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        浅析GPS模块知识
        点击次数:3426 发布时间:2011-01-04
          我们常说的GPS定位模块称为用户部分,它像“收音机”一样接收、解调卫星的广播C/A码信号,中以频率为1575.42MHz。GPS模块并不播发信号,属于被动定位。通过运算与每个卫星的伪距离,采用距离交会法求出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数,特点是点位速度快,但误差大。初次定位的模块至少需要4颗卫星参与计算,称为3D定位,3颗卫星即可实现2D定位,但精度不佳。GPS模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息,供接收者选择应用。
          
          GPS模块性能的*价指标主要有接收灵敏度、定位时间、位置精度、功耗、时间精度等。模块开机定位时间在不同的启动模式下有很大不同。一般来说,冷启动时间是指模块内部没有保存任何有助于定位的数据的情况,包括星历、时间等,一般标称在1分钟以内;温启动时间是指模块内部有较新的卫星星历(一般不超过2小时),但时间偏差很大,一般标称在45秒以内;热启动时间是指关机不超过二十分钟,并且RTC时间误差很小时的情况。一般标称在10秒以内;重新捕捉时间就如同汽车钻过了一个隧道,出隧道时重新捕捉卫星。一般标称在4秒以内。
          
          如果模块在定位后放的时间很久,或模块在定位后运输到几百公里以外的地方,这样模块内部有星历,但是这个星历是错误的或不具有参考意义的。在这些情况下,定位时间可能要几分钟甚至更久的时间。所以一般GPS模块出厂时要将模块内部的星历等数据清掉,这样客户拿到模块后可以冷启动方式快速定位。
          
          定位精度可在静态与动态情况下进行考察,且动态定位效果优于静态定位。GPS模块所标称的定位参数是指在完全开放的天空下,卫星信号优良的情况下测得。所以在常规的测试中很难达到标称的定位时间与定位精度。常见的水平定位精度描述方式有两种:一是?mCEP,即圆概率误差,意指测出的点有50%的概率位于一个以真实坐标为圆心,以?m为半径的圆内;二是?m2DRMS,即2倍水平均方根误差,意指测出的点有约95.5%的概率位于一个以真实坐标为圆心,以?m为半径的圆内。
          
          GPS模块的定位精度取决于很多方面,比如来自于GPS系统的卫星钟差及轨道差、可见GPS卫星数量及几何分布、太阳辐射、大气层、多径效应等。另外,同一个GPS模块,还会因为天线及馈线质量、天线位置和方向、测试时间段、开放天空范围及方向、天气、PCB设计等原因产生不同的定位误差。即使是同一个厂家同一个型号的不同GPS模块使用天线分集器同时进行测试时,静态漂移量也会有差别。
          
          GPS模块在实际应用中经常作为时间基准,辅以模块内部的RTC,可获得非常高精度的时间参考,为产品的设计提供了很大的方便。至于GPS测速,只是在获得经纬度的基础上,进行简单的计算实现的一种扩展应用。
          
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