FURUNO GNSS Receiver 型式 GN-8720 プロトコル仕様書 (Document No. SE )

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1 FURUNO GNSS Receiver 型式 (Document No. )

2 IMPORTANT NOTICE 本書に記載された内容を発行元 ( 古野電気株式会社 ) の書面による許可なく複写 複製 転載および第三者へ開示することを禁止します FURUNO ELECTRIC CO., LTD. All rights reserved. 記載の製品 仕様は予告なく変更することがあります 本書に記載されている社名 製品名は 一般に各開発メーカーの登録商標または商標です GPS( 米国 ) GLONASS( ロシア ) Galileo( 欧州 ) QZSS( 日本 ) SBAS(WAAS( 米国 ) EGNOS( 欧州 ) MSAS ( 日本 ) GAGAN( インド )) はそれぞれを所持する国が管理 運用するシステムです それらの運用によっては 測位性能が著しく劣化することがあります 本仕様書に記載されている事項は 上記の場合を含めて保証したものではありません これらの利用にあたっては 本システムの特性を十分理解し 使用者の責任においてその利益を活用することが必要です

3 改訂歴 Version 改訂内容 改訂日 0 初版発行 (Preliminary version) 表 項の修正 (PERDAPI,SBASBLS) 項の修正 (PERDAPI,PPS) 項の修正 (PERDAPI,TIME) 項 項バックアップ無効時の更新可能な年月日を修正 項追加 (PERDSYS,VBKERR) 2 正式版発行 12.9 節 節バックアップ有効時修正 項ピンニングの開始 解除条件について記載 項 CRLセンテンスの定義修正 表 3.1 表 節 12.1 節 12.2 節 12.3 節 12.5 節 12.7 節 項 項 項を修正 6 章 9.12 節を削除 3 RESTARTNOFPRコマンド STOPNOFPRコマンド DEFLSコマンドを追加表 3.1 Deviation errorに符号を追加 12.1 GBS Field 9,10 ContentsとRangeを修正 12.8 GSV 仰角のRangeを修正 Notes 第 7 項 第 8 項を追加 12.9 RMC ZDA システム上限値の記述を変更 GNSS Notes 第 3 項 第 4 項を追加 CRE Field5 SISAにXXを追加 Notes 第 5 項 第 6 項を追加 CRF,GxACC Notes 第 1 項を修正 第 2 項を追加 CRF,GxANC Notes 第 2 項を修正 4 表 3.1 UART1 のデフォルトボーレートを 9600bps に変更 注釈を追加表 4.1 注釈を追加表 4.2 を追加設定パラメータ一覧表を削除 5 受信機のステートを更新表 5.6 FIXSESSION の出力条件を修正 FlashROM のデータエリア構成を削除周期的に出力するセンテンス ( 例 2) を削除 項を追加 9.2 例外動作 1,4 の対処法に追記 11.8 GSV メッセージ総数の注記を追加 11.9 RMC, ZDA 更新可能な時刻の上限を変更 DEFLS デフォルトうるう秒の初期値を 18 秒に変更 GNSS SBAS の初期設定を 3 に変更 UART1 ボーレートの初期値を 9600bps に変更 BBRAM 例を修正 BBRAM MULTIB64 フォーマットと ESIPB64 フォーマットの例を修正

4 目次 1 概要 1 2 適用範囲 1 3 通信仕様 1 4 NMEAセンテンスフォーマット 標準センテンス 専用センテンス 3 5 受信機のステート 4 6 バックアップデータ 9 7 送受信シーケンス 起動直後 測位停止ステートから測位動作ステートに遷移時 周期的に出力するセンテンス 受信機の設定変更時 受信機データの出力要求 バックアップデータの入出力 バックアップデータの出力要求時 バックアップデータ入力時 シリアル通信設定の変更 時刻の設定 位置の設定 ESIPLISTの設定 ESIPLISTの新規設定 ESIPLISTの追加設定 ESIPLISTの内容確認方法 ESIPLIST 消去手順 ESIPLISTで設定可能なコマンド ESIPLISTで設定したコマンドが実行されるタイミング 測位停止 電源 OFF Flash ROM 書き換え 32 8 NMEAセンテンスの受信について データ受信 センテンス切り出し 測位回毎のセンテンス切り出し センテンス毎のデータ切り出し Talker ID 衛星番号 時刻 現在時刻と測位時刻の差 測位ステータス 未測位でも測位が有効になるケース 方位 35 9 例外処理 例外動作 例外動作の対処法 機能の排他性 標準 NMEA 出力 GBS GNSS Satellite Fault Detection GFA GNSS Fix Accuracy and Integrity GGA Global Positioning System Fix Data 41

5 11.4 GLL Geographic Position - Latitude/Longitude GNS GNSS Fix Data GSA GPS DOP and Active Satellites GST GNSS Pseudo Range Error Statistics GSV Satellites in View RMC Recommended Minimum Navigation Information VTG Course Over Ground & Ground Speed ZDA Time & Date 専用 NMEA 入力 API eride GNSS Core Library Interface ANTIJAM アンチジャミング機能の設定 CROUT オリジナルセンテンス出力許可 DATUM 測地系の設定 DEFLS デフォルトうるう秒の設定 出力要求 EXTENDGSA GSAセンテンスフィールド拡張 FIRSTFIXFILTER ファーストフィックスフィルタの設定 FIXMASK マスク設定 FIXPERSEC 測位更新周期の設定 GNSS 衛星システムの設定 LATPROP Latency Position Propagationの設定 OUTPROP Enable Position Outage Propagation PIN ピンニングの設定 POS 位置の設定 PPS PPS(Pulse per second) の設定 RAIM RAIM 機能の設定 RESTART/RESTARTNOFPR 再起動要求 SBASBLS SBASサーチセレクト SELFEPH Self-Ephemeris TM モードのON/OFF START 起動要求とスタートモードの設定 STATIC Staticモードの遷移設定 STOP/STOPNOFPR 停止要求 TIME 時刻データの設定 CFG Application Softwareの設定 ESIPLIST FlashROMにeSIPコマンドリストを作成 FACTORYRESET バックアップRAM FlashROMのバックアップ情報全消去 FORMAT プロトコルの変更 NMEAOUT 標準 NMEA 出力設定 SILENTSTART SILENTSTARTモード移行の設定 UART1 シリアル通信ポートの設定 UART2 シリアル通信ポートの設定 SYS PVT Systemの制御と応答 ANTSEL アンテナ入力の設定 BBRAM BBRAM Query Command BBRAM Push Strings ERRACT 異常発生時の受信機の振る舞い設定 FIXSESSION GNSS Session 出力要求 GPIO GPIO 出力要求 RECPLAY 診断データ出力要求 SELFEPH Self-Ephemeris TM の計算時間の設定 SELFTEST セルフテストの実行 VERSION ソフトウェアバージョンの出力要求 専用 NMEA 出力 ACK コマンド受信確認出力 71

6 13.2 CFG PERDCFG 入力コマンドの返答 ADDON ESIPLIST CRx オリジナルセンテンス CRE エフェメリス情報 CRF GNSS AccuracyとGNSS Health CRF,GxACC GNSS Accuracy CRF,GxANC GNSS Health CRL LTCSM / Self-Ephemeris TM Data CRP PPS 制御状態 CRQ Galileo SAR / RLM Data MSG Event Driven Messages RPx 診断データ SYS PERDSYS 入力コマンドの返答 ANTSEL アンテナ入力状態の出力 BBRAM FIXSESSION GNSS Session Query GPIO GPIO 出力 SELFEPH Self-Ephemeris TM の計算開始と計算完了の出力 SELFTEST セルフテスト結果の出力 VBKERR VBK 対策処理での異常発生通知 VERSION バージョン出力 ( 補足 ) RTCM 補正情報 構成図 RTCMメッセージの取扱い 87

7 1 概要 本書は FURUNO GNSS 受信機 の通信プロトコル (eride Serial Interface Protocol(eSIP)) について記載します 2 適用範囲 の通信プロトコルについて適用します 対応するソフトウェアのバージョンは enp651a 以降です 3 通信仕様 本受信機で使用する通信方式は表 3.1 の通りです UART1 は NMEA プロトコルによる測位情報等の出力と設定コマンド等の入力に UART2 はディファレンシャル測位を行うための RTCM SC-104 規格の補正情報の入力に使用します 表 3.1 通信仕様 NMEA プロトコル (esip) RTCM SC-104( 入力専用 ) 通信ポート UART1(TXD1 RXD1) UART2(RXD2) 通信仕様 全二重調歩同期式 ( 無手順 ) Baud rate [bps] Deviation error [%] Baud rate [bps] Deviation error [%] 4, ,800 (Default) ,600 (Default) , 転送速度 1 19, , , , , , , , , , データ長ストップビット 1 パリティ 1 出力周期 信号コード形式 通信内容 8 bit 1 bit なし 1000 ms (1 Hz) ( デフォルト設定 ) ms (2 Hz) ms (5 Hz) 100 ms (10 Hz) NMEA-0183 Ver データ準拠 ASCII コード 4 RTCM SC-104 (Ver. 2.3) 入力データ NMEA Proprietary センテンス 出力データ NMEA 標準センテンス NMEA Proprietary センテンス 入力データ Message Type 1 Message Type 3 Message Type 9 1 設定により変更可能です 設定方法は 項を参照ください bps のまま GPS,GLONASS,Galileo を同時に使用すると 1 秒間に出力できる最大サイズを超える場合があります GPS,GLONASS,Galileo を同時に使用する場合 ボーレートを 38400bps 以上に設定してください ( $PERDAPI,GNSS,2,2,2,2,3*44 と設定した場合 ) 3 設定により変更可能です 設定方法は 項を参照ください 4 NMEA 0183 STANDARD FOR INTERFACING MARINE ELECTRONIC DEVICES Version 4.10 (NATIONAL MARINE ELECTRONICS ASSOCIATION, June, 2012) 1

8 4 NMEA センテンスフォーマット 4.1 標準センテンス $ < アドレスフィールド >, < データフィールド > *< チェックサム > <CR> <LF> 5 バイト "$" センテンスの開始を表します < アドレスフィールド > 5 バイトの固定長です 初めの 2 バイトは トーカ (talker 発信者 )ID を表し GP は GPS GN は GNSS GL は GLONASS を表しています 標準 NMEA センテンスの Talker ID を表 4.1 に示します Talker ID は PERDAPI,GNSS コマンドによる設定 および使用している衛星システムによって切り替わります 続く 3 バイトは センテンスフォーマットでデータの種類を表しています 表 4.1 標準 NMEAセンテンスのTalker ID 標準 NMEA センテンスの種類 Talker ID の設定 AUTO GN LEGACYGP RMC 位置 測位時刻 速度 方位 GN/GP/GL/GA 5 GN GP GNS GNSS 測位データ GN/GP/GL/GA 5 GN GP GGA 位置 測位時刻等 GN/GP/GL/GA 5 GN GP GLL 位置 測位時刻 GN/GP/GL/GA 5 GN GP VTG 速度 方位 GN/GP/GL/GA 5 GN GP GST 誤差楕円 精度指標 GN/GP/GL/GA 5 GN GP GBS 異常衛星検出 GN/GP/GL/GA 5 GN GP GFA Integrity 情報 GN/GP/GL/GA 5 GN GP GSA 測位状態 測位使用衛星 DOP GN/GP/GL/GA 5 GN/GP/GL/GA 5 GP ZDA 現在日時等 GN/GP/GL/GA 5 GN GP 衛星情報 (GPS SBAS QZSS) GP 6 GP GP GSV 衛星情報 (GLONASS) GL 7 GL x 8 衛星情報 (Galileo) GA 7 GA x 8 < データフィールド > 主に可変長であり 必ずデリミタ "," で区切られます 有効なデータ文字は "!","$","*"," ","^" を除いた ASCII 文字コード 0x20( スペース )~0x7D("}") の全ての文字です 該当するデータがない場合は ヌルフィールドで表します < チェックサムフィールド > "$" の次のデータから "*" の前のデータまでの全てのデータを 8 ビット全てにつき XOR( 排他的論理和 ) をとり その結果を 2 バイトのアスキーキャラクタに変換します 5 GN/GP/GL/GA は測位に使用している衛星システムによって下記の通り切り替わります - GN: 未測位 または複数の衛星システムを使用 - GP:GPS のみ使用 (SBAS, QZSS を含む ) - GL:GLONASS のみ使用 - GA:Galileo のみ使用 6 GPS(SBAS, QZSS を含む ) の情報を保持しており かつ PERDAPI,GNSS コマンドで 1~3 に設定されている場合 または未測位の場合に出力されます 7 未測位 または複数の衛星システムを使用している場合に出力されます 8 測位に使用する設定にしている場合 センテンスは出力されませんが 測位には使用しています 2

9 <CR><LF> センテンスの終了を表します - <CR>: 0x0D - <LF>: 0x0A 4.2 専用センテンス チェックサムを含む入力コマンド内のアルファベットは 全て大文字です ただし BBRAM コマンドで送信するバックアップ RAM データには小文字も含まれます $ P < メーカーコード > < センテンスタイプ >, < データフィールド > *< チェックサム > <CR> <LF> 3 バイト 3 バイト "$" センテンスの開始を表します "P" Proprietary Sentence ID 専用センテンスであることを表します < メーカーコード > メーカーを示すコードです "ERD" となっています < センテンスタイプ > センテンスのタイプを示します API クラス CFG クラス SYS クラスがあります 表 4.2 に示す動作を行った時に 各コマンドによる設定はデフォルトに戻ります 動作 表 4.2 デフォルト設定に戻る動作コマンドの種類 $PERDAPI $PERDCFG $PERDSYS 電源 ON/OFF ハードウェアリセット PERDAPI,STOP/STOPNOFPR - - PERDCFG,FACTORYRESET - - : デフォルト設定に戻る < データフィールド > 主に可変長であり 必ずデリミタ ',' で区切られます 有効なデータ文字は "!","$","*"," ","^" を除いた ASCII 文字コード 0x20( スペース )~0x7D("}") の全ての文字です 該当するデータがない場合は ヌルフィールドで表します "[ ]" で囲まれた箇所は省略可能な項目を表します < チェックサムフィールド > "$" の次のデータから "*" の前のデータまでの全てのデータを 8 ビット全てにつき XOR( 排他的論理和 ) をとり その結果を 2 バイトのアスキーキャラクタに変換します <CR><LF> センテンスの終了を表します 送信時は省略可能です - <CR>: 0x0D - <LF>: 0x0A 3

10 5 受信機のステート 図 5.1 に受信機のステートダイアグラムを示します 下記動作をする場合 受信機を測位停止ステートにする必要があります - FlashROM 書換え - ESIPLIST にコマンドを登録 - バックアップ RAM 内のバックアップデータの読み書き T51 FlashROM 書換え S5 T35 T31 電源 OFF S1 T63 測位停止 S3 T13 T23 T21 T12 BBRAM 入力 S6 T36 T32 測位動作 S2 T43 T34 ESIPLIST 作成 S4 表 5.1 に各ステートについて記載します ステート名 図 5.1 ステートダイアグラム 表 5.1 受信機のステート説明 電源 OFF 電源 OFF の状態で 一切の入出力を行わない状態 測位動作 測位演算機能が動作しており 周期的に測位結果を出力する状態 測位停止 測位演算機能が停止している状態 ( スタンバイ状態 ) BBRAM 入力 PERDSYS,BBRAM コマンドにより バックアップデータを入力している状態 FlashROM 書き換え 受信機の測位演算プログラムを更新している状態 ESIPLIST 作成 PERDCFG,ESIPLIST コマンドにより FlashROM エリアに初期設定用コマンドを登録中の状態 4

11 表 5.2 に各ステートへの遷移動作を示します 表 5.2 ステート遷移動作状態遷移遷移動作 Notes T12 T13 T21 T31 T51 T23 T32 T34 T43 T36 T35 T63 電源 ON SILENTSTART モードで電源 ON 電源 OFF 下記コマンドを入力 - PERDAPI,STOP - PERDAPI,STOPNOFPR セルフテスト異常や状態異常を検知 下記コマンドを入力 - PERDAPI,START 下記コマンドを入力 - PERDCFG,ESIPLIST,NEW - PERDCFG,ESIPLIST,APPEND 下記コマンドを入力 - PERDCFG,ESIPLIST,CLOSE 下記コマンドを入力 - PERDSYS,BBRAM 受信機とホスト間の入出力完了 各ステートでの UART1( 入出力 ) UART2( 入力 ) は表 5.3 の通りです PERDCFG,SILENTSTART コマンドを ESIPLIST に登録する必要があります PERDSYS,ERRACT コマンドにより HALT( 異常発生時に測位停止ステートに移行する ) に設定する必要があります PERDACK および PERDSYS,FIXSESSION,ON センテンスにより測位動作ステートへ遷移したことを確認できます FlashROM の書換えについては WinUppg を使った FlashROM 書換え方法 (SE ) を参照ください 表 5.3 各ステートでの入出力ステート名 UART1( 出力 ) UART1( 入力 ) UART2( 入力 ) 電源 OFF 出力しない 入力を受け付けない 入力を受け付けない 入力されたコマンドを受け付ける た測位結果および 入 RTCM SC-104 ディファだし 測位停止ステートでのみ受理可測位動作力に対する応答を出レンシャル情報として取能なコマンドを入力した場合 拒否力する り扱う ( 受理できない状態 ) する 測位停止 入力に対する応答を出力する BBRAM 入力 - FlashROM 書き換え FlashROM 書き換え手順に従ったセンテンスを出力する 入力に対する応答を出力する 入力されたコマンドを受け付ける ただし 測位動作ステートでのみ受理可能なコマンドを入力した場合 拒否 ( 受理できない状態 ) する 測位停止ステートから PERDSYS,BBRAM コマンド入力を受け付ける FlashROM 書き換え手順に従ったセンテンスのみ受け付ける 入力されたコマンドは ESIPLIST に登 ESIPLIST 作成録される ステート別のセンテンス入出力条件を表 5.4 表 5.5 表 5.6 に示します 表 5.4 標準 NMEA センテンス出力条件 入力を受け付けない

12 出力センテンス出力内容測位動作測位停止 RMC 推奨最小ナビゲーション情報 - GNS GNSS 測位データ - GGA GPS 測位データ - GLL 緯度経度情報 - VTG 速度方位情報 - GST GNSS 擬似距離誤差 - GBS 異常衛星検出 - GFA Integrity 情報 - GSA DOP と測位使用衛星 - ZDA 衛星時刻情報 - GSV 視野内衛星情報 - : 出力可能 出力 ON/OFF と出力周期は PERDCFG,NMEAOUT コマンドにより設定可能 -: 出力不可 6

13 表 5.5 専用 NMEAセンテンス入力条件 入力コマンド 入力内容 測位動作 測位停止 PERDAPI, ANTIJAM 耐妨害波機能設定 I I CROUT オリジナルセンテンス出力要求 I I DATUM 測地系設定 I I DEFLS デフォルトうるう秒の設定 出力要求 I 9 / q I / q EXTENDGSA GSA センテンスフィールド拡張 I I FIRSTFIXFILTER ファーストフィックスフィルタ設定 I I FIXMASK 測位マスク設定 I I FIXPERSEC 測位更新周期設定 I 9 I GNSS 衛星システム設定 I I LATPROP 測位プロパゲーション設定 I I OUTPROP GNSS 衛星未測位時の推測測位継続時間設定 I I PIN ピンニング設定 I I POS 位置設定 I I PPS PPS 機能設定 I I RAIM RAIM 機能設定 I I RESTART/RESTARTNOFPR 再起動要求 I I SBASBLS 優先的にサーチする SBAS 衛星の設定 I I SELFEPH Self-Ephemeris TM モードの ON/OFF I I START 起動要求 NACK I STATIC STATIC モード遷移設定 I I STOP/STOPNOFPR 停止要求 I NACK TIME 時刻設定 I I PERDCFG, ESIPLIST ESIP コマンド登録 応答 q I / q FACTORYRESET オールクリア要求 NACK I FORMAT プロトコル種別設定 I 9 I NMEAOUT 出力標準 NMEA センテンス設定 I I SILENTSTART SILENTSTART モード移行の設定 E E UART1/UART2 シリアル通信設定 I 9 I PERDSYS, ANTSEL アンテナ入力の設定 状態出力要求 I / q I / q BBRAM バックアップデータ出力要求 q 10 q バックアップデータ入力 NACK I ERRACT 異常発生時の受信機の振る舞い設定 I I FIXSESSION GNSS セッション出力要求 I / q I / q GPIO GPIO 状態出力要求 q q RECPLAY 診断データ出力 ON/OFF I 9 I SELFEPH Self-Ephemeris TM 計算時間設定 I I SELFTEST セルフテスト出力要求 q q VERSION ソフトウェアバージョン出力要求 q q I: 入力可能 q: 出力要求可能 NACK: 入力を行っても処理に反映されない E:ESIPLIST に登録して使用する 9 このコマンドは測位停止ステートで入力してください 10 出力要求可能ですが バックアップデータが他のセンテンスと混在して出力する恐れがあるため バックアップデータの出力要求は測位停止ステートで入力してください 7

14 表 5.6 専用 NMEAセンテンス出力条件 出力センテンス 出力内容 測位動作 測位停止 PERDACK ACK コマンド受信確認出力 A A PERDCFG ADDON 起動時状態出力 S - ESIPLIST ESIP コマンド Query Q Q PERDCRx CRE 衛星の航法メッセージ情報 O - CRF,GxACC 衛星の精度情報 O - CRF,GxANC 衛星のヘルス情報 O - CRL LTCSM / Self-Ephemeris TM の有効期限 O - CRP PPS 出力状態 O - CRQ Galileo SAR/RLM data O - PERMSG MSG イベントメッセージ E E PERDRPx RPx 診断データ O - PERDSYS ANTSEL アンテナ入力状態 S / Q Q BBRAM バックアップデータ出力 Q 11 Q FIXSESSION GNSS セッション出力 Q / R / S / E Q GPIO GPIO 状態出力 Q Q SELFEPH Self-Ephemeris TM の計算開始と計算完了 E E SELFTEST セルフテスト出力 Q Q VBKERR VBK 対策処理時の異常発生通知 E E VERSION ソフトウェアバージョン出力要求 S/ Q Q A: 入力コマンドの ACK または NACK として出力 E: イベント発生時に出力 O: 出力可能 Q: 出力要求コマンド入力時に出力 R:PERDAPI,START コマンド発行による測位停止ステートから測位動作ステート遷移時 PERDAPI,STOP コマンド または PERDAPI,STOPNOFPR コマンド発行による測位動作ステートから測位停止ステート遷移時に出力 S: 電源 ON 時に出力 -: 出力不可 11 出力要求可能ですが バックアップデータが他のセンテンスと混在して出力する恐れがあるため バックアップデータの出力要求は測位停止ステートで入力してください 8

15 6 バックアップデータ 受信機は 最終更新位置 最終更新時刻情報 エフェメリス アルマナック CSM LTCSM Self-Ephemeris TM をバックアップします バックアップしたデータは 次回起動時の初期測位時間を短縮するために用いられます 下記 1~5 はバックアップ RAM に保存されますので モジュールの VBK に電源が給電されている間 バックアップデータを保持し続けます PERDAPI,STOP コマンド送信により FlashROM のエリアにも保存することが可能です 下記 6 と 7 は FlashROM の個別のエリアにデータを保持します 1 最終更新位置 GGA, GLL, GNS, RMC センテンスの測位情報で最後に出力した 位置 を指します デフォルト設定 または GGA, GLL, GNS, RMC センテンスの測位情報を測位毎に出力する設定の場合に限ります それ以外の場合は 受信機が内部で求めた最後の 位置 を指します 位置測位時にバックアップします 2 最終更新時刻情報受信機が GGA, GLL, GNS, RMC センテンスの測位情報で最後に出力した UTC 時刻 と その時点における RTC カウンタ値の情報を指します デフォルト設定 または GGA, GLL, GNS, RMC センテンスの測位情報を測位毎に出力する設定の場合に限ります それ以外は 受信機が内部で求めた最後の UTC 時刻 と その時点における RTC カウンタ値を指します 最初に時刻が確定した時に バックアップします 電源 OFF ステートで RTC へバックアップ電流が供給されていれば 次回電源投入時に最終更新時刻情報と RTC カウンタ値の差分から 電源投入時の時刻を求めることができます 最終更新時刻情報と RTC カウンタ値の差分から求めた時刻を RTC 時刻 と定義します RTC 時刻を求められる状態を RTC 時刻が有効 最終時刻情報 または RTC へのバックアップ電流が供給されておらず RTC 時刻を求められない状態を RTC 時刻が無効 とします 3 エフェメリス衛星が放送しているエフェメリスの情報 エフェメリスデータ取得時と更新時にバックアップします 4 アルマナック衛星が放送しているアルマナックの情報 アルマナックデータ取得時と更新時にバックアップします 5CSM アシストサーバから受信機へダウンロードされた 放送中の全 GPS 衛星のエフェメリスモデル ( 弊社独自形式 ) ダウンロード時にバックアップ RAM にバックアップします 6LTCSM アシストサーバから受信機へダウンロードされた 1 週間使用可能な拡張エフェメリスモデル ( 弊社独自形式 ) ダウンロード時に FlashROM 領域にバックアップします 7Self-Ephemeris TM 衛星から受信したエフェメリスより受信機が生成した 最長 3 日間使用可能な拡張エフェメリスモデル モデル生成時に FlashROM 領域にバックアップします 9

16 7 送受信シーケンス 本章は受信機と受信機を利用するホスト間の送受信シーケンスについて記載します 本プロトコルは 12 章に記載されたコマンドを入力すると 応答センテンス ($PERDACK...) または要求されたデータを出力します 正しいコマンドを入力したにも関わらず 受信機から応答がない場合 伝送路上で何らかのエラーが発生した可能性があるため 再度コマンドを送信してください 7.1 起動直後 受信機の電源を投入した直後 受信機はバージョンメッセージ ($PERDSYS,VERSION...) 設定データ 測位動作開始メッセージ ($PERDSYS,FIXSESSION,ON) を出力し 起動処理を行います 受信機は起動処理が完了するまで 入力を受け付けません 入力が可能となるのは 電源投入後 最大で 600 ミリ秒後になります 図 7.1 は電源投入からコマンド入力が可能になるまでのシーケンスです 起動処理 (600 msec) 受信機 電源投入 $PERDSYS,VERSION... : バージョン情報 1) $PERDSYS,FIXSESSION,ON : 測位動作開始 ホスト 測位動作 ( 入力可能 ) 図 7.1 電源投入からコマンド入力可能になるまでのシーケンス Notes: 1) 設定データが出力されます の場合 以下のセンテンスが出力されます ( 下記例では LNA は High Gain モード ) $PERDSYS,ANTSEL,FORCE1H,1HIGH*6C $PERDCFG,CUSTOM,GN8687*5A $PERDCFG,ADDON,N/A,BASIC*57 $PERDSYS,VBKERR,OK*44 $PERDSYS,FIXSESSION,INIT*49 10

17 7.2 測位停止ステートから測位動作ステートに遷移時 図 7.2 は測位停止ステートから測位動作ステートに遷移するまでのシーケンスです 測位停止ステートから PERDAPI,START コマンドを入力すると PERDACK センテンスと PERDSYS,FIXSESSION,ON センテンスを出力後 測位動作ステートに遷移します 受信機 ホスト $PERDAPI,START... : 起動要求 測位停止 $PERDACK,PERDAPI... : 入力受理 (START) $PERDSYS,FIXSESSION,ON : 測位動作開始 測位動作 図 7.2 測位停止ステートから測位動作ステートに遷移 11

18 7.3 周期的に出力するセンテンス 図 7.3 は 1Hz の測位周期に同期して RMC, GNS, GST, GSA, ZDA, GSV センテンス (GSV 以外の Talker ID は GN GSV の Talker ID は GP) を出力時の送信シーケンスを示します 受信機 ホスト 測位演算処理 1000 msec 出力処理 入力処理 $GNRMC $GNGNS $GNGST $GNGSA $GNZDA $GPGSV 測位演算処理 その他処理 1000 msec 出力処理 入力処理 $GNRMC $GNGNS $GNGST $GNGSA $GNZDA $GPGSV その他処理 図 7.3 周期的に出力するセンテンスの通信シーケンス 12

19 7.4 受信機の設定変更時 受信機の設定を変更する場合のシーケンスを以下に示します 図 7.4 は 測位周期 :1Hz RMC, GNS, GSV センテンスを測位周期に同期して出力している受信機に対して PERDAPI,FIXMASK コマンドと PERDAPI,PIN コマンドを入力したシーケンスです 入力タイミングによって それぞれのコマンドに対する応答および測位結果へ入力した設定が反映されるまでの時間が異なることを示しています 受信機 ホスト 1000 msec 測位演算処理 出力処理 入力処理 その他処理 $PERDAPI,FIXMASK $GNRMC $GNGNS $GPGSV $PERDACK,PERDAPI(FIXMASK) $PERDAPI,PIN FIXMASK 応答時間 FIXMASK 設定反映遅延時間 1000 msec 測位演算処理 出力処理 入力処理 $GNRMC $GNGNS $GPGSV (FIXMASK 反映 ) $PERDACK,PERDAPI(PIN) PIN 応答時間 PIN 設定反映遅延時間 その他処理 1000 msec 測位演算処理 出力処理 $GNRMC $GNGNS $GPGSV (PIN 反映 ) その他処理 入力処理 図 7.4 受信機設定時の通信シーケンス (1Hz) 13

20 1. 入力に対する応答が 出力されるまでの最大遅延時間測位動作ステート 更新周期 1Hz の場合 コマンド入力処理の直後に入力した設定コマンドは 測位演算処理と出力処理が完了した次の入力処理で受理されるため コマンドの入力から応答が出力される ( 設定の反映が完了する ) まで最大で 1000 ミリ秒を要します 表 7.1 は各ステート状態の各更新周期での入力に対する応答が出力されるまでの最大遅延時間です 表 7.1 入力に対する応答が出力されるまでの最大遅延時間ステート名更新周期 [Hz] 最大遅延時間 [ ミリ秒 ] 測位動作 測位停止 入力した設定が 測位結果に反映され 出力されるまでの最大遅延時間測位動作ステート 更新周期 1Hz の場合 入力した設定が反映された測位結果が出力されるまでは コマンドの入力から最大で 2000 ミリ秒を要します 表 7.2 は測位動作ステートで 各更新周期で入力した設定が測位結果に反映され 出力されるまでの最大遅延時間です 表 7.2 入力した設定が測位結果に反映され 出力されるまでの最大遅延時間ステート名更新周期 [Hz] 最大遅延時間 [ ミリ秒 ] 測位動作 一度に入力可能なコマンド数本受信機は 原則として 1 秒間に 1 回 入力コマンドを受け付けます この時 受信機の設定や測位状況により 負荷が低い場合は 1 秒間に複数の入力コマンドを受け付けることも可能です 測位停止ステートの場合 20 個のコマンドを連続で受信機に入力することが可能です また 最初に入力したコマンド郡に対して 受信機が応答を出力し終わった時点で 次のコマンド入力が可能となります 14

21 7.5 受信機データの出力要求 受信機にデータ出力要求を行う場合のシーケンスを以下に示します 図 7.5 は 1Hz で測位を行っている受信機に対して PERDSYS,GPIO コマンドと PERDSYS,VERSION コマンドを入力した場合に それぞれの入力から要求したデータが出力されるまでのシーケンスを示しています 受信機 ホスト 1000 msec 測位演算処理 出力処理 $PERDSYS,GPIO:GPIO 出力要求 $GNRMC $GNGNS $GPGSV $PERDSYS,GPIO:GPIO 情報 入力処理 その他処理 $PERDSYS,VERSION : ソフトウェアバージョン出力要求 1000 msec 測位演算処理 出力処理 入力処理 $GNRMC $GNGNS $GPGSV $PERDSYS,VERSION : ソフトウェアバージョン応答 その他処理 図 7.5 受信機データ出力要求時の通信シーケンス (1Hz) 1. データ出力要求コマンド入力後 要求データが出力されるまでの最大遅延時間測位動作ステート 更新周期 1Hz の場合 入力処理の直後に入力したデータ出力要求コマンドは 測位演算処理と出力処理が完了した次の入力処理で受理されるため コマンド入力から要求したデータが出力されるまで 最大で 1000 ミリ秒を要します 表 7.3 は各ステート状態で 各更新周期でのデータ出力要求コマンド入力後 要求データが出力されるまでの最大遅延時間です 表 7.3 要求データが出力されるまでの最大遅延時間ステート名更新周期 [Hz] 最大遅延時間 [ ミリ秒 ] 測位動作 測位停止

22 7.6 バックアップデータの入出力 受信機のパックアップデータを MULTIB64 フォーマット ESIPB64 フォーマットで入出力する場合のシーケンスについて説明します バックアップデータの容量は 1 センテンスで伝送可能な容量を超えるため バックアップデータの入出力時は分割して取り扱います 図 7.6 にバックアップデータの入出力処理の概要を示します 受信機が分割 受信機 分割データ 1 シーケンス番号 :1 分割データ 2 シーケンス番号 :2 出力時 バックアップデータ ( バックアップ RAM) 分割データ 3 シーケンス番号 :3 出力 ホスト 分割データ N シーケンス番号 :N 受信機が出力したセンテンスをそのまま入力 受信機 シーケンス番号 :1 分割データ 1 シーケンス番号 :2 分割データ 2 入力時 バックアップデータ ( バックアップ RAM) 入力 シーケンス番号 :3 分割データ 3 ホスト シーケンス番号 :N 分割データ N 図 7.6 バックアップデータの入出力概要 16

23 7.6.1 バックアップデータの出力要求時 バックアップデータ出力を要求する場合 受信機に対して PERDAPI,STOP コマンドまたは PERDAPI,STOPNOFPR コマンドを入力し 受信機を測位停止ステートに遷移させます 測位停止ステートに遷移後に PERDSYS,BBRAM,QUERY コマンドを入力すると 受信機が PERDSYS,BBRAM センテンスを連続して出力します バックアップデータ出力中に入力したコマンドは バックアップデータの出力完了後に処理されます 図 7.7 にバックアップデータ出力時のシーケンスを示します 受信機ホスト $PERDAPI,STOP または $PERDAPI,STOPNOFPR: 停止要求 $PERDACK,PERDAPI: 入力受理 $PERDSYS,FIXSESSION,OFF : 測位動作停止 $PERDSYS,BBRAM,QUERY :BBRAM 出力要求 $PERDSYS,BBRAM : バックアップデータ出力シーケンス番号 1/N 分割転送 $PERDSYS,BBRAM : バックアップデータ出力シーケンス番号 N/N $PERDSYS,BBRAM,CHKSUM : バックアップデータチェックサム $PERDACK,PERDSYS... : 入力受理 (BBRAM 出力要求 ) 図 7.7 バックアップデータ出力時のシーケンス 17

24 7.6.2 バックアップデータ入力時 バックアップデータ入力を要求する場合 受信機に PERDAPI,STOP コマンドまたは PERDAPI,STOPNOFPR コマンドを入力し 受信機を測位停止ステートに遷移後 受信機がバックアップデータの出力要求で出力したデータをシーケンス番号順にそのまま入力します 図 7.8 にバックアップデータ入力時のシーケンスを示します 受信機 $PERDAPI,STOP またはホスト $PERDAPI,STOPNOFPR: 停止要求 $PERDACK,PERDAPI: 入力受理 $PERDSYS,FIXSESSION,OFF : 測位動作停止 $PERDSYS,BBRAM : バックアップデータ入力シーケンス番号 1/N 分割転送 $PERDSYS,BBRAM : バックアップデータ入力シーケンス番号 N/N $PERDSYS,BBRAM,CHKSUM : バックアップデータチェックサム $PERDSYS,BBRAM,PASS バックアップデータ入力完了 (*1) (*1) バックアップデータを受信機に入力できた場合は $PERDSYS,BBRAM,PASS*15 と出力されます できなかった場合は $PERDSYS,BBRAM,FAIL,MISSING,... と出力されます 図 7.8 バックアップデータ入力時のシーケンス 1. バックアップデータ入力前に 受信機にバックアップデータが存在した場合受信機が シーケンス番号 1 番のバックアップデータを受理した時点で バックアップ RAM 内の既存のバックアップデータは無効となります 2. バックアップデータを入力可能な受信機バックアップデータの入力は 当該バックアップデータを出力した受信機に対してのみ 入力可能です 3. バックアップデータが無効となる場合下記のいずれかのケースに該当する場合 入力したバックアップデータは反映されません a. バックアップデータ入力中に バックアップデータ以外のコマンドを入力した場合 b. シーケンス番号が 1 から始まっていない または連続性がない場合 c. 入力データのチェックサムに異常がある場合 d. バックアップデータのチェックサムに異常がある場合 4. バックアップデータを入力できなかった場合 PERDCFG,FACTORYRESET 12 コマンドを入力し 現在格納されているバックアップ内容を一旦全て消去後 再度バックアップデータを入力してください 12 PERDCFG,FACTORYRESET コマンドは全てのバックアップを消去するコマンドです ESIPLIST の設定も消去するの で ESIPLIST を使用している場合は 再度 ESIPLIST の設定を行ってください 18

25 7.7 シリアル通信設定の変更 図 7.9 にシリアル通信設定変更時のシーケンスを示します シリアル通信設定の変更は測位停止ステートで行います 測位停止ステートで PERDCFG,UART1 コマンドを入力すると 受信機は PERDACK センテンスを出力し その後 設定が反映されます 受信機ホスト $PERDAPI,STOP または $PERDAPI,STOPNOFPR: 停止要求 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (STOP) $PERDSYS,FIXSESSION,OFF : 測位動作停止 $PERDCFG,UART1 : シリアル通信設定 $PERDACK,PERDCFG : 入力受理 (UART1) 設定反映 設定反映 図 7.9 シリアル通信設定変更シーケンスの概要 19

26 7.8 時刻の設定 時刻未確定時に受信機の時刻を設定する場合のシーケンスについて記載します 受信機の時刻設定には PERDAPI,TIME コマンドを用いますが 入力条件として受信機の RTC 時刻が無効かつ 衛星から時刻を取得していないことを満たす必要があります 上記条件を満たし 時刻を設定するシーケンスを図 7.10 と図 7.11 に示します PERDAPI,START コマンド入力後 時刻未確定な間に PERDAPI,TIME コマンドにより時刻を設定できます 受信機ホスト $PERDAPI,STOP または $PERDAPI,STOPNOFPR: 停止要求 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (STOP) $PERDSYS,FIXSESSION,OFF $PERDAPI,START,COLD : 起動要求 (COLD または SIMCOLD) $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (START) 時刻未確定 $PERDSYS,FIXSESSION,ON $PERDAPI,TIME: 時刻設定 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (TIME) 図 7.10 時刻設定シーケンスの概要 ( 起動要求を使用する場合 ) 20

27 図 7.11 の場合 PERDAPI,RESTART コマンドまたは PERDAPI,RESTARTNOFPR コマンド入力後 PERDSYS,FIXSESSION,ON センテンスの次に出力された $GNRMC, $GNGNS, $GNGSV などの PVT 情報 ( そのときに出力設定しているセンテンス ) を受信してから 時刻未確定の間に PERDAPI,TIME コマンドを入力することで時刻を設定できます 受信機 $PERDAPI,RESTART,COLD または $PERDAPI,RESTARTNOFPR,COLD : 再起動要求 (COLD または SIMCOLD) ホスト $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (RESTART) $PERDSYS,FIXSESSION,OFF $PERDSYS,FIXSESSION,ON ソフトウェアリセット $GNRMC $GNGNS :PVT 情報 $GPGSV 時刻未確定 $PERDAPI,TIME: 時刻設定 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (TIME) 図 7.11 時刻設定シーケンスの概要 ( 再起動要求を使用する場合 ) 1. 時刻設定の入力が遅れた場合すでに受信機の時刻が確定している場合 PERDAPI,TIME コマンドを入力されても 入力条件である 衛星から時刻を取得していないこと を満たせないため 設定した時刻が反映されません 2. 誤った年月日を設定した場合入力した時点の実際の年月日と PERDAPI,TIME コマンドで入力した年月日の差が ±512 週未満の場合 衛星から時刻を取得した時点で年月日が修正されます 入力した時点の実際の年月日と PERDAPI,TIME コマンドで入力した年月日の差が ±512 週以上の場合 1980 年 1 月 6 日を起点とした GPS 週番号のロールオーバ回数 が誤って設定されます 本受信機は 使用する衛星システムに関わらず 受信機内部で設定した GPS 週番号のロールオーバ回数 を基準に年月日を算出するため 本値が誤って設定されると 出力する年月日に 1024 週単位で誤差が発生します また 誤って設定された GPS 週番号のロールオーバ回数 は 衛星から時刻を取得しても 修正されません この場合 本シーケンスで 現在の年月日に対して ±512 週未満の年月日を再設定することで GPS 週番号のロールオーバ回数 が正しく設定されます 21

28 誤った GPS 週番のロールオーバ回数 が設定されるケースを図 7.12 を例に説明します 現在の年月日 入力した年月日 入力年月日の誤差 時間 GPS 週番号のロールオーバ回数 : 1 GPS 週番号のロールオーバ回数 : 2 GPS 週番号のロールオーバ回数 : 年 4 月 7 日 2038 年 11 月 21 日 2058 年 7 月 7 日 図 7.12 入力時刻と現在時刻の関係 図中の入力年月日の誤差が ±512 週以上の場合 入力した年月日に対応する GPS 週番号のロールオーバ回数 として 2 が設定されます ( 正しい値は 1 ) 衛星から時刻を取得すると 誤った GPS 週番号のロールオーバ回数 :2 の起点日 (2019 年 4 月 7 日 ) に 取得した時刻から算出した GPS 週番号 と GPS 週内時刻 を加算した年月日 ( 本例の場合 正しい年月日 週 ) を出力します 3. 誤った時分秒を設定した場合入力した時分秒の誤差は 衛星から時刻を取得した時点で 修正されます 22

29 7.9 位置の設定 位置未確定時に受信機の位置を設定する場合のシーケンスについて記載します 受信機の位置設定には PERDAPI,POS コマンドを用いますが 入力条件として受信機の位置が決定していないことを満たす必要があります 上記条件を満たし 位置を設定するシーケンスを図 7.13 と図 7.14 に示します 図 7.13 の場合 PERDAPI,START コマンド入力後 位置が未確定な間に PERDAPI,POS コマンドにより位置を設定できます 受信機ホスト $PERDAPI,STOP または $PERDAPI,STOPNOFPR: 停止要求 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (STOP) $PERDSYS,FIXSESSION,OFF $PERDAPI,START,COLD : 起動要求 (COLD または SIMCOLD) $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (START) 位置未確定 $PERDSYS,FIXSESSION,ON $PERDAPI,POS: 位置設定 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 ( 位置 ) 図 7.13 位置設定シーケンスの概要 ( 起動要求を使用する場合 ) 23

30 図 7.14 の場合 PERDAPI,RESTART コマンドまたは PERDAPI,RESTARTNOFPR コマンド入力後 PERDSYS,FIXSESSION,ON センテンスの次に出力された $GNRMC, $GNGNS, $GNGSV などの PVT 情報 ( そのときに出力設定しているセンテンス ) を受信してから 位置未確定の間に PERDAPI,POS コマンドを入力することで時刻を設定できます 受信機 $PERDAPI,RESTART,COLD または $PERDAPI,RESTARTNOFPR,COLD : 再起動要求 (COLD または SIMCOLD) ホスト $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (RESTART) $PERDSYS,FIXSESSION,OFF $PERDSYS,FIXSESSION,ON ソフトウェアリセット $GNRMC $GNGNS :PVT 情報 $GPGSV 位置未確定 $PERDAPI,POS: 位置設定 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (POS) 図 7.14 位置設定シーケンスの概要 ( 再起動要求を使用する場合 ) 1. 位置設定の入力が遅れた場合すでに受信機の位置が確定している場合 PERDAPI,POS コマンドを入力されても 入力条件である 位置を決定していないこと を満たせないため 設定した位置が反映されません 2. 誤った位置を設定した場合設定時の位置誤差は 衛星情報を用いて測位した時点で修正されます 24

31 7.10 ESIPLIST の設定 ESIPLIST とは FlashROM にコマンドを書き込み 起動時に書き込んだコマンドを自動的に発行する機能です 以下に設定手順を記載します ESIPLIST の新規設定 ESIPLIST を新規作成する場合 以下の手順で行います 1 PERDAPI,STOP コマンドまたは PERDAPI,STOPNOFPR コマンドで測位停止ステートにします 2 $PERDCFG,ESIPLIST,NEW*10 を入力し ESIPLIST の書き込みを開始します 3 起動時に自動的に発行したいコマンドを入力します (20 個同時に入力可 ) 4 $PERDCFG,ESIPLIST,CLOSE*1A を入力し ESIPLIST の書き込みを終了します ESIPLIST 新規設定例以下の設定を ESIPLIST に新規に書き込む手順を記載します - CRE センテンスを出力 - ボーレートを bps に設定 受信機ホスト $PERDAPI,STOP または $PERDAPI,STOPNOFPR: 停止要求 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (STOP) $PERDSYS,FIXSESSION,OFF : 停止通知 $PERDCFG,ESIPLIST,NEW*10 :ESIPLIST 作成開始 $PERDACK,PERDCFG : 入力受理 (ESIPLIST,NEW) $PERDAPI,CROUT,E*41 :ESIPLIST にコマンドを記録 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (CROUT) $PERDAPI,UART1,115200*65 :ESIPLIST にコマンドを記録 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (UART1) $PERDCFG,ESIPLIST,CLOSE*1A :ESIPLIST 作成クローズ $PERDACK,PERDCFG : 入力受理 (ESIPLIST,CLOSE) 1 $PERDAPI,STOP*6F または $PERDAPI,STOPNOFPR*2A 測位停止要求コマンドを入力 2 $PERDCFG,ESIPLIST,NEW*10 ESIPLIST の新規作成を開始 3 ESIPLIST に登録するコマンドを入力 $PERDAPI,CROUT,E*41 CRE センテンスを出力 を登録 $PERDCFG,UART1,115200*65 ボーレートを bps に設定 を登録 4 $PERDCFG,ESIPLIST,CLOSE*1A ESIPLIST の作成をクローズ 図 7.15 ESIPLIST 作成シーケンス 25

32 ESIPLIST の追加設定 すでに ESIPLIST にコマンドが書き込まれた状態からコマンドを追加する場合 以下の手順で行います 1 PERDAPI,STOP コマンドまたは PERDAPI,STOPNOFPR コマンドで測位停止ステートにします 2 $PERDCFG,ESIPLIST,APPEND*42 を入力し ESIPLIST へのコマンドの追加を開始します 3 起動時に自動的に発行するためのコマンドを追加します 4 $PERDCFG,ESIPLIST,CLOSE*1A を入力し ESIPLIST の書き込みを終了します ESIPLIST 追加設定例 項で作成した ESIPLIST に以下の設定を追加する手順を記載します - 日本測地系 (Tokyo Datum) に設定 受信機ホスト $PERDAPI,STOP または $PERDAPI,STOPNOFPR: 停止要求 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (STOP) $PERDSYS,FIXSESSION,OFF : 停止通知 $PERDCFG,ESIPLIST,APPEND*42 :ESIPLIST 追加要求 $PERDACK,PERDCFG : 入力受理 (ESIPLIST,APPEND) $PERDAPI,DATUM,172*26 :ESIPLIST にコマンドを記録 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (DATUM) $PERDCFG,ESIPLIST,CLOSE*1A :ESIPLIST 作成クローズ $PERDACK,PERDCFG : 入力受理 (ESIPLIST,CLOSE) 1 $PERDAPI,STOP*6F または $PERDAPI,STOPNOFPR*2A 測位停止要求コマンドを入力 2 $PERDCFG,ESIPLIST,APPEND*42 ESIPLIST の追加書き込みを開始 3 $PERDAPI,DATUM,172*26 日本測地系 (Tokyo Datum) に設定 を登録 4 $PERDCFG,ESIPLIST,CLOSE*1A ESIPLIST の作成をクローズ 図 7.16 ESIPLIST の追加設定シーケンス 26

33 ESIPLIST の内容確認方法 ESIPLIST の内容は $PERDCFG,ESIPLIST,QUERY*06 を入力することで確認できます 図 7.17 に測位停止ステートで 項 項で設定した ESIPLIST の内容を確認したときのシーケンスを示します 受信機 ホスト $PERDCFG,ESIPLIST,QUERY*06 :ESIPLIST の内容出力要求 $PERDCFG,ESIPLIST,BEGIN*0B ESIPLIST の内容出力開始 $PERDAPI,CROUT,E*41 $PERDAPI,UART1,115200*65 $PERDAPI,DATUM,172*26 1 $PERDCFG,ESIPLIST,QUERY*06 ESIPLIST の内容出力要求 2 ESIPLIST の内容出力要求を受信すると 以下の通り出力します $PERDCFG,ESIPLIST,BEGIN*0B : 内容出力開始 $PERDAPI,CROUT,E*41 $PERDCFG,UART1,115200*65 : 書き込まれた内容 $PERDAPI,DATUM,172*26 $PERDCFG,ESIPLIST,END*03 : 内容出力終了 $PERDCFG,ESIPLIST,END*03 ESIPLIST の内容出力終了 $PERDACK,PERDCFG : 入力受理 (ESIPLIST,QUERY) 3 ESIPLIST の内容出力要求の入力受理 (ACK) は ESIPLIST の内容出力後に出力されます 図 7.17 ESIPLIST の内容確認シーケンス 27

34 ESIPLIST 消去手順 図 7.18 に ESIPLIST の消去シーケンスを示します 受信機 ホスト $PERDAPI,STOP または $PERDAPI,STOPNOFPR: 停止要求 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (STOP) 1 $PERDAPI,STOP*6F または $PERDAPI,STOPNOFPR*2A 測位停止要求コマンドを入力 $PERDSYS,FIXSESION,OFF : 停止通知 $PERDCFG,ESIPLIST,DELETE*55 :ESIPLIST 消去 $PERDACK,PERDCFG : 入力受理 (ESIPLIST,DELETE) $PERDCFG,ESIPLIST,QUERY*06 :ESIPLIST の内容出力要求 $PERDCFG,ESIPLIST,BEGIN*0B $PERDCFG,ESIPLIST,END*03 $PERDACK,PERDCFG : 入力受理 (ESIPLIST,QUERY) 2 $PERDCFG,ESIPLIST,DELETE*55 ESIPLIST を消去 3 $PERDCFG,ESIPLIST,QUERY*06 ESIPLIST の内容出力要求 4 $PERDCFG,ESIPLIST,BEGIN*0B $PERDCFG,ESIPLIST,END*03 ESIPLIST に何も登録されていない場合は BEGIN と END のみ出力されます 図 7.18 ESIPLIST の消去シーケンス 28

35 ESIPLIST で設定可能なコマンド API CFG SYS 表 7.4 NMEAコマンドのESIPLIST 設定可否 コマンド名 設定内容 設定可否 ANTIJAM アンチジャミング機能 CROUT オリジナルセンテンス出力 DATUM 測地系 DEFLS デフォルトうるう秒 EXTENDGSA GSA センテンス拡張 FIRSTFIXFILTER ファーストフィックスフィルタ FIXMASK 衛星マスク FIXPERSEC 測位更新周期 GNSS 測位衛星システム LATPROP プロパゲーション OUTPROP GNSS 未測位時に推測測位する秒数 PIN ピンニング POS 位置 N/A PPS Pulse per second RAIM RAIM RESTART/ RESTARTNOFPR 再起動要求 N/A SBASBLS 優先的にサーチする SBAS 衛星の設定 SELFEPH Self-Ephemeris TM モードの ON/OFF START 起動要求とスタートモードの設定 N/A STATIC Static モードの遷移条件 STOP/STOPNOFPR 停止要求 N/A TIME 時刻 N/A ESIPLIST ESIPLIST 作成 N/A FACTORYRESET バックアップ RAM FlashROM のバックアップ情報全消去 N/A FORMAT プロトコルフォーマットの変更 NMEAOUT 標準 NMEA 出力 SILENTSTART SILENTSTART モード移行の設定 UART1 シリアル通信ポート 1 UART2 シリアル通信ポート 2 ANTSEL アンテナ入力 BBRAM バックアップ RAM Query N/A ERRACT 異常発生時の受信機の振る舞い設定 FIXSESSION GNSS session 出力要求 N/A GPIO GPIO 出力要求 N/A RECPLAY 診断データ出力 ON/OFF N/A SELFEPH Self-Ephemeris TM 計算時間 SELFTEST セルフテスト出力要求 VERSION ソフトウェアバージョン出力要求 N/A ESIPLIST に複数の設定内容の違う 同じ種類のコマンドを書き込むことは 避けてください もし書き込んだ場合は 後に設定したコマンドの内容が反映されます 例えば $PERDCFG,NMEAOUT,GGA,1*54 (GGA センテンスを 1 測位周期で出力 ) $PERDCFG,NMEAOUT,GGA,2*57 (GGA センテンスを 2 測位周期で出力 ) の順に ESIPLIST に登録した場合 後に登録した $PERDCFG,NMEAOUT,GGA,2*57 が設定されます 29

36 ESIPLIST で設定したコマンドが実行されるタイミング 項に示したコマンドが実行されるタイミングは コマンドの種類により異なり 表 7.5 の通りです 表 7.5 コマンドの実行されるタイミング API クラス CFG クラス SYS クラス 電源 ON により測位動作ステートへ遷移 PERDAPI,START コマンドにより測位動作ステートへ遷移 N/A N/A PERDCFG,ESIPLIST,EXECUTE の送信 N/A 1. ESIPLIST に API クラスのコマンドを含まない場合 PERDCFG,ESIPLIST,EXECUTE コマンドを実行できます 2. ESIPLIST に API クラスのコマンドのみを含む場合 "EXECUTE" コマンドは使用しないようにしてください PERDCFG,ESIPLIST,EXECUTE コマンドを実行すると NACK が返る場合があります 3. ESIPLIST に API クラスと CFG,SYS クラスのコマンドが混在する場合 ESIPLIST 設定後 次回電源 ON または以下の手順 A)B) いずれかを実施することで ESIPLIST 設定内容を受信機へ反映できます A) EXECUTE コマンドを使用しない方法 項の手順に従って ESIPLIST を新規設定する 2 ESIPLIST に登録するコマンドのうち CFG クラス SYS クラスのみ送信する 3 測位動作ステートへ遷移するコマンドを送信する B) EXECUTE コマンドを使用する方法 1 ESIPLIST に登録する CFG クラス SYS クラスのコマンドを 項の手順に従い新規設定する 2 ESIPLIST,EXECUTE を実行する 3 ESIPLIST に登録する API クラスのコマンドを 項の手順に従い追加する 4 測位動作ステートへ遷移するコマンドを送信する 30

37 7.11 測位停止 図 7.19 に測位動作ステートから測位停止ステート遷移時のシーケンスについて記載します 受信機 ホスト 測位動作 $GNRMC $GNGNS $GNGST $GNGSA $GNZDA $GPGSV $PERDAPI,STOP または $PERDAPI,STOPNOFPR: 停止要求 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (STOP) $PERDSYS,FIXSESSION,OFF : 測位動作停止 測位停止 図 7.19 測位動作から測位停止ステート遷移時のシーケンス 31

38 7.12 電源 OFF 測位動作中に受信機の電源を OFF にしたとしても 再起動時に正常に動作するようになっていますので 任意のタイミングで電源を OFF にすることができます ただし バックアップデータのバックアップ RAM 領域への書き込み中に電源を OFF にした場合 バックアップデータが途中で破壊され そのバックアップデータは使えなくなる可能性があります いつバックアップ RAM 領域にバックアップデータを保存しているのかをホスト側から知ることはできません そこで任意のタイミングで電源を OFF する前に PERDAPI,STOP コマンドまたは PERDAPI,STOPNOFPR コマンドを送信して測位動作を停止することにより バックアップデータを破壊する可能性を排除することができます 特に PERDAPI,STOP コマンドを送信すると バックアップデータはバックアップ RAM 以外に FlashROM にも書き込まれます PERDAPI,STOP コマンドあるいは PERDAPI,STOPNOFPR コマンド送信後 PERDSYS,FIXSESSION,OFF センテンスを受信してから電源を OFF してください 図 7.20 に受信機の電源 OFF 時のシーケンスについて記載します 受信機 ホスト 測位動作 $GNRMC $GNGNS $GNGST $GNGSA $GNZDA $GPGSV $PERDAPI,STOP または $PERDAPI,STOPNOFPR: 停止要求 $PERDACK,PERDAPI : 入力受理 (STOP) $PERDSYS,FIXSESSION,OFF : 測位動作停止 測位停止 図 7.20 電源 OFF 時のシーケンス 電源 OFF 7.13 Flash ROM 書き換え FlashROM 書き換え手順は WinUppg を使った FlashROM 書き換え方法 ( 文書番号 :SE ) を参照ください 32

39 8 NMEA センテンスの受信について 8.1 データ受信 ホスト側受信バッファに の UART1 から受信したデータを全て保存します 8.2 センテンス切り出し 上述の 8.1 節で受信データを格納したバッファの先頭から解析していきます センテンスの切り出しのために 最初に $ を探します $ が見つかったら 次に * を探し 見つかったところで $ と * の間にあるデータ全てを使って 8 ビット毎に XOR ( 排他的論理和 ) をとり * の後に続く 1 バイト ( アスキー 2 キャラクタをバイナリの 1 バイトデータに変換 ) のチェックサムと比較します チェックサム比較の結果 - チェックサムが合えば センテンス成立と判断し データの切り分けに進みます - チェックサムが異なれば センテンス不成立として このデータを破棄します チェックサムに続く <CR>,<LF> は読み捨てます チェックサムが正常だった場合 $ 以降の 5 キャラクタを読み出します 最初の 2 バイトは TalkerID (GP,GL,GA,GN) を表します TalkerID の後の 3 キャラクタにより センテンス種類の特定を行います 出力予定のない ( 出力設定していない ) センテンスを受信した場合は センテンス出力設定のコマンドが正常に反映されていない または受信機のリスタートが発生したなどの異常が発生したことが考えられます 8.3 測位回毎のセンテンス切り出し 受信機は 1 回測位毎に出力設定したセンテンスにより測位結果を出力します 例えば RMC, GNS, GSV センテンスを測位回毎に 1 回出力する設定をしている場合 1Hz 測位では これらのセンテンスが 1 秒間に 1 回ずつ (GSV は追尾衛星数や測位に使用している衛星システムにより複数センテンスを 1 回 ) 出力されます センテンスを出力する順番は決まっており ( 項参照 ) この例の場合は RMC センテンスが最初で次に GNS センテンス 最後に GSV センテンスが出力されます 従いまして RMC センテンスから GSV センテンスを受信したところで 1 測位分のセンテンスを受信したと見なすことができます 1Hz 測位では この測位毎のセンテンス出力間隔は測位演算にかかる時間により 多少前後することはありますが 概ね 1 秒間です この間隔 ( 最初の RMC センテンスが出力されてから次の測位回の RMC センテンスが出力されるまでの時間 ) が 2 秒以上になれば ボーレートの設定が適切ではなく 測位結果の出力が間に合っていない または受信機の出力が止まってしまっているなどの異常が発生した可能性があります 8.4 センテンス毎のデータ切り出し センテンス中のデータフィールドは, により切り分けを行います センテンス種類により, の数は決まっていますので, の数を確認することにより センテンス異常を判断することができます センテンス異常の発生を検知した場合は 当該センテンスデータを破棄してください 33

40 8.5 Talker ID TalkerID の GP は GPS GL は GLONASS GA は Galileo GN はマルチ GNSS( 複数の GNSS システムを使用 ) を表します GSA センテンスと GSV センテンス以外は TalkerID に関わらず 1 回の出力につき 1 個のセンテンスしか出力されません GPS GLONASS Galileo での測位結果 またはマルチ GNSS による測位結果の違いにより 特にアプリケーション側で処理の切り分けを行うのでなければ GSA/GSV センテンス以外では TalkerID を読み捨てても構いません GSA/GSV センテンスの場合 TalkerID が示す GNSS システムとセンテンス内のデータフィールドが示す GNSS システムの種類が一致している必要があります GSA センテンスは 衛星番号と第 18 フィールドにある GNSS システム ID により GNSS システムの種類を特定できます GSV センテンスは衛星番号により GNSS システムの種類を特定できます 同一センテンスの TalkerID による GNSS センテンス種類と センテンス内のデータフィールド情報から得た GNSS センテンス種類が異なる場合は センテンス受信異常や 受信機からのセンテンス出力に抜けがあるなどの異常が発生した可能性があります このような異常が発生した場合は当該センテンスデータを破棄してください 8.6 衛星番号 8.5 節で説明しましたように GSA/GSV センテンスでは衛星番号が出力されますので TalkerID に対する衛星番号が合っているかどうかを確認することにより 異常センテンスの判断ができます 以下に が出力する際の GNSS システム毎の衛星番号を示します GPS:01~32 PRN No. と同じ SBAS:33~51 PRN No. から 87 を引いた値 QZSS:93~97 PRN No. から 100 を引いた値 GLONASS:65~96 PRN No. と同じ Galileo:01~36 PRN No. と同じ 8.7 時刻 時刻はいろいろなセンテンスのデータフィールドに含まれています 以下に時刻を含む出力センテンスの種類を示します GBS, GGA, GLL, GNS, RMC, ZDA このうち ZDA センテンスは現在時刻 ( 測位回毎のセンテンス出力開始時刻 ) を表し それ以外のセンテンスは測位時刻を表しています すなわち 例えば GNS センテンスと RMC センテンスを出力するような設定であれば 同一測位回の出力値として 両者の時刻は一致します これが一致しない場合は 異なる測位回のセンテンスを同一の測位回として受信している可能性があります もしくは センテンス受信異常や 受信機からのセンテンス出力に抜けがあった またはボーレートの設定が適切でないなどの異常が考えられます 34

41 8.8 現在時刻と測位時刻の差 ZDA センテンスで出力される現在時刻とそれ以外のセンテンスで出力される測位時刻の差は PERDAPI,LATPROP コマンドの設定により おおよその予測ができます LATPROP はデフォルトでは 800ms に設定されています これは GPS 正秒から 800ms 後の位置を計算して出力する設定です 例えば GPS 正秒が xxxx のとき RMC センテンスの時刻は xxxx と出力されます ZDA センテンスは現在時刻で xxxx01.500( 測位に使用する観測量が GPS 正秒を中心として ±500ms の範囲の合計 1 秒分 )+ 測位演算時間ですので 1Hz 測位時の測位演算にかかる時間をおよそ 150ms と仮定すると ZDA センテンスの時刻は xxxx となります これらより RMC センテンスの測位時刻と ZDA センテンスの現在時刻の差は 150ms となります 1Hz 測位時 測位演算時間が 1 秒を超えることはあり得ませんので この例での ZDA センテンスの現在時刻の最大は xxxx になります 従いまして RMC センテンスの測位時刻との最大の差は 700ms になります この時刻差をモニタすることにより 異常の検知が可能になります 上記設定例で時刻差が最大の 700ms を超える場合は 異なる測位回のセンテンスを同一の測位回として受信している可能性があります もしくは センテンス受信異常や 受信機からのセンテンス出力に抜けがあった場合 またボーレートの設定が適切でないなどの異常が考えられます LATPROP の設定により 最大の時刻差は変わります 8.9 測位ステータス が測位しているかどうかを確認するためには いくつかのセンテンスが出力する測位状態 測位モード 13 を確認します 測位状態を出力するセンテンスは以下の通りです GGA, GLL, GNS, GSA, RMC 各々のセンテンスにおいて 測位ステータスが未測位や無効になっていた場合 その測位回の測位データは使用できません 同一の測位回で センテンス毎に測位ステータスが異なる場合は 異なる測位回のセンテンスを同一の測位回として受信している可能性があります もしくは センテンス受信異常や 受信機からのセンテンス出力に抜けがあるなどの異常が考えられます 8.10 未測位でも測位が有効になるケース OUTPROP( デフォルト :10 秒 ) を 0 以外に設定している場合 で測位演算した結果は非測位でも 測位から非測位に変わってから OUTPROP 設定秒の間だけ 未測位中にも関わらず 測位ステータスが有効になります この間 測位モードは推測航法 測位状態はデータ有効になります また GSA センテンスの測位モードは 2D 測位 になりますが 使用衛星番号は NULL になります この状態で出力される測位位置は 最終測位位置を速度と方位により 経過時間分補間した位置になります 8.11 方位 方位は RMC センテンス VTG センテンス共に 真方位 で出力されています VTG センテンスの磁気方位は NULL フィールドになっています 停止時の方位は信頼性がありませんので 使用できません 無効データとして取り扱ってください 13 測位状態 測位モードの表すステータスにつきましては 本書の各センテンスの説明ページを確認してください 35

42 9 例外処理 9.1 例外動作 想定される例外動作は下記の通りです 1. リスタートの発生受信機のソフトウェア処理において 想定以上に処理時間を要し タイムオーバーが発生した場合 ウォッチドッグタイマが働き 受信機は自らリスタートします 2. MaskROM プログラムの起動 FlashROM アクセス異常が発生した場合 FlashROM のプログラムが動作せずに MaskROM に搭載されたソフトウェアが動作する場合があります MaskROM ソフトウェアが起動した場合は 起動時のバージョンメッセージが以下のように出力されます $PERDSYS,VERSION,OPUS6_ROM_ES2_64P,ENP610F R,BOOT*05 $PERDSYS,FIXSESSION,ON*52 FlashROM へのアクセスが正常に行えない原因は 以下の項目が考えられます - FlashROM デバイスの故障 - データバス / アドレスバス異常 - FlashROM 端子接触異常 - FlashROM への電源供給停止 (BB IC の故障 ) 3. 受信機からの出力センテンス異常 - センテンス抜け ( 出力要求したセンテンスのうち 出力されないものがある ) - データ抜けによるチェックサム異常 ( センテンス中 一部のデータが抜ける ) - センテンス出力間隔異常 ( 例. 1Hz 測位時に 1 秒間隔で出力されない ) - 受信機から何も出力されない これらの現象は 以下の原因により発生します - 設定されているボーレートに対して 出力可能なデータサイズを超えるセンテンス出力要求があり 測位毎のセンテンス出力が間に合わないため出力間隔に異常が発生 - 通信経路の故障により データやセンテンスに抜けが発生 - 受信機内部で無限ループが発生 4. 受信機から例外発生メッセージ出力受信機内部のソフトウェア動作で予期せぬ例外処理が発生した場合に 受信機は例外発生 ( 例外処理発生 ) を知らせる以下のようなメッセージを出力した後 自らリスタートします <CRASH PC=* SR=* EXCEPTION=xx R0=* R1=* R2=* R3=* R4=* R5=* R6=* R7=* R8=* R9=* R10=* R11=* R12=* SP=* LR=*> メッセージ中の * は例外が発生した時のレジスタの値 xx は例外の種類を示します 表 9.1 に例外処理の種類と内容の対応を示します 種類 UndefInstrException PrefetchAbort DataAbort 表 9.1 例外発生メッセージ内容実行中の命令が プロセッサや接続されているどのコプロセッサにも認識されない場合に発生アドレスが不正であったためにフェッチされなかった命令をプロセッサが実行しようとした時に発生データ転送命令によって不正なアドレスでのデータのロードまたはストアが試行された場合に発生 36

43 5. 受信条件の良い環境で測位しない C/No が 40dB-Hz 以上の衛星が常に 5 衛星以上あり 良好な状態が継続しているにも関わらず 15 分以上経っても測位できないことが想定されます 受信環境が良好で 測位できない要因として 以下のことが考えられます - バックアップのアルマナックデータに異常があり アルマナックで計算した衛星位置と取得したエフェメリスで計算した衛星位置を比較した際に大きな隔たりがあった場合 エフェメリスの取得 更新ができない 9.2 例外動作の対処法 前述の 9.1 節の例外動作を検知した際 ホスト側では以下のように対処することが考えられます 例外動作 1, 4 の対処法すでに復旧のためのリスタートがかかっていますので リスタート後 正常にセンテンスが出力されることを確認してください 正常にセンテンスが出力されていない場合は パワーオンリセットし リセット後にセンテンスが正常に出力されることを再度確認してください パワーオンリセット後も状態が改善しない場合は 受信機の故障である可能性が高いので 受信機への電源供給を停止するなどの措置を施してください なお リスタートがかかると ESIPROM に登録されている設定で動作します コマンドで受信機の設定を変更した場合 リスタートによりその変更が失われます 項記載の ESIPLIST に登録可能なコマンドを使用される場合は ESIPLIST にコマンドを登録しておくことで リスタートがかかったとしても ESIPLIST に登録したコマンドの設定で動作を再開することができます 項記載の ESIPLIST に登録可能なコマンドは 必ず ESIPLIST に登録してご使用ください 例外動作 2, 3 の対処法これらの異常を検知した場合は パワーオンリセットし リセット後正常にセンテンスが出力されることを確認してください パワーオンリセット後も状態が改善しない場合は受信機の故障である可能性が高いので 受信機への電源供給を停止するなどの措置を施してください 例外動作 5 の対処法この状態を検知した場合は まず PERDAPI,STOP コマンドまたは PERDAPI,STOPNOFPR コマンドにより 測位停止ステートに移行し その後 PERDAPI,START,SIMCOLD コマンドにより バックアップなしで測位動作を開始させてください 測位動作再開後 状態が改善しなければ 再度 PERDAPI,STOP コマンドまたは PERDAPI,STOPNOFPR コマンドにより 測位停止ステートに移行し その後 PERDCFG,FACTORYRESET コマンドにより バックアップを消去してください バックアップ消去後 パワーオンリセットにより 受信機を再起動してください 37

44 10 機能の排他性 表 10.1 に排他性のある機能を 表 10.2 に機能の排他関係を示します 多 Hz 測位時は Self-Ephemeris TM の生成速度が 1Hz 測位時と比較して遅くなります 機能名 Self-Ephemeris TM CSM LTCSM 多 Hz 測位 PPS RTCM SC-104 入力 表 10.1 排他性のある機能一覧説明受信したエフェメリスを拡張し 最長 3 日間使用可能なエフェメリスモデルを生成する機能アシストサーバから 放送中の全 GPS 衛星のエフェメリス ( 弊社独自形式 ) を受信機へダウンロードすることで 初期測位時間を大幅に短縮する機能アシストサーバから 弊社独自の技術で 有効時間を最長 1 週間まで拡張したエフェメリスモデルを受信機へダウンロードすることで 長期間に渡って 初期測位時間を大幅に短縮する機能 1 秒間に複数回 (2 Hz 5 Hz または 10 Hz) 測位する機能 UTC 時刻に同期して 1 秒毎にパルスを出力する機能 RTCM SC-104 フォーマットのメッセージを入力し ディファレンシャル測位を行う機能 表 10.2 機能の排他関係 Self-Ephemeris TM CSM LTCSM 多 Hz 測位 PPS RTCM SC-104 入力 Self-Ephemeris TM 可能 (CSM 優先 ) 不可 Self-Ephemeris 生成速度に影響 可能 可能 CSM 可能 (CSM 優先 ) 可能 (CSM 優先 ) 可能可能可能 LTCSM 不可 可能 (CSM 優先 ) 可能可能可能 多 Hz 測位 Self-Ephemeris 生成速度に影響 可能可能 可能可能 PPS 可能可能可能可能 可能 RTCM SC-104 入力 可能可能可能可能可能 38

45 11 標準 NMEA 出力 NMEA0183 Ver.4.10(2012 年 6 月制定 ) に準拠した NMEA 標準出力センテンス (GBS, GFA, GGA, GLL, GNS, GSA, GST, GSV, RMC, VTG, ZDA) を出力します デフォルトでは RMC, GNS, GST, GSA, ZDA, GSV センテンスが毎秒出力されます 各センテンスの出力周期を設定する場合は PERDCFG,NMEAOUT コマンドで行います 11.1 GBS GNSS Satellite Fault Detection このセンテンスは RAIM 機能が ON 時のみデータが出力されます OFF 時は Field 2~Field 8 はヌルになります RAIM 機能の ON/OFF は PERDAPI,RAIM コマンドで行います $--GBS, hhmmss.sss, x.x, x.x, x.x, xx, x.x, x.x, x.x, x, x *hh <CR> <LF> 9 10 Field Data type Range Description 1 hhmmss.sss to GGA または GNS 測位に基づいた UTC 時刻 hh: 時 mm: 分 ss.sss: 秒 2 x.x Null, 0.0 to 緯度方向の推定誤差 3 x.x Null, 0.0 to 経度方向の推定誤差 4 x.x Null, 0.0 to 高度の推定誤差 5 xx Null, 0 to 32 異常衛星の衛星番号 6 x.x Null, 0.05 異常衛星の誤検出確率 7 x.x Null, to 異常衛星のバイアス誤差推定値 8 x.x Null, 12.5 バイアス誤差見積もりの推定値 9 x 1,2,3 GNSS システム ID 1:GPS(SBAS QZSS を含む ) 2:GLONASS 3:Galileo 10 x 1,7 Signal ID 1:L1 C/A (GPS), G1 C/A (GLONASS) 7:L1-BC (Galileo) $GPGBS, ,4.6,4.5,5.3,0,0.05,0.0,12.5,1,1*66 $GPGBS, ,,,,,,,,1,1*5E 39

46 11.2 GFA GNSS Fix Accuracy and Integrity このセンテンスは RAIM 機能が ON 時のみデータが出力されます OFF 時は Field 2~Field 9 は出力されません RAIM 機能の ON/OFF は PERDAPI,RAIM コマンドで行います 誤差楕円および精度指標が計算できない場合は NULL が出力されます $--GFA, hhmmss.sss, x.xx, x.xx, x.x, x.x, x.x, x.x, x.x, a *hh <CR> <LF> Field Data type Range Description 1 hhmmss.sss to GGA または GNS 測位に基づいた UTC 時間 2 x.xx Null, 0.00 to 水平方向保護レベル [m] 3 x.xx Null, 0.00 to 垂直方向保護レベル [m] 4 x.x Null, 0.0 to 誤差楕円 ( 長軸 ) 5 x.x Null, 0.0 to 誤差楕円 ( 短軸 ) 6 x.x Null, 0.0 to 誤差長軸傾き 7 x.x Null, 0.0 to 精度指標標準偏差高度 8 x.x Null, 0.0 to accuracy level2 (meters) 9 a S,C,U,V Integrity ステータス S:Safe C:Caution (when integrity is not available) U:Unsafe V: 無効 (RAIM 機能 OFF) 40

47 11.3 GGA Global Positioning System Fix Data Field 13 および Field 14 は RTCM 15 で規定された補正情報を受信機に入力した場合のみ出力されます 入力しない場合は NULL フィールドが出力されます 補正情報は RTCM SC-104 Type 1,3,9 に対応しています $--GGA, hhmmss.sss, ddmm.mmmm, a, dddmmm.mmmm, a, x, xx, x.x, x.x, M, x.x, M, x.x, xxxx *hh <CR> <LF> Field Data type Range Description 1 hhmmss.sss to UTC 時刻 hh: 時 mm: 分 ss.sss: 秒 2 ddmm.mmmm to 緯度 dd: 度 mm.mmmm: 分 3 a N,S "N"( 北緯 ) または "S"( 南緯 ) 4 dddmm.mmmm to 経度 ddd: 度 mm.mmmm: 分 5 a E,W "E"( 東経 ) または "W"( 西経 ) 6 x 0,1,2,6 測位状態 0: 未測位 1: 単独測位 16 2: ディファレンシャル測位 6: 推測測位 7 xx 00 to 12 測位使用衛星数 (GPS SBAS QZSS) 8 x.x Null, 0.0 to 50.0 HDOP 9 x.x - 海抜高度 [m] 10 M M 海抜高度の単位 ( メートル ) 11 x.x - ジオイド高 [m] 12 M M ジオイド高の単位 ( メートル ) 13 x.x Null, 0.0 to DGPS データの時間 14 xxxx Null, 0 to 1023 DGPS ステーション識別番号 $GPGGA, , ,N, ,E,1,11,0.8,24.0,M,36.7,M,,*66 15 RTCM は Radio Technical Commission for Maritime Service の略称です 16 SBAS により 3 衛星以上の GNSS 衛星がディファレンシャル補正されている場合に ディファレンシャル測位になりま す 41

48 11.4 GLL Geographic Position - Latitude/Longitude $--GLL, ddmm.mmmm, a, dddmm.mmmm, a, hhmmss.sss, a, a *hh <CR> <LF> Field Data type Range Description 1 ddmm.mmmm to 緯度 dd: 度 mm.mmmm: 分 2 a N,S "N"( 北緯 ) または "S"( 南緯 ) 3 dddmm.mmmm to 経度 ddd: 度 mm.mmmm: 分 4 a E,W "E"( 東経 ) または "W"( 西経 ) 5 hhmmss.sss to UTC 時刻 hh: 時 mm: 分 ss.sss: 秒 測位状態 6 a A,V A: データ有効 V: データ無効 7 a A,D,E,N 測位モード表示 A: 単独測位 17 D: ディファレンシャル測位 E: 推測測位 N: データ無効 $GPGLL, ,N, ,E, ,A,A*5F 17 SBAS により 3 衛星以上の GNSS 衛星がディファレンシャル補正されている場合に ディファレンシャル測位になりま す 42

49 11.5 GNS GNSS Fix Data Field 11 および Field 12 は RTCM で規定された補正情報を受信機に入力した場合のみ出力されます 入力しない場合は NULL フィールドが出力されます 補正情報は RTCM SC-104 Type 1,3,9 に対応しています Field 13 は RAIM 機能 OFF 時は V が出力されます RAIM 機能 ON 時は 衛星の状態により S C U のいずれかが出力されます $--GNS, hhmmss.sss, ddmm.mmmm, a, dddmmm.mmmm, a, c--c, xx, x.x, x.x, x.x, x.x, xxxx, x *hh <CR> <LF> Field Data type Range Description 1 hhmmss.sss to UTC 時刻 hh: 時 mm: 分 ss.sss: 秒 2 ddmm.mmmm to 緯度 dd: 度 mm.mmmm: 分 3 a N,S "N"( 北緯 ) または "S"( 南緯 ) 4 dddmm.mmmm to 経度 ddd: 度 mm.mmmm: 分 5 a E,W "E"( 東経 ) または "W"( 西経 ) 6 c-c A,D,E,N 各衛星システムの測位状態 ( 左から GPS GLONASS Galileo) A: 単独測位 18 D: ディファレンシャル測位 E: 推測測位 N: データ無効 7 xx 00 to 24 測位使用衛星数 8 x.x Null, 0.0 to 50.0 HDOP 9 x.x - 海抜高度 [m] 10 x.x - ジオイド高 [m] 11 x.x Null, 0.0 to DGPS データの時間 12 xxxx Null, 0 to 1023 DGPS ステーション識別番号 13 x S,C,U,V ナビゲーション状態 S:Safe C:Caution U:Unsafe V: 無効 (RAIM 機能 OFF) $GNGNS, , ,N, ,E,DDN,20,0.5,36.8,36.7,,,V*6A 18 SBAS により 3 衛星以上の GNSS 衛星がディファレンシャル補正されている場合に ディファレンシャル測位になりま す 43

50 11.6 GSA GPS DOP and Active Satellites 複数の衛星システムを使用する場合 ( GPS(SBAS QZSS を含む ) と GLONASS を使用 ) は 複数行に分けて出力されます デフォルト状態 :GSA センテンスで出力する使用衛星数 12 $--GSA, a, a, xx, xx, xx,, xx, x.x, x.x, x.x, h *hh <CR> <LF> Field Data type Range Description 1 a M,A 動作モード M:2D または 3D 固定モード A:2D/3D 自動切換モード 2 a 1,2,3 測位モード 1: 未測位 2:2D 測位 3:3D 測位 3-14 xx - 使用衛星番号 ( 衛星がない場合はヌル ) 15 x.x Null, 0 to 50.0 PDOP( 測位していない場合はヌル ) 16 x.x Null, 0 to 50.0 HDOP( 測位していない場合はヌル ) 17 x.x Null, 0 to 50.0 VDOP( 測位していない場合はヌル ) 18 x 1,2,3 GNSS システム ID 1:GPS(SBAS QZSS を含む ) 2:GLONASS 3:Galileo $GNGSA,A,3,24,29,15,21,20,14,12,25,18,42,41,93,,,,,1.0,0.5,0.8,1*34 上記の書式はデフォルト (" 使用衛星番号 " で表示する衛星数は 12 衛星 ) の場合です Field3 以降は PERDAPI,EXTENDGSA コマンドにより拡張できます 以下は " 使用衛星番号 " で表示する衛星数を 16 衛星にした場合の書式です (PERDAPI,EXTENDGSA コマンドで " 使用衛星番号 " で表示する衛星数を 16 に設定した場合 ) $--GSA, a, a, xx, xx, xx,, xx, x.x, x.x, x.x, h *hh <CR> <LF> Field 3-18: 使用衛星番号 Field 19:PDOP Field 20:HDOP Field 21:VDOP Field 22:GNSS システム ID 44

51 11.7 GST GNSS Pseudo Range Error Statistics $--GST, hhmmss.sss, x.xx, x.xx, x.xx, x.xx, x.xx, x.xx, x.xx *hh <CR> <LF> Field Data type Range Description 1 hhmmss.sss to GGA または GNS 測位に基づいた UTC 時刻 hh: 時 mm: 分 ss.sss: 秒 2 x.xx Null 19, 精度指標 RMS 0.00 to 擬似距離残差のバラつき具合の標準偏差 [m] 3 x.xx Null 19, 0.00 to 誤差楕円 ( 長軸 ) [m] 4 x.xx Null 19, 0.00 to 誤差楕円 ( 短軸 ) [m] 5 x.xx Null 19, 0.00 to 誤差長軸傾き [ 度 ] 6 x.xx Null 19, 0.00 to 精度指標標準偏差緯度 [m] 7 x.xx Null 19, 0.00 to 精度指標標準偏差経度 [m] 8 x.xx Null 19, 0.00 to 精度指標標準偏差高度 [m] $GNGST, ,12.42,1.19,0.81,22.50,0.78,1.02,1.28*4E $GNGST, ,,,,,,,*50 19 誤差楕円および精度指標が計算できない場合はヌルが出力されます 45

52 11.8 GSV Satellites in View 本センテンスが 1 回の出力で表示できる衛星の最大数は 4 個です それ以上は 2 番目以降のメッセージで出力されます 衛星データの中で確定していない項目がある場合は そのフィールドはヌルとなります 衛星システムの衛星情報は GPS(SBAS QZSS 含む ) は GPGSV GLONASS は GLGSV Galileo は GAGSV で出力されます 複数の衛星システムの衛星情報がある場合 GSV は衛星システム毎に GPGSV GLGSV GAGSV の順で出力されます GPS SBAS QZSS の情報がある場合 GPGSV は GPS SBAS QZSS の順に衛星データが出力されます 衛星情報は 衛星位置が算出される前は衛星番号順に 衛星位置算出後は仰角の高い順に出力されます ただし SBAS と QZSS はサーチや追尾状況に依存するため その限りではありません 未測位中 測位演算が収束するまで受信機内部で基準位置を動かします その過程で仰角が負数を示すことがあります SBAS 衛星捕捉時あるいは追尾開始時など 仰角と方位角が計算できない場合 仰角 0 度 方位角 0 度として出力する場合があります $--GSV, x, x, xx, xx, xx, xxx, xx, xx, xx, xxx, xx, xx, xx, xxx, xx, xx, xx, xxx, xx, h *hh <CR> <LF> Field Data type Range Description 1 x 1 to 4 20 メッセージの総数 2 x 1 to 4 メッセージの番号 3 xx 00 to 16 視野内衛星数 4 xx 01 to 個目の衛星番号 5 xx to 89 1 個目の衛星の仰角 [ 度 ] 6 xxx 000 to 個目の衛星の方位角 [ 度 ] 7 xx 00 to 69 1 個目の衛星の CN 0 [db-hz] 個目の衛星情報 ( 内容は Field 4~7 と同じ ) 個目の衛星情報 ( 内容は Field 4~7 と同じ ) 個目の衛星情報 ( 内容は Field 4~7 と同じ ) 20 h 1 Signal ID 1:L1 C/A (GPS), G1 C/A (GLONASS) 7:L1-BC (Galileo) $GPGSV,3,1,11,17,66,333,53,20,57,055,51,28,46,217,50,04,33,278,46,1*63 $GPGSV,3,2,11,32,28,045,45,01,26,062,45,23,24,117,47,11,14,083,41,1*66 $GPGSV,3,3,11,13,10,149,40,50,00,000,46,93,84,353,51,,,,,1*5F 20 TalkerID により出力できる最大メッセージ数は異なります 21 GPGSV:4 GLGSV:3 GAGSV:2 各衛星システムの衛星番号は 以下の通り表示します GPS:01~32 PRN No. と同じ SBAS:33~51 PRN No. から 87 を引いた値 QZSS:93~97 PRN No. から 100 を引いた値 GLONASS:65~96 PRN No. と同じ Galileo:01~36 PRN No. と同じ 46

53 11.9 RMC Recommended Minimum Navigation Information $--RMC, hhmmss.sss, a, ddmm.mmmm, a, dddmm.mmmm, a, x.xx, x.xx, ddmmyy, x.x, a, a, a *hh <CR> <LF> Field Data type Range Description 1 hhmmss.sss to UTC 時刻 hh: 時 mm: 分 ss.sss: 秒 ステータス 2 a A,V A: データ有効 V: データ無効 3 ddmm.mmmm to 緯度 dd: 度 mm.mmmm: 分 4 a N,S "N"( 北緯 ) または "S"( 南緯 ) 5 dddmm.mmmm to 経度 ddd: 度 mm.mmmm: 分 6 a E,W "E"( 東経 ) または "W"( 西経 ) 7 x.xx - 速度 [knot] 8 x.xx 0.00 to 真方位 [ 度 ] 9 ddmmyy dd: 01 to 31 mm: 01 to 12 yy: 00 to 99 年月日 dd: 日 mm: 月 yy: 年の末尾 2 桁 10 x.x Null 非対応 11 a Null 非対応 12 a A,D,E,N 測位モード表示 A: 単独測位 22 D: ディファレンシャル測位 E: 推測測位 N: データ無効 13 a S,C,U,V ナビゲーション状態 S:Safe C:Caution U:Unsafe V: 無効 (RAIM 機能 OFF) $GNRMC, ,A, ,N, ,E,0.01,353.80,230812,,,D,V*0A 受信機が更新可能な時刻の範囲は バックアップデータの有無によって 下表の通りとなります バックアップ有効時のシステム上限値は 衛星から取得したうるう秒によって変わります うるう秒未取得時のデフォルトうるう秒は 18 秒です バックアップの状態更新可能な時刻の上限バックアップ無効時 2034 年 8 月 20 日 23:59:41( うるう秒 18 秒 ) バックアップ有効時 2099 年 12 月 31 日 23:59:59 バックアップ有効時 (Galileo only) 2078 年 2 月 19 日 23:59:59 22 SBAS により 3 衛星以上の GNSS 衛星がディファレンシャル補正されている場合に ディファレンシャル測位になりま す 47

54 11.10 VTG Course Over Ground & Ground Speed $--VTG, x.x, T, x.x, M, x.xx, N, x.xx, K, a *hh <CR> <LF> Field Data type Range Description 1 x.x 0.00 to 真方位 [ 度 ] 2 T T 真方位を示す 3 x.x Null 非対応 4 M M "M" 固定 5 x.xx - 速度 [knot] 6 N N ノットを示す 7 x.xx - 速度 [km/h] 8 K K 時速を示す 9 a A,D,E,N 測位モード表示 A: 単独測位 23 D: ディファレンシャル測位 E: 推測測位 N: データ無効 $GPVTG,156.27,T,,M,0.00,N,0.01,K,A*3B ZDA Time & Date $--ZDA, hhmmss.sss, xx, xx, xxxx, xx, xx *hh <CR> <LF> Field Data type Range Description 1 hhmmss.sss to UTC 時刻 hh: 時 mm: 分 ss.sss: 秒 2 xx 01 to 31 UTC 日 3 xx 01 to 12 UTC 月 4 xxxx to 2099 UTC 年 5 xx Null 非対応 6 xx Null 非対応 $GNZDA, ,23,08,2015,,*4F 受信機が更新可能な時刻の範囲は バックアップデータの有無によって 下表の通りとなります バックアップ有効時のシステム上限値は 衛星から取得したうるう秒によって変わります うるう秒未取得時のデフォルトうるう秒は 18 秒です バックアップの状態更新可能な時刻の上限バックアップ無効時 2034 年 8 月 20 日 23:59:41( うるう秒 18 秒 ) バックアップ有効時 2099 年 12 月 31 日 23:59:59 バックアップ有効時 (Galileo only) 2078 年 2 月 19 日 23:59:59 23 SBAS により 3 衛星以上の GNSS 衛星がディファレンシャル補正されている場合に ディファレンシャル測位になりま す 48

55 12 専用 NMEA 入力 本受信機のプロトコル専用の入力コマンドです 有効な受信コマンドのみ受信します コマンドを受信した場合は PERDACK センテンスを返します 12.1 API eride GNSS Core Library Interface ANTIJAM アンチジャミング機能の設定 アンチジャミング機能を設定します 動作モード GP は GPS の周波数帯 ( 以下 GPS 帯域 ) に存在する妨害波を優先して除去するモードで GPS 帯域の妨害波に最大 8 本のノッチフィルタを割り当てます GPS 帯域の妨害波が 8 波未満の場合 残りのノッチフィルタを GLONASS の周波数帯 ( 以下 GLONASS 帯域 ) の妨害波除去に割り当てます GL は 同様のロジックで GLONASS 帯域の妨害波を優先して除去します 動作モードを USER にした場合 "notch" で設定した値が GPS 帯域に存在する妨害波に割り当てるノッチフィルタの最大数 (n) となり GLONASS 帯域に存在する妨害波に割り当てるノッチフィルタの最大本数は 8 設定数 (n) となります $PERDAPI, ANTIJAM, mode [, notch ] *hh <CR> <LF> Field Data type Range Default Description 1 ANTIJAM - - コマンド名 2 mode GP,GL,USER GP 動作モード GP:GPS 周波数帯 (1.575GHz 帯 ) 優先 GL:GLONASS 周波数帯 (1.602GHz 帯 ) 優先 USER: ユーザ設定 3 notch 0 to GHz 帯のノッチフィルタ数 $PERDAPI,ANTIJAM,GP*18 $PERDAPI,ANTIJAM,USER,6*04 49

56 CROUT オリジナルセンテンス出力許可 受信機の評価用に使用するための古野オリジナルセンテンスの出力を設定します PERDCRx(x はオリジナルセンテンスの種類 ) というフォーマットで出力されます オリジナルセンテンスは標準 NMEA センテンス出力後に出力されます 各オリジナルセンテンスの出力順 および更新周期は表 12.1 の通りです 表 12.1 オリジナルセンテンス出力順序出力順オリジナルセンテンスサブセンテンス出力周期 前 PERDCRE GP, GL, GA データ更新時に出力 PERDCRF GxANC 24 GxACC 測位更新周期 PERDCRL GPS, GLO データ更新時に出力 PERDCRP - 25 測位更新周期 後 PERDCRQ - 2 秒 $PERDAPI, CROUT, codes [, off ] *hh <CR> <LF> Field Data type Range Default Description 1 CROUT - - コマンド名出力するオリジナルセンテンスの種類 E,F,L,P,Q 2 codes ALLOFF 複数のセンテンスを設定可能 ALLOFF ALLOFF: 全てのオリジナルセンテンスの出力を停止 3 off 0 - Field 2 で設定したオリジナルセンテンスの出力を停止 $PERDAPI,CROUT,E*41 $PERDAPI,CROUT,E,0*5D $PERDAPI,CROUT,ALLOFF*0A 24 "x" は衛星システムを表します (P:GPS L:GLONASS A:Galileo Q:QZSS S:SBAS) 25 初期測位前は 1Hz で出力します 50

57 DATUM 測地系の設定 測地系を設定します $PERDAPI, DATUM, nnn 1 2 *hh <CR> <LF> Field Data type Range Default Description 1 DATUM - - コマンド名 2 nnn 001, 測地系 001:WGS : 日本測地系 (Tokyo Datum) $PERDAPI,DATUM,001*23 $PERDAPI,DATUM,172* DEFLS デフォルトうるう秒の設定 出力要求 デフォルトうるう秒を設定します このコマンドは測位停止ステートで入力してください 測位動作ステートでは入力しないでください このコマンドで入力されたデフォルトうるう秒は BBRAM には保存されません $PERDAPI, DEFLS, sec 1 2 *hh <CR> <LF> Field Data type Range Default Description 1 DEFLS - - コマンド名 2 sec 0 to 32, デフォルトうるう秒 18 QUERY QUERY: 現在設定されているデフォルトうるう秒の出力要求 $PERDAPI,DEFLS,18*0A $PERDAPI,DEFLS,QUERY*49 51

58 EXTENDGSA GSA センテンスフィールド拡張 GSA センテンスのフィールドを拡張します 12 衛星より多くの衛星情報を GSA センテンスに表示する際に使用します NMEA の基準では GSA センテンスに表示する衛星数は 12 衛星です 12 衛星より多くの衛星を表示させることは NMEA の基準に準拠していません $PERDAPI, EXTENDGSA, num *hh <CR> <LF> 1 2 Field Data type Range Default Description 1 EXTENDGSA - - コマンド名 2 num 12 to GSA センテンスに表示する衛星数 $PERDAPI,EXTENDGSA,14*0D FIRSTFIXFILTER ファーストフィックスフィルタの設定 ファーストフィックス時のフィルタのレベルを設定します ファーストフィックス時の測位時間と測位位置精度はトレードオフの関係になっています ファーストフィックスまでの時間は STRONG が一番遅く MEDIUM OFF の順に早くなります ファーストフィックス時の測位位置精度は OFF が一番低く MEDIUM STRONG の順に高くなります $PERDAPI, FIRSTFIXFILTER, level *hh <CR> <LF> 1 2 Field Data type Range Default Description 1 FIRSTFIXFILTER - - コマンド名 2 level STRONG, MEDIUM, OFF MEDIUM ファーストフィックス時のフィルタのレベル $PERDAPI,FIRSTFIXFILTER,STRONG*45 $PERDAPI,FIRSTFIXFILTER,MEDIUM*4B $PERDAPI,FIRSTFIXFILTER,OFF*19 52