UBX 协议报文整理

UBX 协议报文整理

UBX 协议的报文格式如下：

帧头(2-byte)	CLASS ID MESSAGE ID(2-byte)	消息长度(2-byte)	PAYLOAD	校验和(2-byte)

• 帧头: 由两个字节组成，即0xB5 0x62
• 帧头之后是一个字节的 CLASS ID 和 MESSAGE ID 信息组成
• 消息长度： 由两个字节组成，表示后面发送的 PAYLOAD 消息长度，字节序为低字节序
• PAYLOAD： 输出的 GPS 信息
• 校验位： 两个字节的校验，CK_A, CK_B

在 GVINS 项目中接收 gps 信息所用的主要是一下四种 UBX 协议，即 UBX-RXM-SFRBX(0x02 0x13)、UBX-RXM-RAWX (0x02 0x15)、UBX-NAV-PVT (0x01 0x07)、UBX-TIM-TP (0x0D 0x01)。四种报文信息如下：

报文名称	帧头(2-byte)	CLASS ID MESSAGE ID(2-byte)	消息长度(2-byte)	PAYLOAD	校验和(2-byte)
UBX-RXM-SFRBX	0xB5 0x62	0x02 0x13	8 + 4*numWords		CK_A CK_B
UBX-RXM-RAWX	0xB5 0x62	0x02 0x15	16 + 32*numMeas		CK_A CK_B
UBX-NAV-PVT	0xB5 0x62	0x01 0x07	92		CK_A CK_B
UBX-TIM-TP	0xB5 0x62	0x0D 0x01	16		CK_A CK_B

UBX-RXM-SFRBX(0x02 0x13)

该消息报告的是从单个信号中解码出广播导航数据的完整子帧。 每条消息中报告的数据字数取决于信号的性质。
具体的 Payload 信息如下表格：

Byte Offset	Number Format	Scaling	Name	Unit	Description
0	U1	-	gnssId	-	GNSS identifier
1	U1	-	svId	-	Satellite identifier
2	U1	-	reserved1	-
3	U1	-	freqID	-	Only used for GLONASS: This is the frequency slot + 7 (range from 0 to 13)
4	U1	-	numWords	-	The number of data words contained in this message (0…16)
5	U1	-	reserved2	-
6	U1	-	version	-	Message version (0x01 for this version)
7	U1	-	reserved3	-
8 + 4 * N	U4	-	dwrd	-	The data words

UBX-RXM-RAWX(0x02 0x15)

此消息包含能够生成 RINEX 3 所需的信息多 GNSS 观测文件，当信号被同步后，该消息包含伪距、多普勒、载波相位、锁相和 GNSS 卫星的信号质量信息。
具体的 Payload 信息如下表格：

Byte Offset	Number Format	Scaling	Name	Unit	Description
0	R8	-	rcvTow	s	接收器本地时间中的每周测量时间与 GPS 时间系统大致对齐。 接收器的本地周时间、周数和闰秒信息可用于将时间转换为其他时间系统。 有关时间系统差异的更多信息，请参见 RINEX 3 格式文档。 对于在 GLONASS only 模式下运行的接收器，无论 GPS 闰秒是否有效，都可以通过从 GPS 时间中减去闰秒字段来确定 UTC 时间。
8	U2	-	week	weeks	接收器当地时间中的 GPS 周数
10	I1	-	leapS	s	GPS 闰秒 (GPS-UTC)。 该字段表示接收器对闰秒偏移量的最佳了解。 recStat 位域中给出了一个标志，以指示闰秒是否已知。
11	U1	-	numMeas	-	要遵循的测量次数
12	X1	-	recStat	-	接收器跟踪状态位域
13	U1[3]	-	reserved1	-
16 + 32 * N	R8	-	prMes	m	伪距离测量 [m]。 GLONASS 频率间信道延迟通过内部校准表进行补偿。
24 + 32 * N	R8	-	cpMes	cycles	载波相位测量[周期]。 使用近似值初始化载波相位初始模糊度，使相位幅度接近伪距测量值。 根据 RINEX 规范，时钟复位适用于相位和代码测量。
32 + 32 * N	R4	-	doMes	Hz	多普勒测量值
36 + 32 * N	U1	-	gnssId	-	GNSS 标识符
37 + 32 * N	U1	-	svId	-	卫星标识符
38 + 32 * N	U1	-	reserved2	-
39 + 32 * N	U1	-	freqId	-	Only used for GLONASS: This is the frequency slot + 7 (range from 0 to 13)
40 + 32 * N	U2	-	locktime	ms	Carrier phase locktime counter (maximum 64500ms)
42 + 32 * N	U1	-	cno	dBHz	Carrier-to-noise density ratio (signal strength) [dB-Hz]
43 + 32 * N	X1	$0.01\ast 2^n$	prStdev	Hz	Estimated pseudorange measurement standard deviation
44 + 32 * N	X1	0.004	cpStdev	cycles	Estimated carrier phase measurement standard deviation (note a raw value of 0x0F indicates the value is invalid)
45 + 32 * N	X1	$0.002\ast 2^n$	doStdev	Hz	Estimated Doppler measurement standard deviation.
46 + 32 * N	X1	-	trkStat	-	Tracking status bitfield
47 + 32 * N	U1	-	reserved3	-	Reserved(保留字段)

UBX-NAV-PVT (0x01 0x07)

该消息结合了位置、速度和时间解决方案，包括精度数字。
具体的 Payload 信息如下表格：

Byte Offset	Number Format	Scaling	Name	Unit	Description
0	U4	-	iTow	ms	GPS 时间信息
4	U2	-	year	y	年份信息(UTC)
6	U1	-	month	month	月份信息,1-12,(UTC)
7	U1	-	day	d	每一月的天数,1-31(UTC)
8	U1	-	hour	h	时,0-23(UTC)
9	U1	-	min	min	分钟,0-59(UTC)
10	U1	-	sec	s	秒,0-60(UTC)
11	X1	-	valid	-	有效性标志
12	U4	-	tAcc	ns	时间精度估计
16	I4	-	nano	ns	Fraction of second, range -1e9 … 1e9 (UTC)
20	U1	-	fixType	-	GNSSfix Type: 0:no fix 1:dead reckoning only 2: 2D-fix 3: 3D-fix 4: GNSS + dead reckoning combined 5: time only fix
21	X1	-	flags	-	Fix status flags
22	X1	-	flags2	-	Additional flags
23	U1	-	numSV	-	导航解决方案中使用的卫星数量
24	I4	1e-7	log	deg	Longitude(经度)
28	I4	1e-7	lat	deg	Latitude(纬度)
32	I4	-	height	mm	椭球以上的高度
36	I4	-	hMSL	mm	高于平均海平面的高度
40	U4	-	hAcc	mm	水平精度估计
44	U4	-	cAcc	mm	垂直精度估计
48	I4	-	velN	mm/s	NED 向北速度
52	I4	-	velE	mm/s	NED 向东速度
56	I4	-	velD	mm/s	NED 下降速度
60	I4	-	gSpeed	mm/s	地速(2-D)
64	I4	1e-5	headMot	deg	Heading of motion (2-D)
68	U4	-	headAcc	mm/s	速度精度估计
72	U4	1e-5	headAcc	deg	Heading accuracy estimate
76	U2	0.01	pDOP	-	Position DOP
78	X2	-	flags3	-	Additional flags(附加标志)
80	U1[4]	-	reserved1	-
84	I4	1e-5	headVeh	deg	车辆航向(二维)，仅当设置 headVehValid 时才有效，否则输出置为运动航向
88	I2	1e-2	magDec	deg	磁偏角。仅支持 ADR 4.10 及更高版本。
90	U2	1e-2	magAcc	deg	磁偏角精度。仅支持　ADR 4.10 及更高版本支持。

UBX-TIM-TP (0x0D 0x01)

该消息包含关于在 TIMEPULSE0 输出处的下一个脉冲的时序信息。 使用此消息时的推荐配置是将测量速率 (UBX-CFG-RATE) 和时间脉冲频率 (UBX-CFG-TP5) 都设置为 1 Hz。
具体的 Payload 信息如下表格：

Byte Offset	Number Format	Scaling	Name	Unit	Description
0	U4	-	towMS	ms	依据时基的时间脉冲时间
4	U4	$2^{-32}$	towSubMS	ms	towMS 的亚毫秒
8	I4	-	qErr	ps	时间脉冲量化误差
12	U2	-	week	weeks	根据时基的时间脉冲周数
14	X1	-	flags	-	标志
15	X1	-	refInfo	-	时间参考信息