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Ntrip通訊協(xié)議1.0

1什么是Ntrip？

CORS（Continuously Operating Reference Stations）就是網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)。用戶訪問(wèn)CORS后，不用單獨(dú)架設(shè)GPS基準(zhǔn)站，即可實(shí)現(xiàn)GPS流動(dòng)站的差分定位。

訪問(wèn)CORS系統(tǒng)，就需要網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。NTRIP（ Networked Transport of RTCM via Internet Protocol）是CORS系統(tǒng)的通訊協(xié)議之一。

2系統(tǒng)組成

使用NTRIP通訊協(xié)議的CORS系統(tǒng)，其組成請(qǐng)參考下圖

圖1 Ntrip系統(tǒng)組成

NtripSource用來(lái)產(chǎn)生GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)，并把差分?jǐn)?shù)據(jù)提交給NtripServer

NtripServer負(fù)責(zé)把GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)提交給NtripCaster

NtripCaster差分?jǐn)?shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)接收、發(fā)送GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)

NtripClient登錄NtripCaster后，NtripCaster把GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給它

NtripSource和NtripServer一般已經(jīng)集成到一臺(tái)GPS基準(zhǔn)站內(nèi)，GPS基準(zhǔn)站產(chǎn)生差分?jǐn)?shù)據(jù)（扮演著NtripSource的角色），然后再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給NtripCaster（扮演著NtripServer的角色）

NtripSource和NtripServer也可以分開(kāi)：GPS基準(zhǔn)站產(chǎn)生差分?jǐn)?shù)據(jù)，然后通過(guò)串口發(fā)送給一個(gè)程序，這個(gè)程序再把差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給NtripCaster。這里GPS基準(zhǔn)站扮演著NtripSource的角色，程序扮演著NtripServer的角色。

NtripCaster一般就是一臺(tái)固定IP地址的服務(wù)器，它負(fù)責(zé)接收、發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)。給NtripClient發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)有兩種方案：一是直接轉(zhuǎn)發(fā)NtripSource產(chǎn)生的差分?jǐn)?shù)據(jù)；二是通過(guò)解算多個(gè)NtripSource的差分?jǐn)?shù)據(jù)，為NtripClient產(chǎn)生一個(gè)虛擬的基準(zhǔn)站（即VRS）。

NtripClient一般就是GPS流動(dòng)站。登錄NtripCaster后，發(fā)送自身的坐標(biāo)給NtripCaster。NtripCaster選擇或產(chǎn)生差分?jǐn)?shù)據(jù)，然后發(fā)送給NtripClient。這樣GPS流動(dòng)站即可實(shí)現(xiàn)高精度的差分定位。

3 NtripServer

NtripServer訪問(wèn)NtripCaster的步驟

1、與NtripCaster建立TCP連接；

2、給NtripCaster發(fā)送如下數(shù)據(jù)（↙表示 即0DH和0AH）：

SOURCE letmein /Mountpoint↙

Source-Agent: NTRIP NtripServerCMD/1.0↙

↙

上面的Mountpoint是掛載點(diǎn)名稱，注意它前面的/不能省略。NtripServer可能有多個(gè)，掛載點(diǎn)用來(lái)區(qū)分它們。

上面的letmein是此掛載點(diǎn)對(duì)應(yīng)的密碼。沒(méi)有密碼，隨便一個(gè)程序都能連上掛載點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)就很容易受到惡意攻擊。

"Source-Agent: NTRIP NtripServerCMD/1.0"這一行不是必需的。它說(shuō)明了NtripServer的軟件名稱和版本號(hào)。這里的軟件名稱為NtripServerCMD，版本號(hào)為1.0。

3、NtripCaster給NtripServer的回復(fù)

掛載點(diǎn)、密碼均有效，返回：

ICY 200 OK↙

掛載點(diǎn)或密碼無(wú)效，返回：

ERROR - Bad Password↙

4、NtripServer給NtripCaster發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)

NtripCaster回復(fù)ICY 200 OK后，NtripServer就可以給NtripCaster發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)了。

4 NtripClient

NtripClient訪問(wèn)NtripCaster，一般有兩個(gè)目的：獲取源列表、獲取差分?jǐn)?shù)據(jù)。下面分別進(jìn)行介紹。

4.1獲取源列表

多個(gè)NtripServer給NtripCaster發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，這樣NtripCaster獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)就有多個(gè)。NtripClient在獲取差分?jǐn)?shù)據(jù)之前，需要知道差分?jǐn)?shù)據(jù)有幾個(gè)？分別是什么格式的？……這就需要獲取源列表，獲取步驟如下：

1、與NtripCaster建立TCP連接；

2、給NtripCaster發(fā)送如下數(shù)據(jù)：

GET / HTTP/1.0↙

User-Agent: NTRIP GNSSInternetRadio/1.4.10↙

Accept: */*↙

Connection: close↙

↙

"User-Agent: NTRIP GNSSInternetRadio/1.4.10"說(shuō)明了NtripClient的軟件名稱和版本號(hào)。這里的軟件名稱為GNSSInternetRadio，版本號(hào)為1.4.10。

3、NtripCaster將返回如下數(shù)據(jù)，然后自動(dòng)斷開(kāi)TCP連接

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↙

源列表數(shù)據(jù)以SOURCETABLE開(kāi)頭，以ENDSOURCETABLE結(jié)尾。

200 OK表示一切正常。

"Server: NTRIP Trimble NTRIP Caster"是對(duì)NtripCaster軟件的說(shuō)明。

"Date: 02/Jun/2010:14:13:32 UTC"表示當(dāng)前時(shí)刻。其格式并不固定，如：

Date: Sun, 01 May 2016 08:40:39中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間↙

以下內(nèi)容就是源列表數(shù)據(jù)。"Content-Length: 441"表示源列表數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)為441，含每行結(jié)尾的 。

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;;↙

源列表數(shù)據(jù)中，一行表示一個(gè)掛載點(diǎn)。每行以分號(hào)分隔，其含義請(qǐng)見(jiàn)下表

序號(hào)

示例

說(shuō)明

1

STR

類型STR/CAS/NET，這里只對(duì)STR進(jìn)行說(shuō)明

2

RTCM23

掛載點(diǎn)（Mountpoint）

3

RTCM23

identifier

4

RTCM 2.3

差分?jǐn)?shù)據(jù)格式

5

1(1),3(10)

數(shù)據(jù)1（1秒輸出一次）；數(shù)據(jù)3（10秒輸出一次）

6

2

載波相位數(shù)據(jù)0—無(wú)1—單頻2—雙頻

7

GPS

導(dǎo)航系統(tǒng)，如：GPS、GPS+GLO、EGNOS

8

SGNET

網(wǎng)絡(luò)

9

CHN

國(guó)家

10

31

緯度

11

121

經(jīng)度

12

1

是否需要發(fā)送NMEA。0—不需要1—需要

13

1

基站類型：0—單基站1—網(wǎng)絡(luò)

14

SGCAN

產(chǎn)生此數(shù)據(jù)流的軟件名稱

15

None

壓縮算法

16

B

訪問(wèn)保護(hù)N—None B—Basic

D—Digest

17

N

Y/N

18

0

比特率

19

上文提到，NtripCaster給NtripClient發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)分兩種情況：

1、直接轉(zhuǎn)發(fā)NtripSource產(chǎn)生的差分?jǐn)?shù)據(jù)。在這種情況下，NtripClient只要指定掛載點(diǎn)即可；

2、通過(guò)解算多個(gè)NtripSource的差分?jǐn)?shù)據(jù)，為NtripClient產(chǎn)生一個(gè)虛擬的基準(zhǔn)站。在這種情況下，NtripClient不僅要指定掛載點(diǎn)，還要發(fā)送自身的坐標(biāo)給NtripCaster，NtripCaster根據(jù)這個(gè)坐標(biāo)才能產(chǎn)生虛擬基準(zhǔn)站。

NtripClient給NtripCaster發(fā)送自身坐標(biāo)，用到的就是NMEA里的GGA數(shù)據(jù)。上表的第12個(gè)數(shù)據(jù)說(shuō)明了是否需要給NtripCaster發(fā)送GGA數(shù)據(jù)，0表示不需要，1表示需要。

4.2獲取差分?jǐn)?shù)據(jù)

NtripClient獲取差分?jǐn)?shù)據(jù)的過(guò)程如下：

1、與NtripCaster建立TCP連接；

2、給NtripCaster發(fā)送如下命令

GET /RTCM23HTTP/1.0↙

User-Agent: NTRIP GNSSInternetRadio/1.4.10↙

Accept: */*↙

Connection: close↙

Authorization: BasicVXNlcjpQd2Q=↙

↙

上面的RTCM23是掛載點(diǎn)名稱。

VXNlcjpQd2Q=是用戶名、密碼的Base64編碼，解碼后就是User:Pwd。也就是說(shuō)用戶名為User、密碼為Pwd，它們之間以冒號(hào)分隔。

3、NtripCaster的回復(fù)

如果用戶名、密碼、掛載點(diǎn)均有效，將返回如下數(shù)據(jù)：

ICY 200 OK↙

Server: Trimble-iGate/1.0↙

Date: Wed, 18 May 2016 07:20:55中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間↙

↙

200 OK表示一切正常。注意：有的服務(wù)器只返回200 OK，其余數(shù)據(jù)行不返回；有的服務(wù)器返回的200

OK后面沒(méi)有回車、換行。

如果用戶名、密碼、掛載點(diǎn)無(wú)效，將返回如下數(shù)據(jù)：

HTTP/1.0 401 Unauthorized↙

4、給NtripCaster發(fā)送GGA數(shù)據(jù)

GGA數(shù)據(jù)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，有的掛載點(diǎn)需要發(fā)送GGA數(shù)據(jù)，有的掛載點(diǎn)不需要發(fā)送GGA數(shù)據(jù)；

2）UTC時(shí)刻格式必須為hhmmss，如：80331是不行的，必須改為080331；

3）校驗(yàn)碼必須正確。

5、NtripCaster收到GGA數(shù)據(jù)后，將給NtripClient發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)。