GNSS 感測器#

支援的 GNSS 接收器配置詳情。

支援的接收器#

型號	類型	精度	RTK 支援	介面	配置
u-blox ZED-F9R	多頻 GNSS	~2cm（RTK）	是	USB	`gnss_receiver:=ublox`
Garmin GPS 18x	標準 GPS	~3-5m	否	USB（FTDI）	`gnss_receiver:=garmin`
Septentrio	多頻 GNSS	~2cm（RTK）	是	USB/串列	`gnss_receiver:=septentrio`

建議：使用 u-blox ZED-F9R 進行具有 RTK 的戶外精密定位。

u-blox ZED-F9R (RTK)#

硬體#

板子：SimpleRTK2B Fusion（u-blox ZED-F9R 模組）天線：必須有清晰的天空視野（安裝在屋頂/最高點）連接：USB 至 Jetson

USB 裝置設定#

建立 udev 規則以實現一致的裝置命名：

檔案：/etc/udev/rules.d/99-ublox-gps.rules

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="1546", ATTRS{idProduct}=="01a9", SYMLINK+="ublox-gps", MODE="0666"

套用規則：

sudo udevadm control --reload-rules
sudo udevadm trigger

# Verify
ls -l /dev/ublox-gps  # Should link to /dev/ttyACMx

驅動程式套件#

套件：ublox_gps（ROS 2 Humble）安裝：sudo apt install ros-humble-ublox-gps

使用 NTRIP 的 RTK#

RTK（即時動態）使用來自基地台的修正資料實現約 2 公分的精度。

NTRIP 透過網際網路串流修正：

Internet → NTRIP Client → RTCM Corrections → u-blox Driver → Receiver

預設 NTRIP 服務：e-GNSS Taiwan VRS - 伺服器：210.241.63.193:81 - 掛載點：Taiwan - 覆蓋範圍：台灣地區

配置：ntrip.launch.xml

<node pkg="ntrip_client" exec="ntrip_client_node">
  <param name="host" value="210.241.63.193"/>
  <param name="port" value="81"/>
  <param name="mountpoint" value="Taiwan"/>
  <param name="username" value="[username]"/>
  <param name="password" value="[password]"/>
  <remap from="/ntrip/rtcm" to="/sensing/gnss/ntrip/rtcm"/>
</node>

啟用 RTK#

# Launch with NTRIP corrections
make launch ARGS="gnss_receiver:=ublox use_ntrip:=true"

監控 RTK 狀態#

檢查 RTCM 修正：

ros2 topic hz /sensing/gnss/ntrip/rtcm  # ~1 Hz

檢查定位品質：

ros2 topic echo /sensing/gnss/ublox/nav_sat_fix
# Look for status.status: 2 (RTK fix) or 1 (GNSS fix)

定位狀態值： - -1：無定位 - 0：GPS 定位 - 1：DGPS 定位 - 2：RTK 定位（最佳，約 2 公分精度）

疑難排解#

無 GNSS 定位： - 確保有清晰的天空視野（戶外、無障礙物） - 等待 1-5 分鐘以取得衛星 - 檢查天線連接

無 RTK 定位： - 驗證 RTCM 主題：ros2 topic hz /sensing/gnss/ntrip/rtcm - 檢查網際網路連接（NTRIP 需要網路） - 驗證 ntrip.launch.xml 中的 NTRIP 憑證 - 等待 1-10 分鐘以收斂 RTK

精度不佳： - 改善天線位置（更高、更少障礙物） - 減少多路徑（避免反射表面） - 在開放區域測試（建議在台大思源廣場）

Garmin GPS 18x#

硬體#

接收器：Garmin GPS 18x（標準 GPS，約 3-5 公尺精度） 更新速率：5 Hz 介面：USB（FTDI 串列轉換器）輸出：NMEA 0183 語句

USB 偵測#

# Check device detected
sudo dmesg | grep tty
# Should show: FTDI USB Serial Device converter attached to ttyUSB0

驅動程式：gpsd#

安裝：

sudo apt install gpsd gpsd-clients

啟動守護程式：

sudo /usr/sbin/gpsd -n -G -b /dev/ttyUSB0

驗證訊號：

# Terminal GPS viewer
cgps

# Graphical GPS viewer
xgps

# Wait for "3D Fix" (takes 1-5 minutes on cold start)

ROS 2 整合#

配置：gnss.launch.xml

<include file="$(find-pkg-share gpsd_client)/launch/gpsd_client-launch.py">
  <arg name="config_file" value="$(find-pkg-share gpsd_client)/config/gpsd_client.yaml"/>
</include>

gpsd 客戶端配置：

/**:
  ros__parameters:
    host: "localhost"
    port: 2947
    frame_id: "gnss_link"

測試#

# Start gpsd
sudo /usr/sbin/gpsd -n -G -b /dev/ttyUSB0

# Launch ROS 2 client
ros2 launch gpsd_client gpsd_client-launch.py

# Verify
ros2 topic echo /fix
ros2 topic hz /fix  # ~5 Hz

疑難排解#

無 GPS 訊號： - 移至開放區域（清晰的天空視野） - 等待 5-10 分鐘進行冷啟動 - 檢查天線纜線連接

找不到裝置： - 檢查 /dev/ttyUSB0 是否存在 - 嘗試不同的 USB 埠 - 驗證 USB 纜線提供電源

室內操作（無 GNSS）#

對於無衛星訊號的室內環境：

# Disable GNSS, use NDT localization only
make launch ARGS="use_gnss:=false"

使用 RViz「2D Pose Estimate」工具手動設定初始位置。

快速參考#

# Launch commands
make launch ARGS="gnss_receiver:=ublox use_ntrip:=true"   # u-blox RTK
make launch ARGS="gnss_receiver:=garmin"                  # Garmin
make launch ARGS="use_gnss:=false"                        # Indoor (no GNSS)

# u-blox verification
ls -l /dev/ublox-gps
ros2 topic hz /sensing/gnss/ublox/nav_sat_fix
ros2 topic hz /sensing/gnss/ntrip/rtcm  # RTK corrections

# Garmin verification
cgps                                     # Check GPS signal
ros2 topic hz /fix

# Check fix quality
ros2 topic echo /sensing/gnss/ublox/nav_sat_fix --once
# status.status: -1=no fix, 0=GPS, 1=DGPS, 2=RTK