方案概述

综述

Air530模块是一款高性能、高集成度的多模卫星定位导航模块。体积小、功耗低，可用于车载导航、智能穿戴、无人机等GNSS定位的应用中。而且提供了和其他模块厂商兼容的软、硬件接口，大幅减少了用户的开发周期。

模块支持GPS/Beidou/GLONASS/Galileo/QZSS/SBAS。采用了射频基带一体化设计，集成了DC/DC、 LDO、 LNA、射频前端、基带处理、32位RISC CPU、RAM、FLASH存储、RTC和电源管理等功能。提供超高的性能，即使在弱信号的地方，也能快速、准确的定位。

模块性能

注：以上结果为GPS/北斗双模工作模式

[测试条件1]: 接收卫星个数大于6，所有卫星信号强度为-130dBm，测试10次取平均值，定位误差小于10米。

[测试条件2]：外接LNA噪声系数0.8，接收卫星个数大于6，五分钟之内锁定或者不失锁条件下的接收信号强度值。

[测试条件3]：开阔没有遮挡环境，连续24小时开机测试，50%CEP。

[测试条件4]：接收卫星个数大于6，所有卫星信号强度为-130dBm。

注：以上结果为GPS/北斗双模工作模式

[测试条件1]: 接收卫星个数大于6，所有卫星信号强度为-130dBm，测试10次取平均值，定位误差小于10米。

[测试条件2]：外接LNA噪声系数0.8，接收卫星个数大于6，五分钟之内锁定或者不失锁条件下的接收信号强度值。

[测试条件3]：开阔没有遮挡环境，连续24小时开机测试，50%CEP。

[测试条件4]：接收卫星个数大于6，所有卫星信号强度为-130dBm。

GPS模块

GPS模块是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。

目前GPS模块的GPS芯片大部分采用全球市占率第一的SiRFIII系列为主。由于GPS模块采用的芯片组不一样，性能和价格也有区别，采用SIRF三代芯片组的GPS模块性能最优，价格也要比采用MTK或者MSTAR等GPS芯片组的贵很多。现阶段也持续在芯片升级，比方sirf4，然后又是sirf5，总体灵敏度提高了不少，缩短了定位时间，同时也帮助了客户快速的进入了定位应用状态。

GPS模块基本参数

接收 全球定位系统接收器类型20个频道， L1的频率，1.023兆赫芯片速度， C / A码1.023兆赫芯片速度

水平定位精度 < 2.5m ，< 2.0m (WAAS)，( 50 % ， 24小时静态的， - 130dbm )

速度精度 < 0.01米/秒(高速)<0.01° (heading)，( 50 % @ 30米/秒)

时间精度 1微秒同步GPS时间

ttff (时间先定)热起动 1S的( 50 % ， - 130dbm ，自动的)的热启动，暖启动35s，冷启动： 42s

灵敏度跟踪 - 159dbm

动态条件 海拔高度< 1.8万米( 60,000英尺)

速度 < 515米/秒( 1000海里)，加速度< 4g

技术参数

电力 主电源输入3.3伏直流电,电源电流< 80毫安

支持协议讯息 NMEA - 0183 ，SIRF二进制

默认的NMEA gga ， GSA的， gsv (GLL, VTG, and ZDA optional)

波特率 4800名波特率(其他速率可选)

环境特征 操作温度范围-40 oC to +85 oC，

储存温度范围 -45 oC to +100 oC

外观参数

尺寸 13 × 15 × 2.4立方毫米

体重 < 4克

性能描述

高灵敏度GPS芯片组

高性能接收机轨多达20颗卫星

TTL输出用于GPS指挥界面

低功率消耗

平均冷启动时间在35秒

1 MB 的芯片SRAM存储器

重新获得信息时间0.1秒

支持准确1pps输出信号接轨GPS校准

支持标准的NMEA - 0183和SIRF二进制协议

多路径减缓硬件

易于集成到手持式设备

一、 NMEA0183标准语句

1、 Global Positioning System Fix Data(GGA)GPS定位信息

$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh

<1> UTC时间，hhmmss(时分秒)格式

<2> 纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

<3> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)

<4> 经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

<5> 经度半球E(东经)或W(西经)

<6> GPS状态：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算

<7> 正在使用解算位置的卫星数量(00~12)(前面的0也将被传输)

<8> HDOP水平精度因子(0.5~99.9)

<9> 海拔高度(-9999.9~99999.9)

<10> 地球椭球面相对大地水准面的高度

<11> 差分时间(从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空)

<12> 差分站ID号0000~1023(前面的0也将被传输，如果不是差分定位将为空)

2、 GPS DOP and Active Satellites(GSA)当前卫星信息

$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>*hh

<1> 模式，M=手动，A=自动

<2> 定位类型，1=没有定位，2=2D定位，3=3D定位

<3> PRN码(伪随机噪声码)，正在用于解算位置的卫星号(01~32，前面的0也将被传输)。

<4> PDOP位置精度因子(0.5~99.9)

<5> HDOP水平精度因子(0.5~99.9)

<6> VDOP垂直精度因子(0.5~99.9)

3、 GPS Satellites in View(GSV)可见卫星信息

$GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,…<4>,<5>,<6>,<7>*hh

<1> GSV语句的总数

<2> 本句GSV的编号

<3> 可见卫星的总数(00~12，前面的0也将被传输)

<4> PRN码(伪随机噪声码)(01~32，前面的0也将被传输)

<5> 卫星仰角(00~90度，前面的0也将被传输)

<6> 卫星方位角(000~359度，前面的0也将被传输)

<7> 信噪比(00~99dB，没有跟踪到卫星时为空，前面的0也将被传输)

注：<4>,<5>,<6>,<7>信息将按照每颗卫星进行循环显示，每条GSV语句最多可以显示4颗卫星的信息。其他卫星信息将在下一序列的NMEA0183语句中输出。

4、 Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data(RMC)推荐定位信息

$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh

<1> UTC时间，hhmmss(时分秒)格式

<2> 定位状态，A=有效定位，V=无效定位

<3> 纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

<4> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)

<5> 经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

<6> 经度半球E(东经)或W(西经)

<7> 地面速率(000.0~999.9节，前面的0也将被传输)

<8> 地面航向(000.0~359.9度，以真北为参考基准，前面的0也将被传输)

<9> UTC日期，ddmmyy(日月年)格式

<10> 磁偏角(000.0~180.0度，前面的0也将被传输)

<11> 磁偏角方向，E(东)或W(西)

<12> 模式指示(仅NMEA0183 3.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效)

5、 Track Made Good and Ground Speed(VTG)地面速度信息

$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>*hh

<1> 以真北为参考基准的地面航向(000~359度，前面的0也将被传输)

<2> 以磁北为参考基准的地面航向(000~359度，前面的0也将被传输)

<3> 地面速率(000.0~999.9节，前面的0也将被传输)

<4> 地面速率(0000.0~1851.8公里/小时，前面的0也将被传输)

<5> 模式指示(仅NMEA0183 3.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效)

6、 Geographic Position(GLL)定位地理信息

$GPGLL,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>*hh

<1> 纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

<2> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)

<3> 经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

<4> 经度半球E(东经)或W(西经)

<5> UTC时间，hhmmss(时分秒)格式

<6> 定位状态，A=有效定位，V=无效定位

<7> 模式指示(仅NMEA0183 3.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效)

二、 GARMIN定义的语句

7、 Estimated Error Information(PGRME)估计误差信息

$PGRME,<1>,M,<2>,M,<3>,M*hh

<1> HPE(水平估计误差)，0.0~999.9米

<2> VPE(垂直估计误差)，0.0~999.9米

<3> EPE(位置估计误差)，0.0~999.9米

8、 GPS Fix Data Sentence(PGRMF)GPS定位信息

$PGRMF,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>*hh

<1> GPS周数(0~1023)

<2> GPS秒数(0~604799)

<3> UTC日期，ddmmyy(日月年)格式

<4> UTC时间，hhmmss(时分秒)格式

<5> GPS跳秒数

<6> 纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

<7> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)

<8> 经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

<9> 经度半球E(东经)或W(西经)

<10> 模式，M=手动，A=自动

<11> 定位类型，0=没有定位，1=2D定位，2=3D定位

<12> 地面速率(0~1851公里/小时)

<13> 地面航向(000~359度，以真北为参考基准)

<14> PDOP位置精度因子(0~9，四舍五入取整)

<15> TDOP时间精度因子(0~9，四舍五入取整)

9、 Map Datum(PGRMM)坐标系统信息

$PGRMM,<1>*hh

<1> 当前使用的坐标系名称(数据长度可变，如“WGS 84”)

注：该信息在与MapSource进行实时连接的时候使用。

10、 Sensor Status Information(PGRMT)工作状态信息

$PGRMT,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>*hh

<1> 产品型号和软件版本(数据长度可变，如“GPS 15L/15H VER 2.05”)

<2> ROM校验测试，P=通过，F=失败

<3> 接收机不连续故障，P=通过，F=失败

<4> 存储的数据，R=保持，L=丢失

<5> 时钟的信息，R=保持，L=丢失

<6> 振荡器不连续漂移，P=通过，F=检测到过度漂移

<7> 数据不连续采集，C=正在采集，如果没有采集则为空

<8> GPS接收机温度，单位为摄氏度

<9> GPS接收机配置数据，R=保持，L=丢失

注：本语句每分钟发送一次，与所选择的波特率无关。

11、 3D velocity Information(PGRMV)三维速度信息

$PGRMV,<1>,<2>,<3>*hh

<1> 东向速度，514.4~514.4米/秒

<2> 北向速度，514.4~514.4米/秒

<3> 上向速度，999.9~9999.9米/秒

12、 DGPS Beacon Information(PGRMB)信标差分信息

$PGRMB,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,K,<6>,<7>,<8>*hh

<1> 信标站频率(0.0，283.5~325.0kHz，间隔为0.5kHz)

<2> 信标比特率(0，25，50，100或200bps)

<3> SNR信标信号信噪比(0~31)

<4> 信标数据质量(0~100)

<5> 与信标站的距离，单位为公里

<6> 信标接收机的通讯状态，0=检查接线，1=无信号，2=正在调谐，3=正在接收，4=正在扫描

<7> 差分源，R=RTCM，W=WAAS，N=非差分定位

<8> 差分状态，A=自动，W=仅为WAAS，R=仅为RTCM，N=不接收差分信号

1。GPS模块的20通道是什么含义?

GPS模块有一个通道数量的参数，例如20通道，它表示该模块最大可以同时和20颗卫星建立通讯，3颗卫星是2D定位，数据不稳定，模块只有同时收到3颗以上卫星信号后，经过复杂运算后才能获得正确的定位数据，如果同时通讯的卫星颗数越多，模块就能越快越准确地获得定位数据，在地球表面上一般的城市环境下通常可以同时和4～11颗卫星同时通讯。

2。GPS模块为什么开机后很长时间才能获得定位数据?

GPS模块有冷启动，热启动和暖启动(现在的技术基本上已经将该冷启动和暖启动两模式参数做得非常接近，从而就逐步取消了暖启动)三个参数，如果GPS模块初次通电，或者移动超过500公里后通电时，模块要重新计算一次星历数据，一般正常情况下的GPS模块只需要30多秒钟就能正常定位(这就是冷启动)，S-87具有内置纽扣电池，可以将星历数据存储在模块内部，当下次模块工作的时候可以很快速的定位，一般像S-87只需要1~3秒就可以实现新的定位，那这种定位就叫做热启动，如果模块断电时间超过4小时，内部RTC没有实时供电，那么再一次的开机也相当于冷启动。

3。如果出现长时间无法冷启动定位时怎么办?

那么就需要检查GPS天线摆放位置是否在一个开阔的环境下，能否读取到GPS模块输出的GPS数据?GPS数据中的GSV语句里面可以观测到GPS卫星信号状态?从这些方面就可以判断具体问题在什么地方!模块可以每秒输出一次：$GPGGA $GPGSA $GPGSV $GPRMC的定位数据，我们通常用$GPRMC精简数据输出这条信息，这条信息包含了目标的：经度、纬度、速度(海里/小时)、运动方向角、年份、月份、时、分、秒、毫秒、定位数据是有效的还是无效的这些重要信息，　GPS模块的芯片大部分还是采用全球市占率第一的SiRFIII系列为主，SiRFIII芯片是20通道，实时解算能力强。该部分模块市面上很常见：环天，达伽马，Ublox等等

4.天线状态监测怎么办?

当天线开短路的时候，需要怎么处理呢?这个最好的办法是GPS模块能输出天线开短路状态的语句来提示客户做这方面的查验，这样的好处就是可以让客户很方便的查看问题点，同时保护模块不受到大电流冲击，市面上很多这样的应用，比方S-87、S-90、S-93和UBLOX一些模块也具有这样的功能，但是区别点就是Ublox的需要搭外围器件来实现这个功能，达伽马的是不用任何外围器件，好像这个功能只能flash版本的才能实现，rom版本的不能配置IO口，这个功能就没办法实现。