牙模塊。連接后，它將連接到您的 NTRIP 源。一旦數據流動，您將看到每秒增加的字節數。

在幾秒鐘內，您應該會看到 ZED-F9P 分線板上的 RTK LED 熄滅。這表明您有 RTK 修復。要驗證這一點，請在您的計算機上打開 u-center。首先要注意的是左側黑色窗口中的修復模式已從 3D 更改為 3D/DGNSS/FIXED。

導航到 UBX-NAV-HPPOSECEF 消息。這將向您展示高精度的 3D 精度估計。我們能夠使用帶有金屬板接地平面的低成本 GNSS 天線達到 17 毫米的精度，并且我們距離校正站超過 10 公里。

恭喜！你現在知道你在一角錢的直徑內的位置！

SparkFun u-blox Arduino 庫

注意：此示例假設您在桌面上使用最新版本的 Arduino IDE。如果這是您第一次使用 Arduino，請查看我們關于安裝 Arduino IDE 的教程。如果您之前沒有安裝過 Arduino 庫，請查看我們的安裝指南。

SparkFun u-blox Arduino 庫支持讀取所有位置數據以及通過 I2C 發送二進制 UBX 配置命令。這有助于配置高級模塊，例如 ZED-F9P，但也有助于配置 NEO-M8P-2、SAM-M8Q 和任何其他使用 u-blox 二進制協議的 u-blox 模塊。

SparkFun u-blox Arduino 庫可以通過 Arduino 庫管理器通過搜索“SparkFun u-blox GNSS”下載，或者您可以從 GitHub 存儲庫中獲取 zip：

SPARKFUN U-BLOX ARDUINO 庫（ZIP）

安裝庫后，請查看各種示例。

示例 1：使用 u-blox 模塊 SAM-M8Q、NEO-M8P 等通過 I2C 讀取 NMEA 語句

示例 2：使用 MicroNMEA 庫解析 NMEA 句子。此示例還演示了如何覆蓋 processNMEA 函數，以便您可以將傳入的 NMEA 字符從 u-blox 模塊定向到您喜歡的任何庫、顯示器、收音機等。

示例 3：獲取視野中的緯度、經度、高度和衛星 (SIV)。此示例還演示了如何關閉從 I2C 端口發送的 NMEA 消息。您仍然會在 UART1 和 USB 上看到 NMEA，但不會在 I2C 上看到。僅使用 UBX 二進制消息有助于減少 I2C 流量，并且是一種更輕量級的協議。

示例 4：顯示您擁有的修復類型，最常見的兩種是無修復和完整的 3D 修復。此草圖還顯示了如何確定您是否有 RTK 修復以及什么類型（浮動與固定）。

示例 5：顯示如何獲取當前速度、航向和精度衰減。

Example6：演示如何將輸出速率從默認的每秒 1 提高到每秒許多；在某些模塊上高達 30Hz！

示例 7： SAM-M8Q 等較舊的模塊使用較舊的協議（版本 18），而 ZED-F9P 等較新的模塊使用最新協議（版本 27）刪除了一些命令。此草圖顯示了如何查詢模塊以獲取協議版本。

示例 8：u-blox 模塊使用 I2C 地址 0x42，但這可通過軟件進行配置。此草圖將允許您更改模塊的 I2C 地址。

示例 9：高度不是簡單的測量。此草圖顯示了如何獲得基于橢圓體的高度和基于 MSL（平均海平面）的高度讀數。

示例 10：有時您只需要對硬件進行硬重置。此草圖顯示了如何將 u-blox 模塊設置回出廠默認設置。

NEO-M8P

NEO-M8P 示例 1：發送 UBX 二進制命令以在 u-blox NEO-M8P-2 模塊上啟用 RTCM 語句。此示例是將 NEO-M8P 設置為基站所需的步驟之一。有關更多信息，請查看 u-blox 手冊以設置 RTK 鏈接。

NEO-M8P 示例 2：此示例擴展了前面的示例，將所有命令發送到 NEO-M8P-2，使其作為基礎運行。此外，還公開了 processRTCM 功能。這允許用戶覆蓋函數以將 RTCM 字節定向到用戶想要的任何連接（無線電、串行等）。

NEO-M8P Example3：這與NEO-M8P的Example2相同。但是，數據通過 I2C 發送到串行 LCD。

ZED-F9P

ZED-F9P 示例1：該模塊能夠提供高精度解決方案。此草圖顯示了如何檢查解決方案的準確性?？粗覀兊亩ㄎ痪认陆档胶撩准壓苡腥?。

ZED-F9P 示例 2：ZED-F9P 使用新的 u-blox 配置系統 VALGET/VALSET/VALDEL。此草圖演示了這些方法的基礎知識。

ZED-F9P Example3：將 ZED-F9P 設置為基站并輸出 RTCM 數據。

ZED-F9P Example4：這與 ZED-F9P 的 Example3 相同。但是，數據通過 I2C 發送到串行 LCD。

這個 SparkFun u-blox 庫真正專注于 I2C，因為它比串行更快并且支持菊花鏈。該庫還使用 UBX 協議，因為它需要的開銷遠低于 NMEA 解析，并且沒有 NMEA 所具有的精度限制。

將 ZED-F9P 設置為校正源

小心！這部分有點過時了。我們有一個全新的如何構建 GNSS 參考站教程，提供最新信息。我們計劃保留此部分以供參考。

如果您距離校正站超過 20 公里，您可以使用 ZED-F9P 創建自己的站。u-blox 在 ZED-F9P 集成手冊中提供了設置指南，顯示了通過 u-Center 所需的各種設置。我們將介紹如何僅使用 I2C 命令設置 ZED-F9P。這將啟用輸出 RTCM 校正數據的基站的無頭（無計算機）配置。

在開始之前，我們建議您使用 u-center 配置模塊。查看我們關于使用 U-Center 的教程，然后閱讀 u-blox 集成手冊的第 3.5.8 節基站配置，以使用 u-center 為 RTK 配置 ZED-F9P。使用 u-center 在舒適的實驗室中成功控制模塊后，請考慮前往戶外。

對于本練習，我們將使用以下部分：

1x SparkFun GPS-RTK2 板或 RTK-SMA 板

1 根用于 RTK2 的 U.FL 到 SMA 電纜

1 個 SparkFun 黑板使 I2C 變得簡單

1 根 USB C 2.0 電纜（如果您需要）

1x 兩條 Qwiic 電纜

1x 20x4 SerLCD，焊接有 Qwiic 適配器

1x 天線 L1/L2 GNSS 3-5V 磁性支架

1x GPS 天線接地板

首次試驗基站時，1x 20+ft SMA 擴展非常方便，因此您可以坐在室內使用筆記本電腦分析 GPS-RTK 的輸出

1 個標準相機三腳架

ZED-F9P 可以使用串行、SPI 或 I2C 進行配置。我們是 I2C 菊花鏈能力的粉絲，因此我們將專注于 Qwiic 系統。在本練習中，我們將使用兩條 Qwiic 電纜將 LCD 和 GPS-RTK2 連接到 BlackBoard。您也可以使用 RTK-SMA 作為替代方案。

對于天線，您需要清楚地看到天空。天線位置越好，系統的準確性和性能就越好。我們設計了 GPS 天線接地板以簡化此設置。盤子里有？” 螺紋孔直接擰到相機三腳架上。選擇的板厚度足夠厚，以便螺紋螺釘與板齊平，因此不會干擾天線。不知道我們為什么要使用接地板？閱讀 u-blox 白皮書，了解如何將低成本 GNSS 天線與 RTK 結合使用。安裝磁性安裝天線并將 SMA 電纜連接到 U.FL 到 SMA 電纜到 GPS-RTK2 板。如果您有 RTK-SMA，您只需將 SMA 電纜連接到電路板的連接器。

代碼

測試代碼

arduino_code.ino

下載

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