SLAM算法与工程实践——RTKLIB编译

SLAM算法与工程实践系列文章

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前言

这个系列的文章是分享SLAM相关技术算法的学习和工程实践

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SLAM算法与工程实践——RTKLIB编译

Ubuntu下rtklib库编译&安装

Windows下的编译方法网上教程很多，这里主要讲Ubuntu下的编译方法

官网地址：https://www.rtklib.com/

编译CUI APs

RTKLIB使用手册上的安装说明/P88

如果是2.4.2版本

其实就是打开你要编译的软件的文件夹，比如我编译的是str2strc这个软件，路径就是RTKLIB/app/str2str/gcc

vi makefile

然后依次运行

make
make install

它要是告诉你没权限的话，那就提升权限：

sudo su

我这里是2.4.3版本的，与2.4.2差别比较大

具体命令如下

cd RTKLIB/app/consapp/rtkrcv/gcc

编辑并更改makefile来调整文件以适应自己的环境

vi makefile

默认安装路径为系统路径

BINDIR = /usr/local/bin

将其修改为自己的路径，比如自己的工作空间的路径

BINDIR = /home/jin/my_ws/rtklib_study/RTKLIB-rtklib_2.4.3/bin

BINDIR = /home/jin/my_ws/rtklib_study/RTKLIB-master/bin

然后执行make来编译AP，以及make install来安装二进制文件到对应的bin目录下。

make
make install

make后会生成很多的 .o 文件

然后安装

或者直接修改最高级的makefile后，一起批量编译

BINDIR = /home/jin/my_ws/rtklib_study/RTKLIB-rtklib_2.4.3/bin

然后编译安装

make
make install

如果出现 iers.a 文件的报错，见后面的错误处理

如果需要清除已经编译和安装好的二进制文件，使用命令

make clean

命令说明

关于命令的使用方法手册中有详细的说明

RTKRCV说明文档

RNX2RTKP文档说明

rnx2rtkp是一个用于GNSS（全球导航卫星系统）数据处理的软件工具。它主要用于将原始的GNSS观测数据（通常以RINEX格式存储）转换成精密的定位解决方案。这个工具的全称是"RINEX to RTKLIB Post-Processing"，它基于RTKLIB，是一个开源的实时运动定位库。

具体而言，rnx2rtkp的功能包括：

1. 数据预处理： 从RINEX格式的原始GNSS观测数据中提取必要的信息。
2. 定位解算： 利用RTKLIB的算法，进行精密的实时运动定位解算。
3. 输出结果： 生成定位结果，包括位置、速度等信息，以便进一步分析或应用。

阅读 RINEX OBS/NAV/GNAV/HNAV/CLK, SP3, SBAS 消息日志文件和计算接收器（漫游者）位置和输出位置解决方案。

第一个 RINEX OBS 文件应包含接收器（漫游者）观测值。 对于相对模式，第二个 RINEX OBS 文件应包含参考（基站）接收器观测值。 至少一个 RINEX NAV/GNAV/HNAV 文件应包含在输入文件中。

若要使用SP3精确的星历，请指定文件中的路径。 SP3文件的扩展应为 .sp3 或 .eph。 所有输入文件路径都可以包括通配符 (*)。 为避免命令行部署通配符，请使用ʺ …ʺ用于通配符的路径。

命令行选项如下（[]：默认值）。 使用 -k 选项，处理选项是从配置文件。 在这种情况下，命令行选项先于配置文件中的选项。 为了配置文件，请参阅 B.4。

windows下的一个例子为

.\rtklib.exe -x 5 -p 0 -m 15 -n -o D:\\source\\RTKLIBrtklib_2.4.3\\rtklib\\out.pos D:\\source\\RTKLIBrtklib_2.4.3\\test\\data\\rinex\\07590920.05o D:\\source\\RTKLIBrtklib_2.4.3\\test\\data\\rinex\\07590920.05n

我在项目的根目录下新建一个 output 文件夹，用于存储输出的文件

我这里的例子为

./rnx2rtkp -x 5 -p 0 -m 15 -n -o /home/jin/my_ws/rtklib_study/RTKLIB-rtklib_2.4.3/output/out.pos /home/jin/my_ws/rtklib_study/RTKLIB-rtklib_2.4.3/test/data/rinex/07590920.05o /home/jin/my_ws/rtklib_study/RTKLIB-rtklib_2.4.3/test/data/rinex/07590920.05n

程序运行结果如下

运行结束后，在指定的 output 文件夹中输出了两个文件

STR2STR说明文档

输入数据来自流和分割并将它们输出到多个流中，输入流可以是串行的，TCP客户端，TCP服务器，NTRIP客户端或文件。 输出流可以是串行，TCP客户端，TCP服务器，NTRIP
服务器或文件。 STR2STR是一种居民类型应用程序。 要停止它，如果前景运行或发送信号SIGINT以进行背景过程。 如果运行前景或发送信号sigint以进行背景过程。

如果输入流和输出流都遵循#format，则输入消息的格式转换为输出。 要指定输出消息，请使用-MSG选项。命令选项如下。

出现的错误

在编译 rnx2rtkp 时出现下面的错误

没有 ../../../../lib/iers/gcc/iers.a 文件

error: ../../../../lib/iers/gcc/iers.a: No such file or directory

解决办法：

进入到 RTKLIB-rtklib_2.4.3/lib/iers/gcc 文件夹中编译得到 iers.a 文件

sudo apt-get install gfortran

cd ../../../lib/iers/gcc/
# 编译得到iers.a
make 

# 如果需要安装的话再 make install
# make install

# 如果是安装到系统路径
# sudo make install

编译完成后得到 iers.a 文件

再接着编译就没问题了

编译成可调用库文件

下载rtklib源码，编译成静态库并安装（如果编译成动态库，会有解决不了的错误，见错误2）

git clone https://github.com/tomojitakasu/RTKLIB.git
cd RTKLIB/src

在RTKLIB/src目录下添加CMakeLists.txt文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.1)
project(rtklib)

add_definitions(-DTRACE)#enable trace in rtklib

set(RTKLIB_SRC convkml.c convrnx.c datum.c download.c ephemeris.c geoid.c ionex.c lambda.c options.c pntpos.c postpos.c ppp_ar.c ppp.c preceph.c qzslex.c rcvraw.c rinex.c rtcm2.c rtcm3.c rtcm3e.c rtcm.c rtkcmn.c rtkpos.c rtksvr.c sbas.c solution.c stream.c streamsvr.c tle.c)
add_library(rtklib STATIC ${RTKLIB_SRC})

install(TARGETS rtklib
        LIBRARY DESTINATION lib
        ARCHIVE DESTINATION lib)

install(FILES rtklib.h DESTINATION include)

实际上我使用的cmake代码为

cmake_minimum_required(VERSION 3.1)
project(rtklib)

add_definitions(-DTRACE)#enable trace in rtklib

#set(RTKLIB_SRC convkml.c convrnx.c datum.c download.c ephemeris.c geoid.c ionex.c lambda.c options.c pntpos.c postpos.c ppp_ar.c ppp.c preceph.c qzslex.c rcvraw.c rinex.c rtcm2.c rtcm3.c rtcm3e.c rtcm.c rtkcmn.c rtkpos.c rtksvr.c sbas.c solution.c stream.c streamsvr.c tle.c)

include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR})

# 搜索指定目录下源文件
# file(GLOB_RECURSE RTKLIB_SRC ${PROJECT_SOURCE_DIR}/*.c)
file(GLOB RTKLIB_SRC ${PROJECT_SOURCE_DIR}/*.c)
file(GLOB RTKLIB_SRC_RCV ${PROJECT_SOURCE_DIR}/rcv/*.c)

# 设置库的输出位置，如果需要将库编译后安装到系统路径，则注释这一句，将最后的两个install命令解开注释
set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib)

add_library(rtklib STATIC ${RTKLIB_SRC} ${RTKLIB_SRC_RCV})
target_link_libraries(rtklib pthread)


# install(TARGETS rtklib
        LIBRARY DESTINATION lib
        ARCHIVE DESTINATION lib)

# install(FILES rtklib.h DESTINATION include)

这里install的目标类型对应的有三种，ARCHIVE 特指静态库，LIBRARY 特指动态库，RUNTIME特指可执行目标二进制。

如果不指定安装路径，即设置 CMAKE_INSTALL_PREFIX 变量的值，则默认安装路径为 /usr/local

一般编译好的动静态库放到 /usr/local/lib/ 中，头文件放到 /usr/local/include/ 中

常我们会把可执行文件、静态库、动态库会分别放在不同的路径，如下：

文件类型	路径	备注
可执行文件	usr/bin 、usr/local/bin	-
静态库(*.a)	usr/lib、usr/local/lib	-
动态库(*.so)	usr/lib、usr/local/lib	-
头文件(*.h)	usr/include、usr/local/include	-

然后编译安装

mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install

此时rtklib已经作为静态库被安装在系统目录下， 基于rtklib二次开发也不用带源码了，直接引用静态库即可.

注意-DTRACE的做用是打开trace开关，遇到问题调试起来会快不少.

添加如下几行代码， 就可以使能trace功能

traceopen("rtklib.trace");
tracelevel(5);
//
code//
//
traceclose();

你的目录下会多一个rtklib.trace的文件, 记录了代码执行的关键路径.

出现的错误

错误1

编译rtklib源码src为库文件时显示没有 qzslex.c 这个文件

我这里使用的是 2.4.3 版本

而 2.4.2 版本是有这个文件的，https://github.com/tomojitakasu/RTKLIB/tree/master/src

将库换成2.4.2版本来编译，因为这个演示仓库中的示例代码是基于2.4.2写的，2.4.2和2.4.3的函数接口有些不一样

错误2

编译learning_rtklib时出现很多的未定义

搜索 input_gw10f 发现这个函数在 rcv 文件夹下，之前没有添加进去

修改 CMakeLists.txt 文件，添加 src/crv/ 文件夹下的文件后，报错少了很多，记得还要添加头文件的路径，虽然只有以一个 rtklib.h

/usr/bin/ld: /home/jin/my_ws/rtklib_study/learning_rtklib-master/lib/librtklib.so: undefined reference to `pthread_create'
/usr/bin/ld: /home/jin/my_ws/rtklib_study/learning_rtklib-master/lib/librtklib.so: undefined reference to `settime'
/usr/bin/ld: /home/jin/my_ws/rtklib_study/learning_rtklib-master/lib/librtklib.so: undefined reference to `settspan'
/usr/bin/ld: /home/jin/my_ws/rtklib_study/learning_rtklib-master/lib/librtklib.so: undefined reference to `showmsg'
/usr/bin/ld: /home/jin/my_ws/rtklib_study/learning_rtklib-master/lib/librtklib.so: undefined reference to `pthread_join'

搜索 pthread_create，发现这个函数定义在系统的头文件中，pthread.h 的路径为 /usr/include/pthread.h

注意，这里是编译好的库 librtklib.so 中未定义 pthread_create 、pthread_join、settime、settspan、showmsg

在 RTKLIB-master/src/CMakeLists.txt 中先寻找 Threads 库，然后链接到 rtklib 库中

find_package(Threads REQUIRED)
target_link_libraries(rtklib Threads::Threads)

# 或者直接链接 pthread
target_link_libraries(rtklib pthread)

这时 pthread_create 和 pthread_join 的错误消失了

剩下的三个函数定义在 rtklib.h 文件中

实现在 rtkcmn.c 中，但是没有实现任何功能

ConvBin Depends on GUI extern functions #621 也遇到一样的问题

我这里本来编译成的是动态库(SHARED)，最后编译将源文件成**静态库(STATIC)**就没问题了

示例代码编译&运行

从 https://github.com/libing64/learning_rtklib 处下载示例代码，然后编译执行

cd rtklib_example
mkdir build
cd build
cmake ..
make
./rinex_example
./satpos_example
./spp_example
./rtk_example
./ppp_satpos_example
./ppp_example

编译成功

这里以执行 ppp_example为例

执行完成后，在可执行文件处生成一个文件 ppp.trace

译图形界面qtapp

原版RTKLIB不支持Linux下编译图形界面，要使用修改过的demo5版本才可以

demo5版本：https://github.com/rtklibexplorer/RTKLIB

先查询自己的QT版本

qmake -v

安装依赖

sudo apt-get update
sudo apt install build-essential
sudo apt-get install libpng-dev
sudo apt-get install qt5-default libqt5serialport5-dev

第一行可能不是必需的，它只是更新以下命令的包列表。

第二行安装最常用的构建工具，

第三行安装“png”库，

最后一行安装 Qt 工具。

demo5的文档也说了功能不全

GUIs (Qt based - available but not fully supported)

命令如下

cd app/qtapp
qmake
make
./install_qtapp

先 qmake

然后make

编译完后，会在每个文件夹中生成可执行文件

然后安装

将可执行文件复制到了如下所示的位置，可以修改makefile中的输出路径，设置自己的输出位置

启动程序

./rtkplot_qt 

File->open solution-1，找到前面生成的out.pos，并打开

补充：为原版RTKLIB添加CMakeLists.txt管理

在原项目的根目录下、src文件夹下、app/consapp下各添加一个CMakeLists.txt，

# src文件夹结构如下
src
├── build
├── CMakeLists.txt
├── convgpx.c
├── convkml.c
├── convrnx.c
├── datum.c
├── download.c
├── ephemeris.c
├── geoid.c
├── gis.c
├── ionex.c
├── lambda.c
├── options.c
├── pntpos.c
├── postpos.c
├── ppp_ar.c
├── ppp.c
├── preceph.c
├── rcv
├── rcvraw.c
├── rinex.c
├── rtcm2.c
├── rtcm3.c
├── rtcm3e.c
├── rtcm.c
├── rtkcmn.c
├── rtklib.h
├── rtkpos.c
├── rtksvr.c
├── sbas.c
├── solution.c
├── stream.c
├── streamsvr.c
├── tides.c
└── tle.c

# app/consapp文件夹结构如下
app/consapp
├── clean_consapp.bat
├── CMakeLists.txt
├── convbin
├── install_consapp.bat
├── makefile
├── pos2kml
├── rnx2rtkp
├── rtklib_consapp.groupproj
├── rtklib_consapp.groupproj.local
├── rtkrcv
└── str2str

重构后的代码我放在了：https://github.com/yangtseJin/RTKLIB_2.4.3_cmake