ashtech DG16 User manual

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ii DG16 Board & Sensor Reference Manual
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Printed in the United States of America.
Part Number: 630851, Revision A
December, 2001
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Ashtech, the Ashtech logo, DG16, DG14, Evaluate, Edge Correlator, Strobe
Correlator, SSRadio, Sensor II, Receiver Communication Software, and the Thales
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iii
Chapter 1. General Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Hardware Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Board Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Sensor Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Status LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
DG16 Board LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Sensor LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Power Requirements and Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Power Consumption in Sleep Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Power Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Backup Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Interfaces to External Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
DG-16 Board Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
DG16 Sensor Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Radio Interference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Environmental Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
RF Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Hardware Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Receiver Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Firmware Upgrades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
UDM Utility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
DG16 Development Kits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Chapter 2. Getting Started . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Connecting to the DG16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
DG16 Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

iv DG16 Board & Sensor Reference Manual
Antenna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Important Default Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Communication Port Setup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Data Output Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Communicating with the DG16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Chapter 3. Basic Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Message Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
DG16 Input Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
DG16 Message Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
User-Defined Messaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Serial Port Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Session Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Daisy-Chain Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Satellite Tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Parameter Settings and Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Saving Parameter Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Watchdog Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Position and Navigation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Position Modes (Least Squares Algorithm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Position Modes (Kalman Filter Algorithm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Navigation Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Dynamic Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Fixed Altitude Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Point Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Geoid Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Ionospheric Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Magnetic Variation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Setting Antenna Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
NMEA Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Raw Data Output (Optional) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Photogrammetry / Event Marking (Optional) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Time Tagging the Shutter Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Closed-Loop Technique (Advanced Trigger) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Timing Pulse and Measurement Strobe (Optional) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
10 Hz and 20 Hz Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Jam Immunity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Datums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Chapter 4. Differential Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Sources of Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
RTCM Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
RTCM 104 Format, Version 3.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

v
Base Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Setting Up a Differential Base Station. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Moving Base Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Advanced Settings for Differential Base Stations . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Antenna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
Message Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Base Station Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Base Station Antenna Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Using Reference Station ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Reference Station Health . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Other RTCM Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Using a PC Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Remote Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Setting Up a Differential Remote Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Recommended Settings for Differential Remote Stations. . . . . . . . . . . 64
Base Data Latency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
Automatic Differential Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
SBAS Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
Automatic Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Single Automatic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
Dual Automatic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
Manual Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Single Manual Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
Dual Manual Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67
DGPS Positioning Using SBAS Corrections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Utilizing SBAS Channel Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Using SBAS Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Decoding and Outputting SBAS Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Converting SBAS Correction to RTCM SC-104 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Utilizing SBAS Corrections in DGPS Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Utilizing Integrity Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Saving SBAS Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Beacon Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
Automatic Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Single Automatic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
Dual Automatic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
Manual Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Single Manual Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
Dual Manual Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
Working with the Beacon Directory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Blocking RTCM Type 7 Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
Adding Stations to the Beacon Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
Deleting Stations from the Beacon Directory . . . . . . . . . . . . . . . . .74

vi DG16 Board & Sensor Reference Manual
Listing the Current Beacon Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
Saving and Resetting the Beacon Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
Working with Never Used Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Saving and Resetting Beacon Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Output Beacon Data to Serial Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Integrated Differential Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Utilization of Differential Corrections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Primary-Secondary Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Manual Primary-Secondary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Automatic Primary-Secondary: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
Multi-Base Differential Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
Chapter 5. Coordinate Transformation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
Datum to Datum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
Datum to Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
Projection Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Elevation Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Chapter 6. Receiver Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Receiver Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
AJM: In-Band Jam Immunity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
ALT: Ellipsoidal Height . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
ANH: Antenna Height . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
ANT: Set Antenna Offsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
BIT: Operational Diagnostic Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
CLK: Clock Status. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
CRR: Code Correlator Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
CTS: Handshaking Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
DAP: Doppler Averaging Interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
DFO: Remote Station Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
DSY: Daisy Chain Communications Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
DTM: Set Reference Datum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
DUG: GPS/UTC Time Difference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
DYN: Dynamic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
EPG: Kinematic Epoch Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
ERM: Set Position Error Mask Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
FIX: Fixed Altitude Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
FUM: Fix UTM Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
FZN: Select Fixed UTM Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
GDC: 3-D Position in User-defined Grid Coordinates. . . . . . . . . . . . . 115
GRD: Datum to Grid Transformation (Map Projection). . . . . . . . . . . . 117
HDP: HDOP Mask Value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
HGT: Height Model Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

vii
HLP: Help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
HST: Start-up Diagnostic Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
INI: Initialize the Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
ION: Ionospheric and Tropospheric Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
KFP: Kalman Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
KFP,FDE: Kalman Filter Fault Detection and Elimination. . . . . . . . . . 128
KFP,PRI: Kalman Filter Prediction Interval. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
KPI: Known Point Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
LGS: Grid to Grid Transformation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
LPS: Third-Order Loop Tracking Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
LTZ: Local Time Zone. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
OOP: Output Messages Order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
PAR: Query General Receiver Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
PDP: PDOP Mask Value. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
PEM: Position Elevation Mask Value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
PHE: Photogrammetry Edge Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
PMD: Position Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
POS: 3-D Antenna Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
POW: Battery Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
PPO: Point Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
PPR: Position Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
PPS: Pulse Per Second . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
PRT: Serial Port Baud Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
PWR: Receiver Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
RID: Receiver Identification Parameters (Format 1). . . . . . . . . . . . . . 146
RIO: Receiver Identification Parameters (Format 2). . . . . . . . . . . . . . 149
RST: Restore Default Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
SAV: Save Parameter Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
SCM: Smoothing Counter Mask . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
SEM: Secondary Elevation Mask . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
SES,PAR: Session Programming Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
SES,SET: Individual Session Programing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
SMI: Code Measurement Smoothing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
SMV: Speed Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
SNM: Signal-to-Noise Mask . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
SPD: Serial Port Baud Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
STA: Satellite Tracking Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
SUI: Satellite Usage Indicator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
SVP: Include/Exclude Satellites for Position Computations . . . . . . . . 161
SVS: Include/Exclude Satellites for Acquisition and Tracking . . . . . . 162
UCT,UDD,APT: Add point for 3-D Datum Transformation . . . . . . . . . 164
UCT,UDD,CAL: Calculate Datum Transformation Parameters . . . . . 165
UCT,UDD,EST: Estimating a 3-D Datum Transformation . . . . . . . . . 166

viii DG16 Board & Sensor Reference Manual
UCT,UDH,APT: Add Point for Local Geoidal Surface Transformation 166
UCT,UDH,CAL: Calculate Local Geoidal Surface . . . . . . . . . . . . . . . 167
UCT,UDH,EST: Estimating Local Geoidal Surface Transformation . . 167
UCT,UG4,APT: Add Point for Grid Transformation . . . . . . . . . . . . . . 168
UCT,UG4,CAL: Calculate Grid Transformation Parameters . . . . . . . 168
UCT,UG4,EST: Estimating a Grid Transformation . . . . . . . . . . . . . . . 169
UD4: User-Defined Datum to Datum Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . 169
UDD: User-Defined Datum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
UDG: User-Defined Datum to Grid Transformation . . . . . . . . . . . . . . 173
UDH: Geoidal Surface in a Local Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
USE: Satellites for Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
USP: Satellites Used in Position Computation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
UTS: Synchronize with GPS Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
VDP: VDOP Mask. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
VIS: Satellite Visibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Chapter 7. Raw Data Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Message Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Checksum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
CMB: Channel Measure Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
CT1: Combined Measurement/Position Data (Format 1) . . . . . . . . . . 188
CT2: Combined Measurement/Position Data (Format 2) . . . . . . . . . . 190
CT3: Combined Measurement/Position Data (Format 3) . . . . . . . . . . 192
ELM: Elevation Mask for Raw Measurements Outputs . . . . . . . . . . . 194
GGB:GGB Position Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
MBN: Raw Measurements (Ashtech Type 2 Data Structure) . . . . . . . 195
MCA: Raw Measurements (Ashtech Type 3 Data Structure) . . . . . . . 197
MCM: Missile Application Condensed Measurement Record (MACM) 200
MIS: Miscellaneous Data Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
MSB: Encapsulated Data Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
MSV: Minimum Satellites for Raw Measurement Output . . . . . . . . . . 210
PBN: Raw Position Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
RAW: RAW Data Query Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
RCI: Set Output Interval for Raw Messages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
SAL: Satellite Almanac Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
SAW: SBAS Almanac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
SIT: Site Name for Observation Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
SNV: Satellite Ephemeris Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
SNW: SBAS Ephemeris Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
XYZ: 3D Satellite Positions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Chapter 8. NMEA Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Message Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
NME: Enable/Disable All NMEA Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

ix
ALM: Almanac Message. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
CRT: Cartesian Coordinates Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
GDC: Grid Coordinates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
GGA: 3-D GPS Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
GLL: 2-D Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
GNS: GNSS Fix Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
GRS: Satellite Range Residuals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
GSA: DOP and Active Satellites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
GSN: Satellite PRN Number and Signal Strength . . . . . . . . . . . . . . . 243
GST: Pseudo-Range Error Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
GSV: Satellites in View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
GXP: Horizontal Position Message. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
LTN: Position Output Latency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
MSG: Differential Base Station Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
PER: Global Output Interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
POS: Position Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
PTT: Pulse Time Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
RMC: Recommended Minimum Course . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
RRE: Satellite Range Residuals and Position Error . . . . . . . . . . . . . . 270
SAT: Comprehensive Satellite Tracking Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
TCM: Differential Remote Station Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
TTT: Photogrammetry Event Marker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
UKO: UKOOA Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
UTM: Universal Transverse Mercator (UTM) Coordinates . . . . . . . . . 279
VTG: Course and Speed Over the Ground. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
XMG: Exception Messages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
ZDA: Time and Date . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Chapter 9. Differential Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
RTCM Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288
AUT: Automatic Differential Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
BAS: Set Receiver in Differential Base Station Mode. . . . . . . . . . . . . 290
FMT: Differential Output Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
IOD: Ephemeris Data Update Rate for RTCM Base Station. . . . . . . . 290
MAX: Maximum Age Threshold for Differential Corrections . . . . . . . . 291
MSG: Define RTCM Type 16 Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
OFF: Disable Differential Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
QAF: Quality Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
REM: Set Receiver in Differential Remote Station Mode . . . . . . . . . . 293
RPS: Rover Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
RTC: Query RTCM Operating Parameters and Status. . . . . . . . . . . . 294
RTL: User Entered Position Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
SEQ: Verify RTCM Message Sequence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
SLC: Navigational Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

x DG16 Board & Sensor Reference Manual
SPD: Baud Rate for RTCM Message Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
STH: Differential Base Station Health. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
STI: Differential Base/Remote Station ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
TAG: RTCM SC-104 Version . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
TYP: Enable/Disable Output of RTCM Message Types . . . . . . . . . . . 301
UDR: UDRE Acceptance Threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
SBAS Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304
SBA: Query SBAS Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
CDU: Channel Data Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
DAM: Dual Automatic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
DAT: SBAS Output Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
INF: SBAS Information Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
INT: Integrity Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
MAN: Single Manual SBAS Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
MAN: Dual Manual SBAS Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
OFF: Disable SBAS Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
PAR: Partial SBAS Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
RTC: SBAS to RTCM Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
SAM: Single Automatic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
SSO: SBAS Satellite Search Order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
USE: SBAS Satellites for Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
USP: SBAS Satellites Used in Position Computation. . . . . . . . . . . . . 313
Beacon Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314
ADD: Add Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
ALM: Internal Almanac Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
CHN: Assign Beacon Station Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
CLR: Clear Never-Use Mark. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
DIR: Beacon Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
DIR,CLR: Erase Beacon Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
DIR,DEL: Delete Beacon Station from Beacon Directory . . . . . . . . . . 320
DIR,INI: Reset Beacon Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
MAN: Manual Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
MOD: Query Beacon Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
MOD,AUT,SNG: Set Single Automatic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
MOD,AUT,DUA: Set Dual Automatic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
NVR: Never Use Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
OUT: Serial Port for Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
RST: Reset Beacon Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
RT7: Blocking RTCM Message Type 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
SAV: Save Beacon Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
Appendix A. UDM Utility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Installing UDM Utility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .325

xi
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .325
Components of UDM Utility. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .326
Creating a New Project. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Opening an Existing Project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Understanding UDM Utility Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Folder List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .327
Message Parameters Pane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .328
Warning Window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330
Creating a Custom Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
Editing Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
Defining Message Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
Uploading Messages to a Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332
Appendix B. Floating Point Data Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Sign Bit Field. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Exponent Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Fraction Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
The Represented Value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
Single-Precision Float . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .334
Double-Precision Float . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .335
Appendix C. Global Product Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
Solutions for Common Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .338
Corporate Web Page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .339
Repair Centers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .340
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .341
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .355

xii DG16 Board & Sensor Reference Manual

xiii
Figure 1.1. DG16 and DG14 GPS Board Dimensions—inches [mm] . . . . . . . . .5
Figure 1.2. DG16 Sensor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Figure 1.3. Pin Configuration of the J301Connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Figure 1.4. External Equipment Interfacing Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Figure 1.5. DG16 Sensor Power-I/O Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Figure 1.6. DG16 Board Development Kit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
Figure 1.7. DG16 Sensor Development Kit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Figure 2.1. DG16 Board Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Figure 3.1. GPS Epochs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
Figure 3.2. PPS Synchronization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Figure 3.3. Timing Pulse Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Figure 3.4. Relationship of GPS Time in PRN Record to Output of
1PPS Pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Figure 3.5. Rotation and Translation Between Coordinate Systems . . . . . . . . .51
Figure 4.1. RTCM Base Station System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Figure 4.2. RTCM Remote System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Figure 4.1. Rotation and Translation Between Coordinate Systems . . . . . . . . .82
Figure 4.2. Mercator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
Figure 4.3. Transverse Mercator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
Figure 4.4. Oblique Mercator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
Figure 4.5. Stereographic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
Figure 4.6. Lambert Conformal Conic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
Figure 4.7. SEM Mask Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Figure 4.8. Rotation and Translation Between the WGS-72 and
WGS-84 Coordinate Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
Figure A.1. Component of UDM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .326
Figure A.2. Folder List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
Figure A.3. Message Parameter Pane. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328

xiv G12 GPS OEM Board & Sensor Reference Manual

xv
Table 1.1. DG16 Performance Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Table 1.2. DG16 Board LED Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Table 1.3. DG16 Sensor LED Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Table 1.4. DG16 Board and Sensor Power Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Table 1.5. J301 Pin Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Table 1.6. $PASHR,RIO Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Table 1.7. DG16 Option Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Table 1.8. Example RIO Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Table 2.1. Antenna Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Table 2.2. Antenna LNA Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Table 2.3. DG16 Communication Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Table 3.1. Dynamic Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Table 3.2. Ellipsoid Parameters for WGS-72 and WGS-84 . . . . . . . . . . . . . . 50
Table 4.1. RTCM Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Table 4.2. Differential Base Station Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Table 4.3. Differential Remote Station Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Table 4.4. Auto Differential Modes and Position Output . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Table 4.5. $PASHS.BCN,DIR,ADD Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Table 4.6. $PASHR,BCN,DIR Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Table 4.7. Saving and Resetting Beacon Directory Commands. . . . . . . . . . . 75
Table 4.8. Saving and Resetting Beacon Parameters Commands. . . . . . . . . 76
Table 5.1. User Coordinate Transformation Functionalities . . . . . . . . . . . . . . 80
Table 5.2. Ellipsoid Parameters for WGS-72 and WGS-84 . . . . . . . . . . . . . . 81
Table 6.1. Command Parameter Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Table 6.2. Query Command Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Table 6.3. Receiver Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Table 6.4. Antenna Offsets Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Table 6.5. ANT Message Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Table 6.6. $PASHR,BIT Response Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

xvi DG14 and DG16 Board & Sensor Reference Manual
Table 6.7. $PASHQ,CLK Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Table 6.8. $PASHR,CRR Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Table 6.9. Typical CRR Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Table 6.10. $PASHR,CTS Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Table 6.11. Typical CTS Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Table 6.12. $PASHR,DAP Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Table 6.13. $PASHR,DFO Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Table 6.14. Daisy Chain Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Table 6.15. Predefined Datums and Associated Reference Ellipsoids . . . . . . 106
Table 6.16. Predefined Ellipsoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Table 6.17. $PASHR,DUG Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Table 6.18. Dynamic Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Table 6.19. ERM Message Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Table 6.20. GDC Message Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Table 6.21. Typical GDC Response Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Table 6.22. $PASHS,HGT Parameter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Table 6.23. $PASHQ,HLP Command Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Table 6.24. $PASHQ,HST Response Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Table 6.25. Serial Port Baud Rate Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Table 6.26. Memory Reset Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Table 6.27. $PASHR,ION Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Table 6.28. KFP Message Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Table 6.29. $PASHS,KPI Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Table 6.30. $PASHR,LPS Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Table 6.31. Typical LPS Response Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Table 6.32. PAR Response Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Table 6.33. $PASHR,PHE Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Table 6.34. Typical PHE Response Message. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Table 6.35. $PASHS,POS Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Table 6.36. $PASHR,POS Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Table 6.37. $PASHS,POW Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Table 6.38. POW Message Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Table 6.39. $PASHR,PPR Response Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Table 6.40. $PASHR,PPS Message Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Table 6.41. $PASHR,PRT Message Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Table 6.42. DG16 Baud Rate Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Table 6.43. $PASHR,RID Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Table 6.44. Available DG16 Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Table 6.45. $PASHR,RID Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Table 6.46. RIO Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Table 6.47. $PASHR,RIO Fields. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Table 6.48. SES,PAR Message Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Table 6.49. SES,SET Message Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

xvii
Table 6.50. SES Message Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Table 6.51. DG16 Baud Rate Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Table 6.52. STA Response Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Table 6.53. MCA Good/Bad Flags and SAT Messages When SUI is ON . . . 160
Table 6.54. $PASHR,SVP Message Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Table 6.55. $PASHR,SVP Message Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Table 6.56. $PASHR,SVS Message Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Table 6.57. $PASHR,SVS Message Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Table 6.58. $PASHS,UCT,UDD,APT Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Table 6.59. $PASHS,UTC,UDD,CAL Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Table 6.60. $PASHS,UCT,UDD,EST Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Table 6.61. $PASHS,UCT,UDH,APT Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Table 6.62. $PASHQ,UCT,UDH,CAL Response Parameters. . . . . . . . . . . . . 167
Table 6.63. $PASHS,UCT,UG4,APT Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Table 6.64. $PASHR,UCT,UG4,CAL Response Parameters . . . . . . . . . . . . . 169
Table 6.65. $PASHS,UD4 Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Table 6.66. User-defined Datum Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Table 6.67. Ellipsoid Parameters for WGS-72 and WGS-84 . . . . . . . . . . . . . 172
Table 6.68. UDG Structure for Equatorial Mercator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Table 6.69. UDG Structure for Transverse Mercator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Table 6.70. UDG Structure for Oblique Mercator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Table 6.71. UDG Structure for Stereographic (Polar and Oblique). . . . . . . . . 175
Table 6.72. UDG Structure for Lambert Conformal Conic for SPC83
(Two Standard Parallels Form) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
Table 6.73. UDG Structure for Lambert Conformal Conic for SPC27. . . . . . . 176
Table 6.74. UDG Structure for Transverse Mercator for SPC27. . . . . . . . . . . 176
Table 6.75. UDG Structure for Transverse Mercator for SPC27 for
Alaska Zones 2 through 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Table 6.76. $PASHR,VIS Response Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Table 7.1. Raw Data Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Table 7.2. $PASHR,CMB Data String. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Table 7.3. $PASHR,CT1 Data String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Table 7.4. $PASHR,CT2 Data String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Table 7.5. $PASHR,CT3 Data String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Table 7.6. $PASHR,GGB Data String. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Table 7.7. $PASHR,MBN Data String. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Table 7.8. $PASHR,MCA Data String. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Table 7.9. MACM Data String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Table 7.10. $PASHR,MIS Response Format for Message Type 1 . . . . . . . . . 204
Table 7.11. $PASHR,MSB Response Format for Message Type 1 . . . . . . . . 207
Table 7.12. $PASHR,MSB Response Format for Message Type 3 . . . . . . . . 208
Table 7.13. $PASHR,MSB Response Format for Message Type 18 . . . . . . . 208
Table 7.14. $PASHR,MSB Response Format for Message Type 19 . . . . . . . 209

xviii DG14 and DG16 Board & Sensor Reference Manual
Table 7.15. PBN Data String. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
Table 7.16. $PASHQ,RAW Response Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Table 7.17. Raw Data Update Rate Options and Settings . . . . . . . . . . . . . . . 213
Table 7.18. $PASHR,SAL Data String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Table 7.19. $PASHR,SAW Data String. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Table 7.20. $PASHQ,SNV Response Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Table 7.21. $PASHQ,SNW Response Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Table 4.22. XYZ Data String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Table 8.1. NMEA Data Message Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Table 8.2. ALM Response Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Table 8.3. Typical ALM Response Message. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Table 8.4. $PASHR,CRT Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Table 8.5. GDC Message Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
Table 8.6. Typical GDC Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Table 8.7. $GPGGA Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Table 8.8. Typical GGA Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Table 8.9. $GPGLL Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Table 8.10. Typical GLL Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Table 8.11. $GPGNS Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Table 8.12. $GPGRS Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
Table 8.13. Typical GRS Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
Table 8.14. $GPGSA Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Table 8.15. Typical $GPGSA Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Table 8.16. $GPGSN Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Table 8.17. Typical GSN Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
Table 8.18. $GPGST Message Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Table 8.19. Typical GST Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
Table 8.20. $GPGSV Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
Table 8.21. Typical GSV Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
Table 8.22. GXP Message Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Table 8.23. Typical GXP Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Table 8.24. $PASHR,LTN Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Table 8.25. $PASHQ,LTN Query Response. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Table 8.26. Common MSG Data Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Table 8.27. Remainder of Type 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Table 8.28. Remainder of Type 2 Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Table 8.29. Remainder of Type 3 Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Table 8.30. Remainder of Type 16 Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Table 8.31. Remainder of Type 18 Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Table 8.32. Remainder of Type 19 Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Table 8.33. Typical MSG message for RTCM Type 01 . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Table 8.34. Typical MSG message for RTCM Type 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Table 8.35. Typical MSG Message for RTCM Type 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

xix
Table 8.36. Typical MSG Message For RTCM Type 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Table 8.37. Typical MSG Message For RTCM Type 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Table 8.38. Typical MSG Message For RTCM Type 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Table 8.39. POS Response Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Table 8.40. Typical POS Response Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Table 8.41. $PTT Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Table 8.42. $GPRMC Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Table 8.43. Typical RMC Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Table 8.44. $GPRRE Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
Table 8.45. Typical RRE Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
Table 8.46. $PASHR,SAT Message Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Table 8.47. Typical SAT Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Table 8.48. $PASHS,NME,TCM Response Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Table 8.49. Typical TCM Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Table 8.50. $PASHR,TTT Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Table 8.51. Example TTT Response Message. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Table 8.52. $GPUKO Response message format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Table 8.53. $PASHR,UTM Message Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Table 8.54. Typical UTM Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Table 8.55. $GPVTG Response Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Table 8.56. Typical VTG Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Table 8.57. $PASHR,XMG Exception Number Descriptions . . . . . . . . . . . . . 284
Table 8.58. $GPZDA Message Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
Table 8.59. Typical ZDA Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
Table 9.1. RTCM Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Table 9.2. $PASHR,RTC,RPS Response Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Table 9.3. RTC Response Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Table 9.4. $PASHR,RTL Response Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
Table 9.5. Available Output Bit Rates for RTCM Messages . . . . . . . . . . . . . 299
Table 9.6. $PASHS,RTC Health of Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Table 9.7. $PASHS,RTC,TYP Message Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Table 9.8. SBAS Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
Table 9.9. $PASHQ,SBA Response Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
Table 9.10. $PASHS,SBA,CDU parameter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
Table 9.11. $PASHR,SBA,DAT Response Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Table 9.12. $PASHR,SBA,INF Response Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
Table 9.13. $PASHS,SBA,RTC Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Table 9.14. Beacon Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Table 9.15. $PASHS,BCN,DIR,ADD Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
Table 9.16. $PASHR,BCN,ALM Response Message Parameters . . . . . . . . . 317
Table 9.17. $PASHS,BCN,CHN Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Table 9.18. $PASHR,BCN,DIR Response Message Parameters. . . . . . . . . . 319
Table 9.19. $PASHR,BCN,NVR Response Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . 321

xx DG14 and DG16 Board & Sensor Reference Manual
Table 9.20. Restarting the Beacon Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
Table A.1 Message Parameter Pane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
Table B.1. Single-Precision Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
Table B.2 Double-Precision Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
Table C.1. GPS Product Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338