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GNSS系统及其终端问题排查

菜鸟
2020-02-28 11:42:42    评分

 物联网(IoT)有望让我们的世界变得更加的智能、互联以及高效。然而,如果要将这些都实现的话,那么其背后的技术也要展示出类似的特征定位可以说是物联网(IoT)取得成功的关键,这就需要GNSS接收终端的支持。

GNSS的全称是全球导航卫星系统Global Navigation Satellite System),它是泛指所有的卫星导航系统,包括全球的、区域的和增强的,如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统,以及相关的增强系统,如美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等,还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。国际GNSS系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。



全球定位系统
的主要特点:(1)全天候;(2) 全球覆盖;(3)三维定速定时高精度;(4)快速省时高效率:(5)应用广泛多功能。


GPS系统为例,GPS24颗工作星和4颗备用星组成。卫星工作在互成55度的6条高度为2.02KM的非同步轨道上。如此一来,在全球的任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的GPS卫星。GPS卫星向地球****导航电文(系统时间、星历、历书、卫星时钟修正参数、导航卫星健康状况、电离层延时参数等内容),GPS终端收到卫星发送的数据,经解算即可确定当前位置,并以NMEA0183格式,WGS-84坐标系输出数据。

有的开发者实测时发现,为什么代码无误,但是定位模块就是搜不到卫星,无法定位呢?

实际上排查这种问题既简单,又复杂。之所以说简单的,是因为搜不到卫星唯一的原因就是信号问题。复杂是因为即便知道了病因,开发者也可能会觉得束手无策。

首先,开发者应谨记,任何时候都应该避免空间上存在异物遮蔽天线(如树木、建筑、高架桥),物理上存在金属外壳等遮挡天线等情况(如铝壳、铁壳)。应确保测试环境是空旷的,无遮挡的,信号良好的。  

信号弱、无信号,都会表现为无法定位,或者定位慢。那么,如何判断究竟是信号问题导致的定位慢,还是真·无信号呢?观察模块输出的GGARMCGSA 

·如果GGA中的UTC时间错误,定位指示为0,卫星数目不为0;或者RMCUTC时间错误,日期错误;GSA中卫星数目不为0,但是载噪比都很低,则可能是搜星慢,定位慢,信号差;

·如果GGA中的UTC时间错误,定位指示为0,卫星数目始终为0;或者RMCUTC时间错误,日期错误;GSA完全没有任何有效输出,则可能是完全无信号。

对于搜星慢,定位慢,信号差的情况,应改善天线设计,保证天线面朝上的安装使用状态;并且天线周边没有金属物件遮挡,无射频干扰;在空间容许的情况下尽量选择大尺寸的陶瓷天线,必要时应使用有源天线。

对于完全无信号的情况,大概率是天线设计错误。譬如,没有给有源天线开启供电,错误使用天线型号(如芯片仅支持GPS,天线仅支持北斗;错误的使用GSM天线接收信号)等。

 奇迹物联发布支持GNSS定位功能的NB-IoT模组A21EAM900EV3,两款模组分别内置高性能GNSS多模卫星导航接收机SOC单芯片,集通信、定位功能于一体,同时具有超小体积、超低功耗、精准定位、集成度高、兼容性强等优势,其中AM21ENB+GNSS方案,AM900EV3GSM/GPRS+GNSS方案,相较于传统的NB-IoT + GNSS ,GSM/GPRS+GNSS模组方案,这产品将GNNSS芯片集成到模组内部,节省了外围器件和布板面积,在形态各异的追踪类应用中更具优势。两款产品内置贴片eSIM卡,其中AM21E还支持蓝牙数传,无论是微型GAI追踪器,还是超薄型、腕带型终端,皆能满足要求,让客户在终端研发时可以不受空间限制。

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