HiPNUC GNSS/INS 组合导航指令与编程手册
Rev 2.0
适用于 HiPNUC GNSS/INS 组合导航产品
版本与适用范围
本手册主要面向当前在售的 HiPNUC HIxxN 系列 GNSS/INS 组合导航产品。不同型号的物理接口和可选功能可能不同，请以具体产品规格书和交付配置为准。旧 HI32 产品的指令、寄存器和部分数据字段不能无条件套用本手册，应以适用的交付资料为准。
首次接入或排查问题时，可通过 LOG VERSION 查询产品名称和固件版本。
| 接口 | 数据与协议 | 适用说明 |
|---|---|---|
| 串口（RS-232 或 RS-422） | HI81、GGA、RMC、RTCM3、ASCII 配置命令 | 物理电平和端口数量以具体型号为准 |
| 以太网 | HI81、GGA、RMC、ASCII 配置命令 | 仅适用于配有以太网接口的型号 |
| CAN | SAE J1939 | CAN 波特率和节点地址可配置 |
| PPS/SYNC | PPS 输出 | 引脚、电平和时序指标以具体型号规格书为准 |
快速接入
连接 COM1
- 按产品规格书确认供电、COM1 电气接口、接线和天线连接。
- 将接收端设置为
115200 bps、8N1，即 8 个数据位、无校验、1 个停止位。 - 上电后直接接收 COM1 数据。产品默认输出 HI81 二进制数据，周期为
0.01 s（100 Hz）。
验证 HI81 数据
接收端应按帧头 0x5A 0xA5 搜索数据帧，再根据数据域长度取出完整帧并校验 CRC。通信接入成功应同时满足：
- 能够持续收到 CRC 正确的数据帧；
- 数据域中包含标签为
0x81的 HI81 数据； - 帧周期约为 10 ms。
ins_status 未进入组合导航状态不代表通信失败。完成通信验证后，再根据 HI81 数据定义和后续状态说明检查安装、天线、GNSS 定位及组合导航状态。
接入其他协议
GGA、RMC、RTCM3 和 J1939 按实际应用配置。相关命令、字段和验证方法见后续协议章节；快速接入不修改设备的默认输出配置。
文档变更历史
| 版本 | 日期 | 作者 | 变更内容 |
|---|---|---|---|
| V2.0 | 2026年9月13日 | HiPNUC | 重构适用范围、快速接入、差分数据与协议说明 |
| V1.0 | 2023年10月1日 | HiPNUC | 初始版本 |
安装与坐标系
机体系
本手册使用右手直角坐标系描述设备机体系（b 系）：Y 轴指向载体前方，X 轴指向载体右侧，Z 轴指向上方。按默认方向安装时，b 系与产品外壳上的 X / Y / Z 坐标标识一致；按其他水平方向安装时，用下文的安装方向码声明外壳箭头在载体上的指向，设备据此把输出对齐到载体。
设备、天线和载体之间应刚性固定，运行中相对位置和方向不得变化；天线杆臂应测量到天线相位中心。
HI81 的 ins_lon、ins_lat 和 ins_msl 表示 IMU 原点的组合导航位置。GGA、RMC 的位置来源见对应消息说明。
导航系
组合导航工作模式下导航系固定为东北天（ENU）：X 轴指东、Y 轴指北、Z 轴指天。vel_enu 和 acc_enu 均按东、北、天顺序输出，航向以真北为 0°、顺时针为正。输出数据轴向固定为右-前-上，CONFIG IMU COORD 只接受 0，LOG USRCONFIG 读回 COORD=0。
ENU 下的欧拉角采用 3-1-2（Z-X-Y）旋转顺序，即依次为航向、俯仰、横滚。四元数表示机体系到导航系的旋转，顺序为 W、X、Y、Z。
水平安装方向（HIxxN）
HIxxN 水平安装时，用 CONFIG IMU URFR <CODE> 声明外壳上印的 X、Y 箭头分别指向载体的哪个方向，Z 箭头保持向上。方向以载体为准：前 = 车头方向，右 = 驾驶员的右手边。
| 方向码 | X 箭头指向 | Y 箭头指向 |
|---|---|---|
24 | 右（默认） | 前 |
304 | 前 | 左 |
214 | 后 | 右 |
134 | 左 | 后 |
配置后保存并重启，再读回确认：
CONFIG IMU URFR 24
SAVECONFIG
REBOOT
LOG USRCONFIG双天线基线与杆臂设置
A 为定位主天线，B 为双天线定向天线，天线接口与 ANTA、ANTB 坐标不得交换。ANTA 和 ANTB 分别表示 A、B 天线相位中心相对 IMU 原点的位置矢量，坐标采用设备机体系（安装方向修正后的载体右、前、上：X 向右、Y 向前、Z 向上），单位为米。双天线基线向量为 ANTB - ANTA。
设置 A 天线杆臂：
SETBASELINE ANTA <X,Y,Z>
设置 B 天线杆臂：
SETBASELINE ANTB <X,Y,Z>
参数必须使用逗号分隔，不能包含空格。每个天线杆臂的长度不得超过 1000 m，双天线基线长度应为 0.05–1000 m。
例如，A、B 天线相对 IMU 的坐标分别为 (-1.5, -1.2, -0.3) 和 (1.5, -1.2, -0.3)：
SETBASELINE ANTA -1.5,-1.2,-0.3
SETBASELINE ANTB 1.5,-1.2,-0.3
SAVECONFIG
REBOOT设备重启后，发送 LOG INSCONFIG，确认返回的 ANTA 和 ANTB 与实际安装一致。准确的杆臂参数可减小载体转动时天线位置与 IMU 位置不同所引入的误差。
杆臂也可通过寄存器读写：ANTA 的 X / Y / Z 位于 0x03D0 / 0x03D2 / 0x03D4，ANTB 位于 0x03D6 / 0x03D8 / 0x03DA，每个值为 IEEE-754 单精度浮点数的 32 位位模式，单位为米。J1939 按配置 J1939 逐个写入，保存并重启后生效。单个值的绝对值超过 1000 m 时写入被拒绝；逐个写入时不检查两根天线的间距，写入前由主机确认间距不小于 0.05 m。CHCenter 配置对话框的「安装设置」页可直接读写杆臂。
常用操作
设备使用 ASCII 配置命令。每条命令必须以回车换行 \r\n 结束。命令执行成功通常返回 OK；ERR 或以 ERROR 开头的文本均表示失败。通信参数切换、重启或超时时，应以读回和有效数据作为最终验证。
命令总览
| 命令 | 用途 |
|---|---|
REBOOT | 重启设备 |
LOG | 查询信息或控制指定串口的数据输出 |
CONFIG | 配置组合导航工作参数 |
UNLOGALL | 关闭当前串口的全部周期消息 |
SAVECONFIG | 保存需要长期保留的配置 |
FRESET | 恢复默认用户配置 |
SETBASELINE | 设置 A、B 天线杆臂 |
SERIALCONFIG | 设置指定串口的波特率 |
LOG 和 SERIALCONFIG 可在命令后加入目标端口，例如 LOG COM2 COMCONFIG 或 SERIALCONFIG COM2 460800。省略 COMx 时作用于命令所在串口；可用端口以具体型号为准。
重启设备
发送 REBOOT 后，设备立即重启，作用等同于重新上电。需要长期保存的参数应先执行 SAVECONFIG。
查询与控制串口输出
暂停或恢复数据输出
LOG ENABLE：恢复命令所在串口的数据输出；LOG DISABLE：暂停命令所在串口的数据输出。
这两个命令只控制当前运行时的端口输出，不修改其他串口的配置。
查询版本
发送 LOG VERSION 查询产品名称和固件版本。PNAME、APP_VER 和 BL_VER 分别表示产品名称、应用固件版本和 Bootloader 版本。返回内容还可能包含序列号、编译日期等信息，接收程序不应依赖固定字段数或固定行数。
查询串口配置
发送 LOG [COMx] COMCONFIG 查询当前或指定串口的波特率和消息周期。返回的 ONTIME 单位为毫秒，例如：
COM=COM1
BAUD=115200
MSG=HI81, ONTIME=10设备可能继续列出该端口支持的其他消息。
查询双天线配置
发送 LOG INSCONFIG 查询 A、B 天线杆臂。主要字段为：
ANTA=0.000,0.000,0.200
ANTB=0.000,1.000,0.200返回内容可能包含其他配置字段，接收程序不应依赖固定字段数或固定行数。
配置周期消息
格式：LOG [COMx] <MSG> ONTIME <PERIOD>。
| 参数 | 说明 |
|---|---|
MSG | HI81、GGA 或 RMC |
PERIOD | 输出周期，单位为秒；统一使用范围为 0–32.767 s，设为 0 时关闭该消息 |
常用示例：
LOG HI81 ONTIME 0.01
SAVECONFIG上例将当前串口的 HI81 周期设为 10 ms（100 Hz）。GGA、RMC 通常使用 0.1 或 1 秒周期。请根据消息长度、各消息周期和串行数据格式，自行核算全部启用消息的总带宽，并在端口波特率允许范围内留出余量。OK 仅表示配置已接受，不保证实际输出周期；带宽不足或发送拥塞时可能跳过周期消息。
配置组合导航工作模式
格式：CONFIG MODEL <MODEL>。
MODEL | 说明 |
|---|---|
CAR | 车载模式，启用车辆运动约束；出厂默认 |
SHIP | 船载模式 |
PLANE | 飞行器模式，不使用车辆运动约束 |
配置后保存并重启：
CONFIG MODEL CAR
SAVECONFIG
REBOOT配置 NTRIP
仅具备受支持网络接口或配套 DTU 的型号可以直接使用 NTRIP。接口接线、网络接入方式和配套设备以具体产品规格书及交付配置为准。
格式：
CONFIG NTRIP <SERVER> <PORT> <MOUNTPOINT> <USERNAME> <PASSWORD>| 参数 | 说明 |
|---|---|
SERVER | CORS/NTRIP 服务地址，可以是域名或 IP 地址 |
PORT | 服务端口 |
MOUNTPOINT | 挂载点 |
USERNAME | 账号用户名 |
PASSWORD | 账号密码 |
凭据安全
LOG NTRIPCONFIG 的返回内容可能包含用户名和密码。保存终端日志、截图或请求技术支持前，请先删除凭据信息。
示例中的地址和账号仅用于说明格式：
CONFIG NTRIP caster.example.com 2101 MOUNT1 demo_user demo_password
SAVECONFIG
REBOOT重启后发送 LOG NTRIPCONFIG 读回服务器、端口、挂载点和账号配置，再通过 HI81 中的 GNSS 定位状态确认是否进入 RTK。进入 RTK 所需时间取决于天线环境、差分服务、网络质量和基准站距离。
关闭当前串口的全部周期消息
UNLOGALL 将命令所在串口的全部周期消息设为不输出，包括默认 HI81。该命令不影响其他串口；需要掉电保持时，在命令后执行 SAVECONFIG。
保存配置
需要长期保留的配置在完成后执行 SAVECONFIG。
只有明确要求重启生效的设置才需要继续执行 REBOOT。
恢复默认配置
恢复前记录配置
FRESET 会用默认值覆盖用户配置。执行前记录所需的杆臂、网络、输出和总线配置；终端日志中的 NTRIP 凭据应先做脱敏处理。
FRESET 仅用于常规排查无法恢复的配置问题：
- 记录必要配置后发送
FRESET。 - 等待设备重新启动；若连接未恢复，重新上电。
- 使用 COM1、
115200 bps、8N1重新连接，确认持续收到 100 Hz HI81。 - 读回配置，恢复实际应用所需参数，并重新验证导航与通信数据。
若重启后部分配置未恢复默认（例如 HI81 没有输出），不要反复发送 FRESET：按第 4 步手动设置缺失的项（例如 LOG HI81 ONTIME 0.01），再执行 SAVECONFIG。
修改串口波特率
可使用 115200、460800 和 921600：
SERIALCONFIG [COMx] <BAUD>切换步骤：
- 发送
LOG [COMx] COMCONFIG记录目标串口的当前配置。 - 发送
SERIALCONFIG [COMx] <BAUD>。如果修改的是命令所在串口，收到OK后将主机切换到新波特率。 - 在仍可通信的串口发送
SAVECONFIG。 - 发送
LOG [COMx] COMCONFIG，确认返回的BAUD与目标值一致；再在目标串口验证有效数据。
串口与网络协议
简介
串口和适用型号的网络接口可传输 NMEA 0183 ASCII 消息和 HiPNUC 二进制消息。两类消息可以在同一端口输出，接收端应分别按 $ 和 0x5A 0xA5 识别帧起始位置。
传输接口
- RS-232 和 RS-422 使用相同的串行数据格式。设备与接收端必须使用相同的波特率；默认波特率为 115200 bps。
- 部分型号配有以太网接口并通过 DHCP 获取 IP 地址。默认数据连接为 TCP，端口为 5944；连接建立后，命令和数据格式与串口相同。具体网络能力以产品规格书和交付配置为准。
NMEA 消息（ASCII）
NMEA 消息以 $ 开始，以 * 和两位十六进制校验和结束，最后发送回车换行 0x0D 0x0A：
$<Talker><Type>,<Field1>,<Field2>,...*<Checksum><CR><LF>| 字段 | 字段说明 |
|---|---|
$ | 起始符，ASCII 码 0x24 |
Talker | 两字符发送者标识；当前产品默认使用 GP。接收端应按消息类型识别数据，不应据此限制卫星系统 |
Type | 三字符消息类型，本手册公开 GGA 和 RMC |
, | 字段分隔符，ASCII 码 0x2C；空字段仍保留分隔符 |
* | 数据与校验和的分隔符 |
Checksum | $ 与 * 之间全部字符逐字节异或的结果，以两位大写十六进制 ASCII 表示 |
<CR><LF> | 终止符，ASCII 码 0x0D 0x0A |
NMEA 消息列表
| NMEA 协议 | 描述 | 数据来源 |
|---|---|---|
| GGA | 定位数据、UTC 时间、定位质量和参与定位的卫星数 | 定位结果 |
| RMC | 时间、位置、地面速度和地面航向 | 定位与速度结果 |
GGA 和 RMC 的位置来源可能随产品实现而不同，可来自 GNSS 天线位置或组合导航结果。需要稳定获取以 IMU 原点为参考的组合导航位置、速度和姿态时，请解析 HI81。
外部时间发生变化时，时间字段可能暂时无效；接收端应持续检查字段有效性，确认新历元后再使用绝对时间。
GGA
接收机的时间、位置和定位相关数据。
定位质量字段为空或为 0 时，应将该语句视为定位无效，不应依赖其他字段的固定填充值。时间字段为空时表示 UTC 无效；语句仍可能按配置周期输出。
$GPGGA,062134.00,2813.9908005,N,11252.6285300,E,1,28,0.5,83.684,M,-17.038,M,0.0,0000*54| ID | 示例 | 格式 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | $GPGGA | 帧头 | |
| 2 | 062134.00 | hhmmss.ss | UTC 时间 |
| 3 | 2813.9908005 | ddmm.m… | 纬度，前两位为度，后续为分，范围 0°～90° |
| 4 | N | - | 纬度方向：N 为北纬，S 为南纬 |
| 5 | 11252.6285300 | dddmm.m… | 经度，前三位为度，后续为分，范围 0°～180° |
| 6 | E | - | 经度方向：E 为东经，W 为西经 |
| 7 | 1 | x | 0：无效解；1：单点或 PPP；2：伪距差分；4：RTK 固定；5：RTK 浮点 |
| 8 | 28 | xx | 参与定位解算卫星数 |
| 9 | 0.5 | x.x | HDOP：水平位置精度因子 |
| 10 | 83.684 | x.xxx | 海拔高（平均海平面高度） |
| 11 | M | U | 海拔高单位：m |
| 12 | -17.038 | x.xxx | 高程异常值：WGS84 椭球高减海拔高 |
| 13 | M | U | 高程异常值单位：m |
| 14 | 0.0 | x.x | 差分龄期，单位：s |
| 15 | 0000 | xxxx | 差分站 ID |
| 16 | 54 | hh | 校验和 |
经纬度使用“度分”格式，不包含独立的秒字段。转换为十进制度时使用：
十进制度 = 度 + 分 / 60，再根据 N/S/E/W 确定正负号。小数位数可能随固件版本变化，接收端应按逗号分隔的十进制数值解析，不应按固定字符宽度截取。
RMC
最简导航传输数据。
定位状态字段为空或为 V 时，应将该语句视为定位无效，不应依赖位置、速度和航向字段的固定填充值。时间或日期字段为空时表示 UTC 无效；语句仍可能按配置周期输出。
$GPRMC,020550.00,A,2813.9891299,N,11252.6278784,E,0.03,315.70,161117,0.0,E,A,V*49| ID | 示例 | 格式 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | $GPRMC | 帧头 | 起始符+消息类型标识 |
| 2 | 020550.00 | hhmmss.ss | UTC 时间 |
| 3 | A | x.x | 定位状态：A－有效定位，V－无效定位 |
| 4 | 2813.9891299 | ddmm.m… | 同 GGA 语句纬度格式 |
| 5 | N | - | 同 GGA 语句纬度格式 |
| 6 | 11252.6278784 | dddmm.m… | 同 GGA 语句经度格式 |
| 7 | E | - | 同 GGA 语句经度格式 |
| 8 | 0.03 | x.xx | 水平地面速度，单位：节 |
| 9 | 315.70 | x.xx | 地面航向，以真北为参考，顺时针为正，范围 0°～360° |
| 10 | 161117 | ddmmyy | 日期，日月年 |
| 11 | 0.0 | x.x | 保留字段，接收端忽略 |
| 12 | E | - | 保留字段，接收端忽略 |
| 13 | A | - | 模式指示：N=数据无效；A=自主定位；D=差分；E=估算；F=RTK浮点；R=RTK固定 |
| 14 | V | - | 扩展状态字段，不得据此单独判断定位是否有效 |
| 15 | 49 | hh | 校验和 |
判断 RMC 定位是否有效时，以字段 3 的 A/V 为主，并结合字段 13 的定位模式。字段 14 不作为定位有效性的独立依据。
HiPNUC 二进制消息
HI81 是 HiPNUC GNSS/INS 产品的通用二进制输出。串口使用 8N1 格式；具体物理接口以产品规格书为准。
除另有说明，协议表中整数字段的物理值等于原始值乘以比例因子。
数据帧格式
COM1 默认以 100 Hz 输出 HI81。多字节整数和 CRC 均按小端顺序传输。
| 帧内顺序 | 值 | 长度（字节） | 说明 |
|---|---|---|---|
| 同步字 1 | 0x5A | 1 | 固定值 |
| 同步字 2 | 0xA5 | 1 | 固定值 |
| 数据域长度 | HI81 为 0x0068 | 2 | 仅表示数据域长度，不包含同步字、长度字段和 CRC |
| CRC | - | 2 | 小端；计算时跳过本字段 |
| 数据域 | 首字节为 0x81 | HI81 为 104 | 字段定义见下表 |
因此，一个 HI81 完整帧固定为 110 字节：CRC 位于帧偏移 4–5，数据域从帧偏移 6 开始。下表的字节偏移均从数据域首字节 0x81 开始计算。
数据域内容
组合导航数据（HI81）
HI81 数据域固定为 104 字节。
组合导航状态
ins_status 是判断组合导航工作阶段的统一状态字段：
| 值 | 状态 | 含义 |
|---|---|---|
| 0 | 无效 | 尚未获得完成初始化所需的信息 |
| 1 | 对准中 | 已开始初始化，但尚未进入组合导航 |
| 3 | 组合导航 | 组合导航已初始化，GNSS 辅助有效 |
| 6 | 惯性递推 | 组合导航已初始化，但当前 GNSS 辅助失效，正在惯性递推 |
| 字节偏移 | 名称 | 数据类型 | 大小(Byte) | 单位 | 比例因子 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | tag | uint8_t | 1 | - | - | 数据包标签:0x81 |
| 1 | status | uint16_t | 2 | - | - | 保留；接收端不应解释 |
| 3 | ins_status | uint8_t | 1 | - | - | 组合导航状态，见上表 |
| 4 | gpst_wn | uint16_t | 2 | week | 1 | GPS 周 |
| 6 | gpst_tow | uint32_t | 4 | s | 0.001 | GPS 周内秒 |
| 10 | reserved | uint8_t[2] | 2 | - | - | 保留；接收端忽略 |
| 12 | gyr_b | int16_t[3] | 6 | rad/s | 0.001 | 机体系 X、Y、Z 轴角速度，出厂校准后的 IMU 测量数据 |
| 18 | acc_b | int16_t[3] | 6 | m/s² | 0.0048828 | 机体系 X、Y、Z 轴加速度，出厂校准后的 IMU 测量数据 |
| 24 | mag_b | int16_t[3] | 6 | μT | 0.030517 | 机体系 X、Y、Z 轴磁场，出厂校准后的 IMU 测量数据 |
| 30 | air_pressure | int16_t | 2 | Pa | 1 | 实际气压 = 字段值 + 100000 Pa；例如 2000 表示 102000 Pa |
| 32 | reserved | uint8_t[2] | 2 | - | - | 保留；接收端忽略 |
| 34 | temperature | int8_t | 1 | °C | 1 | 温度 |
| 35 | utc_year | uint8_t | 1 | year | 1 | UTC 年份减 2000；例如 24 表示 2024 年 |
| 36 | utc_month | uint8_t | 1 | month | 1 | UTC 月 |
| 37 | utc_day | uint8_t | 1 | day | 1 | UTC 日 |
| 38 | utc_hour | uint8_t | 1 | h | 1 | UTC 时 |
| 39 | utc_min | uint8_t | 1 | min | 1 | UTC 分 |
| 40 | utc_msec | uint16_t | 2 | s | 0.001 | UTC 秒及毫秒 |
| 42 | roll | int16_t | 2 | deg | 0.01 | 横滚角，范围 -180°～180° |
| 44 | pitch | int16_t | 2 | deg | 0.01 | 俯仰角，范围 -90°～90° |
| 46 | yaw | uint16_t | 2 | deg | 0.01 | 航向角，以真北为 0°，顺时针为正，范围 0°～360° |
| 48 | quat | int16_t[4] | 8 | - | 0.0001 | 机体系到导航系的四元数，顺序为 W、X、Y、Z |
| 56 | ins_lon | int32_t | 4 | deg | 1e-7 | 组合导航经度 |
| 60 | ins_lat | int32_t | 4 | deg | 1e-7 | 组合导航纬度 |
| 64 | ins_msl | int32_t | 4 | m | 0.001 | 组合导航海拔高 |
| 68 | pdop | uint8_t | 1 | - | 0.1 | GNSS 位置精度因子 |
| 69 | hdop | uint8_t | 1 | - | 0.1 | GNSS 水平位置精度因子 |
| 70 | solq_pos | uint8_t | 1 | - | - | GNSS 定位质量：0 无效；1 单点或 PPP；2 伪距差分；4 RTK 固定；5 RTK 浮点 |
| 71 | nv_pos | uint8_t | 1 | - | - | 参与 GNSS 定位的卫星数 |
| 72 | solq_heading | uint8_t | 1 | - | - | 双天线定向质量：4 表示固定解；其他值表示定向不可用 |
| 73 | nv_heading | uint8_t | 1 | - | - | 参与双天线定向的卫星数 |
| 74 | diff_age | uint8_t | 1 | s | 1 | RTK 差分龄期 |
| 75 | undulation | int16_t | 2 | m | 0.01 | 高程异常值，即 WGS84 椭球高减海拔高 |
| 77 | reserved | uint8_t | 1 | - | - | 保留；接收端忽略 |
| 78 | vel_enu | int16_t[3] | 6 | m/s | 0.01 | 导航系东、北、天速度 |
| 84 | acc_enu | int16_t[3] | 6 | m/s² | 0.0048828 | 导航系东、北、天加速度 |
| 90 | reserved | uint8_t[14] | 14 | - | - | 保留；接收端忽略 |
获得有效 GNSS/UTC 历元后，gpst_wn、gpst_tow 和 UTC 字段才可作为绝对时间使用。时间无效时，不应依赖这些字段的固定填充值；HI81 仍可能按配置周期输出。
保留字段必须按固定长度跳过，不应依据其值改变解析布局。
CRC
HI81 使用 CRC-16/XMODEM：生成多项式为 0x1021，初值为 0x0000，输入和输出均不反射，无最终异或。CRC 覆盖帧头、长度字段和数据域，不包含 CRC 字段自身。
static void crc16_update(uint16_t *currentCrc, const uint8_t *src,
uint32_t lengthInBytes)
{
uint32_t crc = *currentCrc;
for (uint32_t j = 0; j < lengthInBytes; ++j)
{
crc ^= (uint32_t)src[j] << 8;
for (uint32_t i = 0; i < 8; ++i)
{
uint32_t temp = crc << 1;
if (crc & 0x8000)
temp ^= 0x1021;
crc = temp;
}
}
*currentCrc = (uint16_t)crc;
}
uint16_t crc = 0;
crc16_update(&crc, frame, 4); /* 5A A5 LEN_L LEN_H */
crc16_update(&crc, frame + 6, 104); /* HI81 payload */
uint16_t receivedCrc = (uint16_t)frame[4] | ((uint16_t)frame[5] << 8);
bool crcOk = (crc == receivedCrc);RTCM3 差分数据
RTCM3 用于传输 GNSS 差分改正数据。建议保留 COM1 的默认 HI81 输出，使用可用的 COM2 传输 RTCM3。基站输出与移动站差分输入是两种独立的应用流程。
移动站差分输入
将差分源输出的原始 RTCM3 字节流直接送入 COM2，不添加 ASCII 命令、行结束符或其他封装。差分源与 COM2 必须使用相同波特率。
同时只使用一路差分源。连接后持续检查 HI81：diff_age 应随差分数据更新，solq_pos 进入 4（RTK 固定）或 5（RTK 浮点）时才表明定位解已使用 RTK。
基站 RTCM3 输出
将设备切换为基站前，先记录当前工作模式和端口配置。在 COM2 执行：
UNLOGALL
CONFIG MODEL BASE
LOG RTCM3 ONTIME 1
SAVECONFIG
REBOOTLOG RTCM3 ONTIME 1 中的非零值只用于开启 RTCM3 转发，不设置 RTCM 消息的生成频率。内置 GNSS 模块生成并由设备转发以下消息：
| RTCM3 消息 | 输出频率 |
|---|---|
| 1005 | 1 Hz |
| 1074 | 1 Hz |
| 1094 | 1 Hz |
| 1124 | 1 Hz |
重启后，在 COM2 检查完整且校验正确的 RTCM3 帧。恢复组合导航应用时，重新选择 CAR、SHIP 或 PLANE 模式，并恢复所需的端口输出。
CAN 接口：SAE J1939
配有 CAN 接口的 INS 产品使用 SAE J1939，默认 CAN 波特率为 500 kbit/s，默认设备地址为 0x08。具体接口能力以型号和交付配置为准。
FF10 和 FF14 中的组合导航位置参考点为 IMU 原点，与 HI81 一致。
J1939 使用 29 位扩展帧 ID，结构为：优先级 P（3 bit）、保留位 R（1 bit）、数据页 DP（1 bit）、PDU 格式 PF（8 bit）、PDU 特定域 PS（8 bit）和源地址 SA（8 bit）。本节测量 PGN 的 PF 为 0xFF，属于 PDU2 广播帧，PS 是 PGN 的低 8 位，SA 是设备地址。
| 项目 | 约定 |
|---|---|
| 通信模式 | 测量 PGN 周期广播 |
| 数据长度 | 本节各测量 PGN 均为 8 字节 |
| PF | 0xFF |
| 优先级 | 3 |
| 默认源地址 | 0x08 |
| 数据格式 | 多字节数值均为小端；除明确标为无符号或状态的字段外，均为有符号整数 |
各 PGN 的发送周期独立配置，不同产品的默认周期可能不同。集成时应以配置读回值和实际接收周期为准，不应假定统一默认周期。
PGN 消息列表
PGN 65296（FF10）：经纬度
默认地址下 CAN ID 为 0x0CFF1008。
| SPN 名称 | 字节位置 | 说明 |
|---|---|---|
| 纬度 | 0–3 | int32_t，单位 deg，比例因子 1e-7 |
| 经度 | 4–7 | int32_t，单位 deg，比例因子 1e-7 |
PGN 65300（FF14）：高度及差分龄期
默认地址下 CAN ID 为 0x0CFF1408。
| SPN 名称 | 字节位置 | 说明 |
|---|---|---|
| 海拔高 | 0–3 | int32_t，单位 m，比例因子 0.01 |
| 高程异常值 | 4–5 | int16_t，单位 m，比例因子 0.01 |
| 差分龄期 | 6–7 | int16_t，单位 s，比例因子 0.01 |
PGN 65304（FF18）：定位状态与卫星数
默认地址下 CAN ID 为 0x0CFF1808。
| SPN 名称 | 字节位置 | 说明 |
|---|---|---|
| GNSS 定位质量 | 0 | 0 无效；1 单点或 PPP；2 伪距差分；4 RTK 固定；5 RTK 浮点 |
| 双天线定向质量 | 1 | 4 表示固定解；其他值表示定向不可用 |
| 定位卫星数 | 2 | 参与 GNSS 定位的卫星数 |
| 定向卫星数 | 3 | 参与双天线定向的卫星数 |
ins_status | 4 | 组合导航状态，定义与 HI81 相同 |
| 保留 | 5–7 | 接收端忽略 |
PGN 65318（FF26）：速度
默认地址下 CAN ID 为 0x0CFF2608。
| SPN 名称 | 字节位置 | 说明 |
|---|---|---|
| 东向速度 | 0–1 | int16_t，单位 m/s，比例因子 0.01 |
| 北向速度 | 2–3 | int16_t，单位 m/s，比例因子 0.01 |
| 天向速度 | 4–5 | int16_t，单位 m/s，比例因子 0.01 |
| 水平地面速度 | 6–7 | int16_t，单位 m/s，比例因子 0.01 |
PGN 65327（FF2F）：时间
默认地址下 CAN ID 为 0x0CFF2F08。
| SPN 名称 | 字节位置 | 说明 |
|---|---|---|
| UTC 年 | 0 | 年份减 2000，例如 24 表示 2024 年 |
| UTC 月 | 1 | |
| UTC 日 | 2 | |
| UTC 时 | 3 | |
| UTC 分 | 4 | |
| UTC 秒 | 5 | |
| UTC 毫秒 | 6–7 | uint16_t，单位 ms，比例因子 1 |
日期合理且非零时，FF2F 才可作为 UTC 使用。绝对时间有效前应忽略该 PGN，不应依赖无效时间的固定填充值。
PGN 65332（FF34）：加速度
默认地址下 CAN ID 为 0x0CFF3408。
| SPN 名称 | 字节位置 | 说明 |
|---|---|---|
| 加速度 X | 0–1 | int16_t，单位 g，比例因子 0.00048828 |
| 加速度 Y | 2–3 | int16_t，单位 g，比例因子 0.00048828 |
| 加速度 Z | 4–5 | int16_t，单位 g，比例因子 0.00048828 |
| 保留 | 6–7 | 接收端忽略 |
PGN 65335（FF37）：角速度
默认地址下 CAN ID 为 0x0CFF3708。
| SPN 名称 | 字节位置 | 说明 |
|---|---|---|
| 角速度 X | 0–1 | int16_t，单位 deg/s，比例因子 0.061035 |
| 角速度 Y | 2–3 | int16_t，单位 deg/s，比例因子 0.061035 |
| 角速度 Z | 4–5 | int16_t，单位 deg/s，比例因子 0.061035 |
| 保留 | 6–7 | 接收端忽略 |
PGN 65341（FF3D）：横滚角和俯仰角
默认地址下 CAN ID 为 0x0CFF3D08。
| SPN 名称 | 字节位置 | 说明 |
|---|---|---|
| 横滚角（Roll） | 0–3 | int32_t，单位 deg，比例因子 0.001 |
| 俯仰角（Pitch） | 4–7 | int32_t，单位 deg，比例因子 0.001 |
PGN 65345（FF41）：航向角
默认地址下 CAN ID 为 0x0CFF4108。
| SPN 名称 | 字节位置 | 说明 |
|---|---|---|
| 航向角（顺时针） | 0–3 | uint32_t，以真北为 0°，顺时针为正，范围 0°～360°，单位 deg，比例因子 0.001 |
| 保留 | 4–7 | 接收端忽略 |
PGN 65347（FF43）：温度
默认地址下 CAN ID 为 0x0CFF4308。
| SPN 名称 | 字节位置 | 说明 |
|---|---|---|
| 温度 | 0–1 | int16_t，单位 °C，比例因子 0.01 |
| 保留 | 2–7 | 接收端忽略 |
配置 J1939
配置使用 PDU1 的 PGN 0xEF00，配置主机固定使用源地址 0x55。设备保持默认地址 0x08 时：
- 主机请求 ID：
0x0CEF0855，目的地址为设备0x08，源地址为主机0x55； - 设备应答 ID：
0x0CEF5508，目的地址为主机0x55，源地址为设备0x08。
配置帧固定为 8 字节：
| 字段 | 字节 | 说明 |
|---|---|---|
ADDR | 0–1 | 16 位寄存器地址，小端 |
CMD | 2 | 0x06 写入，0x03 读取 |
STATUS | 3 | 保留，主机发送 0x00 |
VAL | 4–7 | 32 位值，小端；读取请求时发送 0 |
普通写入成功时，设备回显请求；读取成功时，设备在 VAL 中返回当前值。非法地址或参数可能不返回应答，主机应设置超时，不要无限等待。
配置寄存器
| 地址 | 对象 | 值 |
|---|---|---|
0x0110 | FF10 经纬度周期 | 0：关闭；10–1000：周期，单位 ms |
0x0114 | FF14 高度及差分龄期周期 | 0：关闭；10–1000：周期，单位 ms |
0x0118 | FF18 定位状态周期 | 0：关闭；10–1000：周期，单位 ms |
0x0126 | FF26 速度周期 | 0：关闭；10–1000：周期，单位 ms |
0x012F | FF2F 时间周期 | 0：关闭；10–1000：周期，单位 ms |
0x0134 | FF34 加速度周期 | 0：关闭；10–1000：周期，单位 ms |
0x0137 | FF37 角速度周期 | 0：关闭；10–1000：周期，单位 ms |
0x013D | FF3D 横滚角和俯仰角周期 | 0：关闭；10–1000：周期，单位 ms |
0x0141 | FF41 航向角周期 | 0：关闭；10–1000：周期，单位 ms |
0x0143 | FF43 温度周期 | 0：关闭；10–1000：周期，单位 ms |
0x009A | CAN 波特率 | 0：1000 kbit/s；1：800 kbit/s；2：500 kbit/s；3：250 kbit/s；4：125 kbit/s |
0x009C | 设备地址 | 范围 1–64，默认 8 |
0x009D | J1939 周期输出总开关 | 0：关闭；1：开启 |
0x03D0–0x03DA | 天线杆臂 ANTA、ANTB | 每轴一个地址，浮点位模式，单位 m，见双天线基线与杆臂设置；保存并重启后生效 |
0x0000 | 控制 | 0x00000000：保存配置；0x000000FF：重启 |
例如，将 FF37 角速度周期设置为 100 ms：
ID = 0x0CEF0855
DATA = 37 01 06 00 64 00 00 00随后读取 0x0137 验证：
ID = 0x0CEF0855
DATA = 37 01 03 00 00 00 00 00关闭全部 J1939 周期输出时，写入：
ID = 0x0CEF0855
DATA = 9D 00 06 00 00 00 00 00将 VAL 改为 01 00 00 00 可重新开启。配置后先读回目标寄存器，再向 0x0000 写入 0x00000000 保存、写入 0x000000FF 重启，最后检查实际 CAN 报文的 ID 和周期。修改 CAN 波特率时，重启后使用新波特率验证。重启命令可能在应答发出前生效，主机应以新参数下重新出现有效报文作为成功依据。
状态与故障定位
组合导航初始化
通信正常不等于组合导航已经初始化。设备先使用有效 GNSS 定位建立位置，再使用双天线固定定向解或连续运动形成的速度航向完成初始化。没有双天线定向时，在良好卫星环境中保持稳定运动，并通过 ins_status 判断初始化结果。
初始化和运行状态统一查看 ins_status：0 表示无效，1 表示对准中，3 表示组合导航，6 表示惯性递推。进入状态 6 后，设备仍连续输出导航数据，但误差会随失锁时间和运动状态累积；GNSS 辅助重新有效后，设备自动恢复组合导航。
排查顺序
| 现象 | 优先检查 | 判定与处理 |
|---|---|---|
| COM1 收不到 HI81 | 供电、接口电平、TX/RX、共地和 115200 8N1 | 能持续找到 0x5A 0xA5、取得 110 字节完整帧且 CRC 正确，才表示通信正常；必要时用 LOG COMCONFIG 核对当前配置 |
ins_status 长期为 0 或 1 | A 天线视野、solq_pos、卫星数、工作模式和杆臂参数 | 双天线产品还应检查 A/B 天线连接、基线方向及 solq_heading 是否为 4；没有固定定向解时，保持稳定运动完成航向初始化 |
ins_status 由 3 变为 6 | solq_pos、差分龄期、天线遮挡和 GNSS 数据连续性 | 使用 NTRIP 时同时检查网络、服务器、挂载点和账号；恢复有效 GNSS 辅助后观察状态是否回到 3 |
| 航向方向或偏差明显错误 | 设备 Y 轴前向、A/B 天线顺序、ANTA、ANTB 和安装刚性 | 确认航向以真北为 0°、顺时针为正；双天线定向应以 solq_heading=4 为有效条件 |
| RTK 长期不能固定 | 天线环境、差分数据、diff_age、网络和 NTRIP 配置 | 先确认设备持续接收差分数据，再排查账号、基准站距离和卫星遮挡，不以固定等待时间作为成功条件 |
| J1939 无报文 | 型号是否配有 CAN、500 kbit/s、29 位扩展帧、总线终端、设备地址和配置周期 | 先读回目标 PGN 周期，再按实际设备地址检查 CAN ID；不要假定所有固件具有相同默认周期 |
联系技术支持前
请准备产品名称和 APP_VER、LOG COMCONFIG、LOG INSCONFIG，以及一小段原始 HI81 或 CAN 报文。涉及航向或 RTK 时，同时说明天线安装、卫星环境、差分龄期和网络状态。
固件升级与技术支持
固件升级
如需升级，请联系技术支持并提供产品型号和 LOG VERSION 查询结果，由技术支持确认适用的 .hex 文件；请勿使用其他型号的固件。在 CHCenter 的“工具 > 固件升级”中选择该文件，连接设备后执行升级。升级期间应保持供电和通信稳定；完成后重新连接设备，并通过 LOG VERSION 核对 APP_VER。
开发资源
C/C++、Python、STM32、ROS 和 DBC 资源见 SDK 与开发资源。协议定义以本手册为准。
技术支持
最新资料与技术支持渠道如下：
