微空双天线RTK配置使用教程

MA-RTK-AIR-982 是一款支持 GPS、北斗、GLONASS、Galileo 和 QZSS 多星座，以及 L1、L2、L5 多频段信号的机载 GNSS 产品。它可以独立完成普通 GNSS 定位，也可以接收基站提供的 RTCM 差分数据，实现厘米级 RTK 高精度定位。连接主、副两根天线后，还可以在静止和低速状态下提供不受机体磁场干扰的双天线航向。

安装与接线

接口说明

连接飞控

优先使用产品配套线材，将 6P 接口连接到飞控的 GPS1 或 GPS 接口。使用自制线材时，按下表接线：

MA-RTK-AIR-982 使用 3.3V LVTTL 串口电平。接线前应以飞控和产品的接口标识为准，不要只按线材颜色判断引脚。必须断电接线，并在上电前再次核对 VCC、GND、TX 和 RX。

配置飞控

MA-RTK-AIR-982 使用 NMEA-0183 协议，本节先介绍单天线或不使用双天线航向时的配置，双天线航向配置见“配置双天线航向”。

在 ArduPilot 中配置

配置参数

1. 使用 USB 或数传将飞控连接到 MicoConfigurator。
2. 打开“设置 → 端口设置”，将 982 所连接串口的功能设置为 GPS，此处 UART3 为 743v2 的 GPS 串口，其他飞控需按照飞控的串口映射自行设置。

3. 打开“传感器 → GPS”，启用 GPS 自动配置，将 GPS 类型设置为 UnicoreNMEA，更新频率设置为 10 Hz。

4. 保存参数并重启飞控。

在 PX4 中配置

配置参数

1. 使用 USB 或数传将飞控连接到 MicoConfigurator。
2. 确认飞控的主 GPS 功能已经分配给 982 所连接的端口，默认端口为 GPS1。
3. 打开“传感器 → GPS”，启用 GPS1，将协议设置为 NMEA (generic)，串口波特率设置为 230400 或 Auto。

4. 保存参数并重启飞控。

上述设置对应 GPS_1_PROTOCOL = 6 和 SER_GPS1_BAUD = 230400/Auto。如果使用的不是 GPS1，应设置对应 GPS 实例和串口的参数。

使用 RTK 高精度定位

RTK 利用地面基站生成的 RTCM 差分改正数据提高 MA-RTK-AIR-982 的位置精度。本节介绍如何在 ArduPilot 和 PX4 下搭建 982 的 RTK 的链路。

架设并启动微空 RTK 基站

1. 将 MA-RTK-BASE 三脚架放在室外开阔、稳定的位置。
2. 安装基站天线，确保建筑物、树木、车辆或人体不会长期遮挡天线。
3. 固定三脚架。基站开始工作后不得移动、倾斜或重新摆放。
4. 长按 BASE 底部的电源开关，等待基站开机并正常输出 RTCM。

MA-RTK-BASE 的 USB Type-C 和 4P 串口默认波特率均为 115200，RTCM 输出频率为 1 Hz。产品已经按基站用途配置，不建议使用其他软件随意修改基站输出命令。

MA-RTK-BASE 屏显状态说明：

长按底部开关使能基站。开机后，基站会自动工作并将当前状态显示在屏幕上。周边无建筑遮挡，在开阔地带架设时，基站几分钟内即可进入 RTK 定位状态。可根据基站屏幕上的显示内容来判断当前运行状态，屏幕一共有三个状态显示：

• NO FIXED：开机后的初始化运行阶段，静置等待即可，切勿移动基站位置。

• 3D：进入 3D 定位状态，此时搜星数和 HDOP 会显示在屏幕上。

• RTK BASE：进入 RTK 定位状态，输出 RTCM 数据。

选择链路并转发 RTCM

本节提供两种 RTCM 链路模式，可根据设备实际情况自行选择和调整。

目前只有 MicoConfigurator 和 Mission Planner 支持转发功能，QGC 暂时不支持。

Mission Planner 转发 RTCM：

使用 MicoConfigurator 转发 RTCM

这种方式由 MicoConfigurator 接收基站数据，再通过飞控的 MAVLink 链路将 RTCM 发送给 982。电脑需要在 RTK 工作期间保持运行，并同时连接基站和飞控。

建立飞控链路

MicoConfigurator 通过一对 LR900 建立无线 MAVLink 链路连接飞控。LR900 的配置方法可以参考教程：LR900 数传电台用户手册。开始转发 RTCM 前，先确认 MicoConfigurator 能通过当前链路读取飞控参数，并能持续看到回传消息更新。若飞控链路本身不稳定，RTCM 也无法可靠送达飞控。

连接基站并开始转发

1. 确认 982 已完成普通 3D 定位，MicoConfigurator 与飞控的 USB 或数传链路正常。
2. 使用 USB 数据线将 MA-RTK-BASE 连接到电脑。
3. 打开 MicoConfigurator 左侧的“RTK”页面。
4. 将基站串口波特率设置为 115200，点击“连接”，在弹窗中选择基站对应的 COM 端口并连接。
5. 等待页面解析 RTCM，并自动向当前连接的飞控转发。

验证数据链路

按照 RTCM 的流向逐段检查：

1. 基站 → MicoConfigurator：“RTCM 帧”和“接收字节”持续增加，RTCM 延迟没有持续增大，说明电脑正在连续接收基站输出的 RTCM。
2. MicoConfigurator → 飞控：飞控链路处于连接状态，并且“已转发”计数持续增加，说明 MicoConfigurator 正在通过 LR900 数传向飞控发送 RTCM。
3. 飞控 → 982：查看 GPS_RAW_INT.fix_type。数值由普通 3D Fix 的 3 进入 RTK Float 的 5，并在条件良好时进入 RTK Fixed 的 6，说明 982 已经收到并使用 RTCM。
4. 验证链路完整性：在 MicoConfigurator 中暂停 RTCM 转发，但保持基站、飞控和 982 上电。等待 Fix 类型退出 RTK 后恢复转发；Fix 类型能够重新进入 5 或 6，即可确认整条链路有效。

使用 LR900 广播 RTCM

这种方式由一对 LR900 将基站输出的原始 RTCM 直接发送到 982。RTCM 不经过电脑和飞控；飞控只接收 982 已经计算完成的定位结果。

配置 LR900

普通 LR900 默认使用双工模式，串口波特率为 57600。为了匹配 MA-RTK-BASE 与 982，应使用微空助手分别配置两端 LR900。详细参数说明见LR900 数传电台用户手册。

两端 LR900 的串口波特率可以不同。地面端 115200 用于匹配基站，机载端 230400 用于匹配 982。

连接地面端数传

1. 使用配套的双头 GH1.25-4P 线材连接 MA-RTK-BASE 和地面端 LR900。
2. 确认地面端 LR900 处于“广播-发射”模式，串口波特率为 115200。
3. 安装 LR900 天线。

连接机载端数传

1. 使用配套的双头 GH1.25-4P 线材连接 982 和机载端 LR900。
2. 确认机载端 LR900 处于“广播-接收”模式，串口波特率为 230400。
3. 安装 LR900 天线。

验证数据链路

按照 RTCM 的流向逐段检查：

1. 基站 → 地面端 LR900：确认基站正常工作并输出 RTCM，4P 线材连接正确，地面端本地串口波特率为 115200。
2. 地面端 LR900 → 机载端 LR900：确认两端已经建立无线连接，LR900 上的绿灯常亮是已配对。检查数传的工作模式、模块地址、频点等参数设置。
3. 机载端 LR900 → 982：确认机载端连接的是 982 的 4P RTCM 端口，而不是飞控串口；机载端本地串口波特率应为 230400。
4. 982 使用 RTCM：通过 MicoConfigurator 查看飞控回传的 GPS_RAW_INT.fix_type。数值由普通 3D Fix 的 3 进入 RTK Float 的 5，并在条件良好时进入 RTK Fixed 的 6，说明 RTCM 已经到达并被 982 使用。
5. 验证链路完整性：关闭地面端 LR900 或断开基站到地面端 LR900 的串口，但保持 982 正常定位。等待 Fix 类型退出 RTK 后恢复链路；Fix 类型能够重新进入 5 或 6，即可确认广播链路有效。

配置双天线航向

MA-RTK-AIR-982 使用 ANT1 与 ANT2 之间的移动基线计算航向。这里的“移动基线”是两根机载天线之间的固定基线。 ArduPilot 需要填写双天线基线的三维方向和长度，再将 EKF 航向源切换为 GPS。PX4 不需要填写基线长度，只需要填写基线相对机头的角度，再启用 GPS 航向融合。

安装双天线

使用双天线航向时，ANT1 为主天线，ANT2 为副天线。两根天线应根据机架结构刚性安装。下图以四旋翼 X 型机架为例，将两根天线安装在机体后方两侧，并以机架中轴左右对称布置。

ArduPilot 和 PX4 的机体坐标轴均采用前、右、下方向：

• X 轴正方向指向机头前方。
• Y 轴正方向指向机体右侧。
• Z 轴正方向指向机体下方。

安装时应确认：

• ANT1 和 ANT2 均已正确连接 982。
• 两根天线间距建议达到 20 cm 或以上。
• 两根天线尽量保持在同一水平高度。
• 两根天线均具有开阔的天空视野。
• 两根天线刚性固定，运行中相对位置不能变化。
• 已测量从 ANT2 指向 ANT1 的 X、Y、Z 位移。
• 天线馈线已经固定，不会拉扯天线或改变天线位置。

在 ArduPilot 中配置

设置 GPS 类型和基础参数

在 MicoConfigurator 的“传感器 → GPS”页面设置：

GPS 安装偏移对应 GPS1_POS_X/Y/Z，参考点是飞行器重心，测量位置是 ANT1 的天线相位中心。这组参数用于补偿天线与机体原点的距离，不是双天线基线参数；ANT1 靠近重心或暂时无法准确测量时可以保持为 0。

设置双天线基线

1. 在全部参数表中找到 GPS1_MB_TYPE，将其设置为 1，即 RelativeToCustomBase。

ArduPilot 4.6 及以上版本使用 GPS1_MB_TYPE 和 GPS1_MB_OFS_X/Y/Z；较早版本可能显示为 GPS_MB1_TYPE 和 GPS_MB1_OFS_X/Y/Z。如果设置类型后没有显示偏移子参数，请刷新参数、重新连接或重启飞控。

2. 测量从 ANT2 指向 ANT1 的位移，并设置以下参数：

以 ANT2 为起点、ANT1 为终点建立向量，这个向量在机体 X、Y、Z 三轴上的分量就是对应偏移量。投影方向与坐标轴正方向一致时填写正值，方向相反时填写负值。

例如，两根天线处于同一高度且间距为 0.30 m：

如果两根天线斜向安装，应分别测量前后、左右和上下三个方向的位移，不能把天线直线距离直接填入某一个轴。

选择 EKF 航向源

1. 确认飞控正在使用 EKF3。
2. 将 EK3_SRC1_YAW 设置为 2，即 GPS。

3. 保存全部参数并重启飞控。

在 PX4 中配置

设置 GPS 协议

1. 在 MicoConfigurator 的“传感器 → GPS”页面，将 GPS1 协议设置为 NMEA (generic)，波特率设置为 230400 或 Auto。

2. 保存参数并重启飞控。

启用双天线航向融合

1. 在全部参数表中找到 EKF2_GPS_CTRL，勾选 Bit 3 Dual antenna heading。

2. 在参数表中找到 GPS_YAW_OFFSET，根据双天线实际安装方向填写角度。

GPS_YAW_OFFSET 表示从 ANT2 指向 ANT1 的基线相对于机头正前方的安装角度。从机体上方俯视，以机头正前方为 0°，角度沿顺时针方向增加。

3. 保存参数并重启飞控。

验证双天线航向

验证双天线航向是否已经正确配置使用，可以参考如下几点：

1. 982 已经输出双天线航向。
2. 航向方向与机头实际方向一致。
3. 飞控 EKF 正在使用该航向。

具体方法如下：

检查原始双天线航向

在室外开阔区域等待两根天线完成搜星，在 MicoConfigurator 的消息页面查看 GPS_RAW_INT.yaw ：

• yaw = 65535：当前没有可用的双天线航向。
• yaw 持续输出有效数值：982 已经计算出双天线航向。

该字段单位为 0.01°，例如 9000 表示 90°、18000 表示 180°。

检查航向方向

将机头对准一个方向已知的固定参照物，然后检查地面站显示的航向：

• 使用手机的指南针功能，将手机顶部与机头方向朝向一致，看航向显示是否与真实方向一致。
• 顺时针旋转机体约 90°，显示航向也应顺时针增加约 90°。
• 分别检查 0°、90°、180° 和 270° 附近的方向。
• 将机体转回原方向，航向应恢复且静止时保持稳定。

常见问题与故障排查

安装相关问题

MicoConfigurator 中显示无 GPS

按以下顺序检查：

1. 982 是否正常供电。
2. 6P 插头方向和线序是否正确。
3. TX1 与飞控 RX、RX1 与飞控 TX 是否交叉连接。
4. 飞控实际连接的是哪个 GPS 接口或 UART。
5. ArduPilot 对应端口是否设置为 GPS，PX4 是否完成 GPS 端口分配。
6. GPS 类型、协议和波特率是否与本教程一致。
7. 修改参数后是否重启飞控。

显示 GPS 未定位

这通常说明串口通信已经正常，问题主要在卫星接收环境。将设备移到真正开阔的室外，检查天线是否连接到 ANT1、接头是否锁紧，并远离图传、数传和高电流线路。冷启动或长时间断电后，首次定位可能需要更长时间。

卫星数不少，但位置仍不稳定

卫星数量不是唯一判断标准。还应检查 Fix 类型、HDOP、水平精度、垂直精度、速度精度、静态地速、地图位置跳动和 EKF 状态。大功率图传等射频干扰可能造成“卫星数看起来正常，但定位质量仍然较差”。

配置相关问题

MicoConfigurator 能收到 RTCM，但一直是 3D Fix

如果 RTCM 接收计数增加而转发计数不增加，应检查飞控是否已连接到 MicoConfigurator。如果接收和转发计数都增加，应检查 982 的 GPS 串口配置、飞控向 982 的 RTCM 注入、基站和机载天线环境，以及基站与机载端之间的距离。

LR900 已连接，但 Fix 类型没有变化

确认地面端为“广播-发射”、机载端为“广播-接收”。地面端串口应匹配基站的 115200，机载端串口应匹配 982 的 230400；两端模块地址、频点和无线速率应正确配对。然后检查地面端是否连接基站 RTCM 输出口、机载端是否连接 982 的 4P 口，以及两处 TX/RX 是否交叉。

GPS_RAW_INT.yaw 一直为 65535

65535 表示当前没有可用的双天线航向。依次检查：

1. ANT1 和 ANT2 是否都已连接。
2. 两根天线是否都在室外开阔环境中。
3. 基线是否过短，建议达到 20 cm 或以上。
4. 天线相对位置是否牢固。
5. ArduPilot 是否设置 GPS1_TYPE = 25、Moving Base 类型和正确的基线偏移。
6. PX4 是否使用 NMEA 协议和 230400 波特率，并启用 EKF2_GPS_CTRL 的 Bit 3。
7. 参数保存后是否重启飞控。

航向与真实机头相差 90°、180° 或 270°

这通常是基线方向配置错误。ArduPilot 应重新检查从 ANT2 指向 ANT1 的 X、Y、Z 偏移；PX4 应重新检查 GPS_YAW_OFFSET。

航向有数值，但转动方向相反

优先检查 ANT1 和 ANT2 是否认反，以及参数中的基线向量是否写成从 ANT1 指向 ANT2。正确方向始终是从副天线 ANT2 指向主天线 ANT1。

RTK 相关问题

GPS 状态无法进入 RTK

常见原因包括：

• 基站架设位置有建筑物等遮挡。
• RTCM 数据没有到达 982 。
• RTCM 延迟过大或链路间歇中断。
• 数传链路堵塞，丢包率异常。
• 天线接头、馈线或供电不稳定。

保证 RTCM 连续，再改善两端的天线环境。不要通过修改飞控 EKF 门限解决 RTK 无法固定的问题。

RTK Fixed 与 RTK Float 频繁切换

检查 RTCM 延迟和无线链路丢包率。确认基站、982 和 LR900 供电稳定，并排查天线附近是否有干扰源，如图传等影响数据链路。