我們常說的
GPS定位模塊稱為用戶部分,它像“收音機”一樣接收、解調(diào)衛(wèi)星的廣播C/A碼信號,中以頻率為1575.42MHz。GPS模塊并不播發(fā)信號,屬于被動定位。通過運算與每個衛(wèi)星的偽距離,采用距離交會法求出接收機的得出經(jīng)度、緯度、高度和時間修正量這四個參數(shù),特點是點位速度快,但誤差大。初次定位的模塊至少需要4顆衛(wèi)星參與計算,稱為3D定位,3顆衛(wèi)星即可實現(xiàn)2D定位,但精度不佳。GPS模塊通過串行通信口不斷輸出NMEA格式的定位信息及輔助信息,供接收者選擇應用。
GPS模塊性能的*價指標主要有接收靈敏度、定位時間、位置精度、功耗、時間精度等。模塊開機定位時間在不同的啟動模式下有很大不同。一般來說,冷啟動時間是指模塊內(nèi)部沒有保存任何有助于定位的數(shù)據(jù)的情況,包括星歷、時間等,一般標稱在1分鐘以內(nèi);溫啟動時間是指模塊內(nèi)部有較新的衛(wèi)星星歷(一般不超過2小時),但時間偏差很大,一般標稱在45秒以內(nèi);熱啟動時間是指關機不超過二十分鐘,并且RTC時間誤差很小時的情況。一般標稱在10秒以內(nèi);重新捕捉時間就如同汽車鉆過了一個隧道,出隧道時重新捕捉衛(wèi)星。一般標稱在4秒以內(nèi)。
如果模塊在定位后放的時間很久,或模塊在定位后運輸?shù)綆装俟镆酝獾牡胤?,這樣模塊內(nèi)部有星歷,但是這個星歷是錯誤的或不具有參考意義的。在這些情況下,定位時間可能要幾分鐘甚至更久的時間。所以一般GPS模塊出廠時要將模塊內(nèi)部的星歷等數(shù)據(jù)清掉,這樣客戶拿到模塊后可以冷啟動方式快速定位。
定位精度可在靜態(tài)與動態(tài)情況下進行考察,且動態(tài)定位效果優(yōu)于靜態(tài)定位。GPS模塊所標稱的定位參數(shù)是指在*開放的天空下,衛(wèi)星信號優(yōu)良的情況下測得。所以在常規(guī)的測試中很難達到標稱的定位時間與定位精度。常見的水平定位精度描述方式有兩種:一是?mCEP,即圓概率誤差,意指測出的點有50%的概率位于一個以真實坐標為圓心,以?m為半徑的圓內(nèi);二是?m2DRMS,即2倍水平均方根誤差,意指測出的點有約95.5%的概率位于一個以真實坐標為圓心,以?m為半徑的圓內(nèi)。
GPS模塊的定位精度取決于很多方面,比如來自于GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星鐘差及軌道差、可見GPS衛(wèi)星數(shù)量及幾何分布、太陽輻射、大氣層、多徑效應等。另外,同一個GPS模塊,還會因為天線及饋線質(zhì)量、天線位置和方向、測試時間段、開放天空范圍及方向、天氣、PCB設計等原因產(chǎn)生不同的定位誤差。即使是同一個廠家同一個型號的不同GPS模塊使用天線分集器同時進行測試時,靜態(tài)漂移量也會有差別。
GPS模塊在實際應用中經(jīng)常作為時間基準,輔以模塊內(nèi)部的RTC,可獲得非常高精度的時間參考,為產(chǎn)品的設計提供了很大的方便。至于GPS測速,只是在獲得經(jīng)緯度的基礎上,進行簡單的計算實現(xiàn)的一種擴展應用。
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