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246
content/posts/rtcm-1005-parsing.md
Normal file
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@ -0,0 +1,246 @@
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id: 3bbc87e8-55cd-4e53-8589-3fc76f6d746e
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slug: rtcm-1005-parsing
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title: RTCM 1005 解析
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summary: ""
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status: published
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tags: []
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cover: ""
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version: 1
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slug_source: manual
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slug_locked: true
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published_at: "2026-01-07T09:27:22+08:00"
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created_at: "2024-07-19T13:02:26+08:00"
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updated_at: "2026-01-07T09:27:22+08:00"
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### 前言
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RTCM 是一种普遍采用的数据传输格式，它是由国际海运事业无线电技术委员会提出的，用于制定在差分全球导航定位系统和实时动态操作时使用的标准。
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下面是技术规范文档：
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- [RTCM3.3 c10403.3_all.PDF](https://rtcm.myshopify.com/products/rtcm-10403-3-differential-gnss-global-navigation-satellite-systems-services-version-3-amendment-2-may-20-2021)
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- [北云科技技术文档](http://www.bynav.cn/media/upload/cms_15/AN018_RTCM3.2%E6%A0%BC%E5%BC%8F%E8%AF%B4%E6%98%8E_%E5%8C%97%E4%BA%91%E7%A7%91%E6%8A%80.pdf)
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第一个文档是官方的，包含了很多的细节，但是需要付费，虽说有其他方式获得，但版权原因还是不在此贴出；
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第二个文档是北云科技的，中文文档虽说少了一些细节，但终究方便阅读，虽然本文不会参考它 :)
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### 文档解读
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RTK的消息类型有很多，初看会很懵，但在只要找到自己想要了解的消息类型即可，在文档的 **3.2 节 Message Type Summary** 中有详细的介绍，本文主要关注 1005 这个消息类型，它由 19 个字节也就是 152 个比特构成，它主要包含基准站位置数据信息，也就是基站的 ECEF 的坐标。
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在正式阅读之前，还需要了解一下数据结构和类型，在文档的 **3.3节 Data Types** 有详细的介绍：
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数据类型很好理解，它规定了数据的范围和构成，后面写程序做转换的时候要严格按照本节的数据结构来实现。
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下面是这个协议具体的内容， 后面会详细分析：
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### 解算
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下面给出一段 RTCM 1005 的原始码流，它是十六进制的 ASCII ：
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````
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D3 00 13 3E D7 D3 02 02 98 0E DE EF 34 B4 BD 62 AC 09 41 98 6F 33 36 0B 98
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````
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在手动计算之前，还需要了解一下它在传输时候的格式，RTCM 数据以帧的形式的传输
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- Preamble ： 同步码（8 bits） ， 11010011 ，其十六进制为 'D3'
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- Reserved ： 保留（6 bits），000000，十六进制为 00
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- Message Length： 长度（10 bits），数据信息的长度，以字节数表示
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- Variable Length Data Message（0-1023 bytes）： 可变长数据消息，长度不定，最大 1023 bytes
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- CRC：校验（24 bits）
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所以 RCTM 1005 每帧大致长这样： **1101 0011 0000 00 + 长度 + 数据 + 校验**
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开头固定为 ： **1101 0011 0000 00** ，十六进制就是 **D30** ，我们再回头看一下原始码流：
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````
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D3 00 13 3E D7 D3 02 02 98 0E DE EF 34 B4 BD 62 AC 09 41 98 6F 33 36 0B 98
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````
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前三个十六进制 ASCII 码 我们就能解析出来了，后面紧跟着的是消息长度，它使用 10 个 bit 存储
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````D3 00 13
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Hex： D3 00 13
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Binary： 1101 0011 0000 0000 0001 0011
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````
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所以，同步码 + 保留 + 长度 总共就用了 24 个 bit ，也就是 3 个字节
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接下来就是可变长度的数据消息了，下面的表格就是 1005 类型的数据内容：
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````
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DATA FIELD DF NUMBER DATA TYPE NO. OF BITS
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Message Number ("1005"=0011 1110 1101) DF002 uint12 12
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Reference Station ID DF003 uint12 12
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Reserved for ITRF Realization Year DF021 uint6 6
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GPS Indicator DF022 bit(1) 1
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GLONASS Indicator DF023 bit(1) 1
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Reserved for Galileo Indicator DF024 bit(1) 1
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Reference-Station Indicator DF141 bit(1) 1
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Antenna Reference Point ECEF-X DF025 int38 38
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Single Receiver Oscillator Indicator DF142 bit(1) 1
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Reserved DF001 bit(1) 1
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Antenna Reference Point ECEF-Y DF026 int38 38
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Quarter Cycle Indicator DF364 bit(2) 2
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Antenna Reference Point ECEF-Z DF027 int38 38
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TOTAL 152
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````
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#### Message Number ("1005"=0011 1110 1101)
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它的长度 12 个比特，也就是 3 个 Hex Ascii 码：
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```
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Hex: 3E D
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Bin: 0011 1110 1101
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Dec: 1005
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```
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将十六进制的 3ED Ascii 码转换为 十进制的数字，我们可以看到它正好是 **1005**
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#### Reference Station ID
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```
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Hex: 7 D3
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Bin: 0111 1101 0011
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Dec: 2003
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```
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#### Reserved for ITRF Realization Year
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Hex：02 02
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Bin：**0000 00**1 00000 0010（取前 6 位 ，也就是 0000 00 = 0）
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#### GPS Indicator
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Hex: 02 02
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Bin：0000 00**1 **00000 0010 （取第 7 位 ，也就是 1）
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#### GLONASS Indicator
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Hex: 02 02
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Bin：0000 001**0** 0000 0010 （取第 8 位 ，也就是 0）
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#### Reserved for Galileo Indicator
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Hex: 02 02
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Bin：0000 0010 **0**000 0010 （取第 9 位 ，也就是 0）
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#### Reference-Station Indicator
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Hex: 02 02
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Bin：0000 0010 0**0**00 0010 （取第 10 位 ，也就是 0）
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#### Antenna Reference Point ECEF-X
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它的长度是 38 bits
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Hex： 02 98 0E DE EF
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Bin: 00**00 0010 1001 1000 0000 1110 1101 1110 1110 1111**
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Dec: 11141045999
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#### Single Receiver Oscillator Indicator
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Hex: 34
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Bin: **0**011 0100 （取第 1 位， 也就是0）
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#### Reserved
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Hex: 34
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Bin: 0**0**11 0100 （取第 2 位， 也就是0）
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#### Antenna Reference Point ECEF-Y
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它的长度是 38 bits
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Hex: 34 B4 BD 62 AC
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Bin: 00**11 0100 1011 0100 1011 1101 0110 0010 1010 1100**
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二进制最高位是 1 ，为负数，所以要取反再加1
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补码： 1**0 1011 0100 1011 0100 0010 1001 1101 0101 0100**
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除去第一位的符号位，后面加粗的就是实际的数值
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Bin: 0 1011 0100 1011 0100 0010 1001 1101 0101 0100
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Hex: 4B 4B 42 9D 54
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Dec: 48507297108
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加上符号位就是 -48507297108
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#### Quarter Cycle Indicator
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Hex: 09
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Bin: **00** 00 1001（取前两位， 也就是 00）
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#### Antenna Reference Point ECEF-Z
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Hex : 09 41 98 6F 33
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Bin: 00**00 1001 0100 0001 1001 1000 0110 1111 0011 0011**
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Dec： 39755214643
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到此为止，手动结算就已完成，若是关注 ECEF XYZ 的取值，则需要回看数据类型，它们的数据类型是 DF025、DF026、DF027
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这张图详细地说明了 ECEF XYZ 的数据类型，数据范围，数据处理
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其中，它是 int38 的有符号38位整数，数据是 0.0001 m
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上面我们算得的数，都应做一个处理：
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ECEF-X ： 11141045999 * 0.0001 = 1114104.5999m
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ECEF-Y： 48507297108*0.0001= -4850729.7108m
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ECEF-Z：39755214643*0.0001 = 3975521.4643m
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（完）
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