我們常說(shuō)的
GPS定位模塊稱(chēng)為用戶(hù)部分,它像“收音機”一樣接收、解調衛星的廣播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(dòng)定位。通過(guò)運算與每個(gè)衛星的偽距離,采用距離交會(huì )法求出接收機的得出經(jīng)度、緯度、高度和時(shí)間修正量這四個(gè)參數,特點(diǎn)是點(diǎn)位速度快,但誤差大。初次定位的模塊至少需要4顆衛星參與計算,稱(chēng)為3D定位,3顆衛星即可實(shí)現2D定位,但精度不佳。GPS模塊通過(guò)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(jià)指標主要有接收靈敏度、定位時(shí)間、位置精度、功耗、時(shí)間精度等。模塊開(kāi)機定位時(shí)間在不同的啟動(dòng)模式下有很大不同。一般來(lái)說(shuō),冷啟動(dòng)時(shí)間是指模塊內部沒(méi)有保存任何有助于定位的數據的情況,包括星歷、時(shí)間等,一般標稱(chēng)在1分鐘以?xún)?溫啟動(dòng)時(shí)間是指模塊內部有較新的衛星星歷(一般不超過(guò)2小時(shí)),但時(shí)間偏差很大,一般標稱(chēng)在45秒以?xún)?熱啟動(dòng)時(shí)間是指關(guān)機不超過(guò)二十分鐘,并且RTC時(shí)間誤差很小時(shí)的情況。一般標稱(chēng)在10秒以?xún)?重新捕捉時(shí)間就如同汽車(chē)鉆過(guò)了一個(gè)隧道,出隧道時(shí)重新捕捉衛星。一般標稱(chēng)在4秒以?xún)取?br />
如果模塊在定位后放的時(shí)間很久,或模塊在定位后運輸到幾百公里以外的地方,這樣模塊內部有星歷,但是這個(gè)星歷是錯誤的或不具有參考意義的。在這些情況下,定位時(shí)間可能要幾分鐘甚至更久的時(shí)間。所以一般GPS模塊出廠(chǎng)時(shí)要將模塊內部的星歷等數據清掉,這樣客戶(hù)拿到模塊后可以冷啟動(dòng)方式快速定位。
定位精度可在靜態(tài)與動(dòng)態(tài)情況下進(jìn)行考察,且動(dòng)態(tài)定位效果優(yōu)于靜態(tài)定位。GPS模塊所標稱(chēng)的定位參數是指在*開(kāi)放的天空下,衛星信號優(yōu)良的情況下測得。所以在常規的測試中很難達到標稱(chēng)的定位時(shí)間與定位精度。常見(jiàn)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(diǎn)有50%的概率位于一個(gè)以真實(shí)坐標為圓心,以?m為半徑的圓內;二是?m2DRMS,即2倍水平均方根誤差,意指測出的點(diǎn)有約95.5%的概率位于一個(gè)以真實(shí)坐標為圓心,以?m為半徑的圓內。
GPS模塊的定位精度取決于很多方面,比如來(lái)自于GPS系統的衛星鐘差及軌道差、可見(jiàn)GPS衛星數量及幾何分布、太陽(yáng)輻射、大氣層、多徑效應等。另外,同一個(gè)GPS模塊,還會(huì )因為天線(xiàn)及饋線(xiàn)質(zhì)量、天線(xiàn)位置和方向、測試時(shí)間段、開(kāi)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(gè)廠(chǎng)家同一個(gè)型號的不同GPS模塊使用天線(xiàn)分集器同時(shí)進(jìn)行測試時(shí),靜態(tài)漂移量也會(huì )有差別。
GPS模塊在實(shí)際應用中經(jīng)常作為時(shí)間基準,輔以模塊內部的RTC,可獲得非常高精度的時(shí)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(jìn)行簡(jiǎn)單的計算實(shí)現的一種擴展應用。
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