GPS模塊

GPS模塊是集成了RF射頻芯片、基帶芯片和核心CPU，并加上相關(guān)外圍電路而組成的一個(gè)集成電路。GPS模塊的GPS芯片大部分采用全球市占率第一的SiRFIII系列為主。由于GPS模塊采用的芯片組不一樣，性能和價(jià)格也有區(qū)別，采用SIRF三代芯片組的GPS模塊性能最優(yōu)，價(jià)格也要比采用MTK或者M(jìn)STAR等GPS芯片組的貴很多。現(xiàn)階段也持續(xù)在芯片升級(jí)，比方sirf4，然后又是sirf5，總體靈敏度提高了不少，縮短了定位時(shí)間，同時(shí)也幫助了客戶快速的進(jìn)入了定位應(yīng)用狀態(tài)。

1。GPS模塊的20通道是什么含義?GPS模塊有一個(gè)通道數(shù)量的參數(shù)，例如20通道，它表示該模塊最大可以同時(shí)和20顆衛(wèi)星建立通訊，3顆衛(wèi)星是2D定位，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，模塊只有同時(shí)收到3顆以上衛(wèi)星信號(hào)后，經(jīng)過(guò)復(fù)雜運(yùn)算后才能獲得正確的定位數(shù)據(jù)，如果同時(shí)通訊的衛(wèi)星顆數(shù)越多，模塊就能越快越準(zhǔn)確地獲得定位數(shù)據(jù)，在地球表面上一般的城市環(huán)境下通?？梢酝瑫r(shí)和4～11顆衛(wèi)星同時(shí)通訊。

2。GPS模塊為什么開(kāi)機(jī)后很長(zhǎng)時(shí)間才能獲得定位數(shù)據(jù)?GPS模塊有冷啟動(dòng)，熱啟動(dòng)和暖啟動(dòng)(現(xiàn)在的技術(shù)基本上已經(jīng)將該冷啟動(dòng)和暖啟動(dòng)兩模式參數(shù)做得非常接近，從而就逐步取消了暖啟動(dòng))三個(gè)參數(shù)，如果GPS模塊初次通電，或者移動(dòng)超過(guò)500公里后通電時(shí)，模塊要重新計(jì)算一次星歷數(shù)據(jù)，一般正常情況下的GPS模塊只需要30多秒鐘就能正常定位(這就是冷啟動(dòng))，S-87具有內(nèi)置紐扣電池，可以將星歷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在模塊內(nèi)部，當(dāng)下次模塊工作的時(shí)候可以很快速的定位，一般像S-87只需要1~3秒就可以實(shí)現(xiàn)新的定位，那這種定位就叫做熱啟動(dòng)，如果模塊斷電時(shí)間超過(guò)4小時(shí)，內(nèi)部RTC沒(méi)有實(shí)時(shí)供電，那么再一次的開(kāi)機(jī)也相當(dāng)于冷啟動(dòng)。

3。如果出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法冷啟動(dòng)定位時(shí)怎么辦?那么就需要檢查GPS天線擺放位置是否在一個(gè)開(kāi)闊的環(huán)境下，能否讀取到GPS模塊輸出的GPS數(shù)據(jù)?GPS數(shù)據(jù)中的GSV語(yǔ)句里面可以觀測(cè)到GPS衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)?從這些方面就可以判斷具體問(wèn)題在什么地方!模塊可以每秒輸出一次：$GPGGA $GPGSA $GPGSV $GPRMC的定位數(shù)據(jù)，我們通常用$GPRMC精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)輸出這條信息，這條信息包含了目標(biāo)的：經(jīng)度、緯度、速度(海里/小時(shí))、運(yùn)動(dòng)方向角、年份、月份、時(shí)、分、秒、毫秒、定位數(shù)據(jù)是有效的還是無(wú)效的這些重要信息，　GPS模塊的芯片大部分還是采用全球市占率第一的SiRFIII系列為主，SiRFIII芯片是20通道，實(shí)時(shí)解算能力強(qiáng)。該部分模塊市面上很常見(jiàn)：環(huán)天，達(dá)伽馬，Ublox等等4.天線狀態(tài)監(jiān)測(cè)怎么辦?當(dāng)天線開(kāi)短路的時(shí)候，需要怎么處理呢?這個(gè)最好的辦法是GPS模塊能輸出天線開(kāi)短路狀態(tài)的語(yǔ)句來(lái)提示客戶做這方面的查驗(yàn)，這樣的好處就是可以讓客戶很方便的查看問(wèn)題點(diǎn)，同時(shí)保護(hù)模塊不受到大電流沖擊，市面上很多這樣的應(yīng)用，比方S-87、S-90、S-93和UBLOX一些模塊也具有這樣的功能，但是區(qū)別點(diǎn)就是Ublox的需要搭外圍器件來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，達(dá)伽馬的是不用任何外圍器件，好像這個(gè)功能只能flash版本的才能實(shí)現(xiàn)，rom版本的不能配置IO口，這個(gè)功能就沒(méi)辦法實(shí)現(xiàn)。

GPS模塊的定位精度取決于很多方面，比如來(lái)自于GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星鐘差及軌道差、可見(jiàn)GPS衛(wèi)星數(shù)量及幾何分布、太陽(yáng)輻射、大氣層、多徑效應(yīng)等。另外，同一個(gè)GPS模塊，還會(huì)因?yàn)樘炀€及饋線質(zhì)量、天線位置和方向、測(cè)試時(shí)間段、開(kāi)放天空范圍及方向、天氣、PCB設(shè)計(jì)等原因產(chǎn)生不同的定位誤差。即使是同一個(gè)廠家同一個(gè)型號(hào)的不同GPS模塊使用天線分集器同時(shí)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，靜態(tài)漂移量也會(huì)有差別。GPS模塊在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常作為時(shí)間基準(zhǔn)，輔以模塊內(nèi)部的RTC，可獲得非常高精度的時(shí)間參考，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了很大的方便。至于GPS測(cè)速，只是在獲得經(jīng)緯度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算實(shí)現(xiàn)的一種擴(kuò)展應(yīng)用。GPS常見(jiàn)的天線是陶瓷平板天線，這種天線成本低，外部加有源放大電路，接收信號(hào)方向單一，增益比較高，所以采用最多。但它的缺點(diǎn)是體積大，易受溫度影響產(chǎn)生頻率飄移。如果把陶瓷面積做小，會(huì)影響接收增益;如果做薄，會(huì)影響接收天線接收帶寬，還會(huì)受有源放大部分影響。使用效果很好的尺寸是25×25×4mm3。陶瓷片天線在實(shí)際使用時(shí)垂直向上放置時(shí)的效果最好。GPS天線的信號(hào)傳輸線同樣非常重要，包括外部饋線與PCB走線。只有在阻抗匹配時(shí)輸出功率才可能最大。因此整個(gè)傳輸線要保證50Ω的高頻阻抗，對(duì)于PCB上如何設(shè)計(jì)RF走線阻抗，有些小軟件可以幫您很方便的計(jì)算。