Ntrip通讯协议1.016.09.doc

Ntrip通讯协议1.0
1 什么是Ntrip？
CORS（Continuously Operating Reference Stations）就是网络基准站，通过网络收发GPS差分数据。用户访问CORS后，不用单独架设GPS基准站，即可实现GPS流动站的差分定位。
访问CORS系统，就需要网络通讯协议。NTRIP（ Networked Transport of RTCM via Internet Protocol）是CORS系统的通讯协议之一。
2 系统组成
使用NTRIP通讯协议的CORS系统，其组成请参考下图

图1 Ntrip系统组成
NtripSource 用来产生GPS差分数据，并把差分数据提交给NtripServer
NtripServer 负责把GPS差分数据提交给NtripCaster
NtripCaster 差分数据中心，负责接收、发送GPS差分数据
NtripClient 登录NtripCaster后，NtripCaster把GPS差分数据发送给它
NtripSource 和 NtripServer 一般已经集成到一台GPS基准站内，GPS基准站产生差分数据（扮演着NtripSource的角色），然后再通过网络发送给NtripCaster（扮演着NtripServer的角色）
NtripSource 和 NtripServer也可以分开：GPS基准站产生差分数据，然后通过串口发送给一个程序，这个程序再把差分数据发送给NtripCaster。这里GPS基准站扮演着NtripSource的角色，程序扮演着NtripServer的角色。
NtripCaster一般就是一台固定IP地址的服务器，它负责接收、发送差分数据。给NtripClient发送差分数据时有两种方案：一是直接转发NtripSource产生的差分数据；二是通过解算多个NtripSource的差分数据，为NtripClient产生一个虚拟的基准站（即VRS）。
NtripClient一般就是GPS流动站。登录NtripCaster后，发送自身的坐标给NtripCaster。NtripCaster选择或产生差分数据，然后发送给NtripClient。这样GPS流动站即可实现高精度的差分定位。
3 NtripServer
NtripServer访问NtripCaster的步骤
1、与NtripCaster建立TCP连接；
2、给NtripCaster发送如下数据（↙表示\r\n即0DH和0AH）：
SOURCE letmein /Mountpoint↙
Source-Agent: NTRIP NtripServerCMD/1.0↙
↙
上面的Mountpoint是挂载点名称，注意它前面的/不能省略。NtripServer可能有多个，挂载点用来区分它们。
上面的letmein是此挂载点对应的密码。没有密码，随便一个程序都能连上挂载点，整个系统就很容易受到恶意攻击。
“Source-Agent: NTRIP NtripServerCMD/1.0”这一行不是必需的。它说明了NtripServer的软件名称和版本号。这里的软件名称为NtripServerCMD，版本号为1.0。
3、NtripCaster给NtripServer的回复
挂载点、密码均有效，返回：
ICY 200 OK↙
挂载点或密码无效，返回：
ERROR - Bad Password↙
4、NtripServer给NtripCaster发送差分数据
NtripCaster回复ICY 200 OK后，NtripServer就可以给NtripCaster发送差分数据了。
4 NtripClient
NtripClient访问NtripCaster，一般有两个目的：获取源列表、获取差分数据。下面分别进行介绍。
4.1 获取源列表
多个NtripServer给NtripCaster发送差分数据，这样NtripCaster获得的差分数据就有多个。NtripClient在获取差分数据之前，需要知道差分数据有几个？分别是什么格式的？……这就需要获取源列表，获取步骤如下：
1、与NtripCaster建立TCP连接；
2给NtripCaster发送如下数据：
GET / HTTP/1.0↙
User-Agent: NTRIP GNSSInternetRadio/1.4.10↙
Accept: */*↙
Connection: close↙
↙
“User-Agent: NTRIP GNSSInternetRadio/1.4.10”说明了NtripClient的软件名称和版本号。这里的软件名称为GNSSInternetRadio，版本号为1.4.10。
3、NtripCaster将返回如下数据，然后自动断开TCP连接
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↙
源列表数据以SOURCETABLE开头，以ENDSOURCETABLE结尾。
200 OK 表示一切正常。
“Server: NTRIP Trimble NTRIP Caster”是对NtripCaster软件的说明。
“Date: 02/Jun/2010:14:13:32 UTC”表示当前时刻。其格式并不固定，如：
Date: Sun, 01 May 2016 08:40:39 中国标准时间↙
以下内容就是源列表数据。“Content-Length: 441”表示源列表数据的字节数为441，含每行结尾的\r\n。
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;;↙
源列表数据中，一行表示一个挂载点。每行以分号分隔，其含义请见下表
序号
示例
说 明
1
STR
类型STR/CAS/NET，这里只对STR进行说明
2
RTCM23
挂载点（Mountpoint）
3
RTCM23
identifier
4
RTCM 2.3
差分数据格式
5
1(1),3(10)
数据1（1秒输出一次）；数据3（10秒输出一次）
6
2
载波相位数据 0—无 1—单频 2—双频
7
GPS
导航系统，如：GPS、GPS+GLOEGNOS
8
SGNET
网络
9
CHN
国家
10
31
纬度
11
121
经度
12
1
是否需要发送NMEA。0—不需要 1—需要
13
1
基站类型：0—单基站 1—网络
14
SGCAN
产生此数据流的软件名称
15
None
压缩算法
16
B
访问保护 N—None B—Basic D—Digest
17
N
Y/N
18
0
比特率
19

上文提到，NtripCaster给NtripClient发送差分数据时分两种情况：
1、直接转发NtripSource产生的差分数据。在这种情况下，NtripClient只要指定挂载点即可；
2、通过解算多个NtripSource的差分数据，为NtripClient产生一个虚拟的基准站。在这种情况下，NtripClient不仅要指定挂载点，还要发送自身的坐标给NtripCaster，NtripCaster根据这个坐标才能产生虚拟基准站。
NtripClient给NtripCaster发送自身坐标，用到的就是NMEA里的GGA数据。上表的第12个数据说明了是否需要给NtripCaster发送GGA数据，0表示不需要，1表示需要。
4.2 获取差分数据
NtripClient获取差分数据的过程如下：
1、与NtripCaster建立TCP连接；
2、给NtripCaster发送如下命令
GET /RTCM23 HTTP/1.0↙
User-Agent: NTRIP GNSSInternetRadio/1.4.10↙
Accept: */*↙
Connection: close↙
Authorization: Basic VXNlcjpQd2Q=↙
↙
上面的RTCM23是挂载点名称。
VXNlcjpQd2Q=是用户名、密码的Base64编码，解码后就是User:Pwd。也就是说用户名为User、密码为Pwd，它们之间以冒号分隔。
3、NtripCaster的回复
如果用户名、密码、挂载点均有效，将返回如下数据：
ICY 200 OK↙
Server: Trimble-iGate/1.0↙
Date: Wed, 18 May 2016 07:20:55 中国标准时间↙
↙
200 OK 表示一切正常。注意：有的服务器只返回200 OK，其余数据行不返回；有的服务器返回的200 OK后面没有回车、换行。
如果用户名、密码、挂载点无效，将返回如下数据：
HTTP/1.0 401 Unauthorized↙
4、给NtripCaster发送GGA数据
GGA数据的示例如下
$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，有的挂载点需要发送GGA数据，有的挂载点不需要发送GGA数据；
2、UTC时刻格式必须为hhmmss，如：80331是不行的，必须改为080331；
3、校验码必须正确。