无源北斗模块使用说明书

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1、第 1 页 共 13 页无源北斗模块（V03 版）使用说明书北京中兴蓝鼎科技有限公司第 2 页 共 13 页1 产品概述本产品基于我国“北斗一号”系统，通过无源方式实现定位、授时功能。产品主要面向导航定位定位用户以及通信、移动电视、网络、电力等需要高精度时间同步应用的场合。本产品采用软件无线电架构，内部采用 6 通道相关器。本产品可通过外部输入高程，自主定位并授时；也可直接输入坐标值进行直接授时。高程值可以通过气压高度计或者高度表等获得，按照协议组帧后通过串口输入。本产品的射频通道能够适应多个天线厂家的北斗天线（根据实际使用的天线线缆长度选择不同增益的天线和前端 LNA，推荐配置见本说明书后的

2、相关说明条款） 。本公司新版无源北斗定位/授时模块采用一体化设计，兼有定位 /授时两种应用模式，具体见相关协议说明。2 功能及技术指标信号特性接收通道： 6 接收灵敏度： -157.6dBW首次定位时间冷启动首捕时间： 2s 失锁重捕时间： 1s 自动定位时间： 小于 3 分钟数据接口射频接口： SMA-KWHD/MCX定位数据更新率： 1Hz精 度定位精度：北纬 15内300m；其余纬度区域100m(输入海拔高度误差 20 米内)；授时 1PPS 精度： 误差小于 100ns（用户当前位置精确度小于 10 米） ，其他情况下时刻误差为 300ns，无准确位置输入情况下自动授时误差小于 2ms

3、。 第 3 页 共 13 页1PPS 特性：脉冲宽度 10ms ，上升沿与 UTC 整秒时刻对齐动态性能分为静态授时型和动态授时型两种类型，动态授时型，支持动态性能为 800 米/秒。物理特性外形尺寸：90*60*14mm重量：90 克工作温度：-40 +70 储存温度：-55 +85 可 靠 性平均无故障工作时间：MTBF ：50000h电气指标输入电压（直流）：5V0.5V（100mV 波纹）功 耗：2.0 瓦接口特性：采用 RS232 接口，固定波特率。保护功能：天线防短路保护功能；电源过压、反接保护功能。3 产品配套表序号 名称 数量 备注1 WYBD OEM 模块 12 测试线/转接

4、线 13 测试软件 1 光盘内4 使用说明书 1 光盘内5 保修卡 1第 4 页 共 13 页4 测试使用首先按照附录一的接口定义和连接示意图进行连接。连接方式如下图：室外天线直流电源测试计算机WYBD OEM模块图 1 测试连接图在上位机运行 WYBD 测试软件.exe 进行相关协议的测试。运行后进入下图所示界面，然后选择端口，点击“打开串口”按钮，如果正常将自动弹出输出信息显示对话框。图 2板卡默认工作模式为自动授时模式，此模式为定位判决方差授时三个阶段。如第 5 页 共 13 页果长时间不收星或者星数不够，或者定位超差，将给出异常的状态指示（见附件协议说明） 。图 3如果要进入定位模式，

5、点击“定位模式”按钮，在此对话框输入当前位置高程，则测试软件将以 1Hz 的频度连续向模块发送高程信息，如果要改变当前高程，应重新点击“定位模式”按钮改变高程并输入。通过用户程序或者串口调试工具进行动态连续定位（高程连续变化） 。此功能添加主要是为了动态演示定位功能。只有可用卫星数大于 0 时，授时信息才有效；只有状态为 P 时，定位结果才有效，其余情形下为无效值。图 4定点授时模式，主要是当前锁定星数量不够，又要进行高精度授时，此时点击“定点授时模式”按钮，将弹出如下对话框：第 6 页 共 13 页图 5输入当前的经纬度及时间信息，即可初始化接收机，此初始化值将存入 FLASH，断电保存。初

6、始化的时间信息在正常锁定卫星后将被卫星授时时间更新。对于“设置零值”和“查询初始化信息”点击后分别弹出设置零值对话框，返回初始化信息对话框。图 6设置波特率点击相应按钮，设置成功后返回对应的设置帧“$CPMC” 。设置在下次开机后生效。查询也返回同样的帧。图 7第 7 页 共 13 页5 相关说明a 本模块可根据用户的具体使用需求，增加或修改输出协议内容。b 本模块有一个对外用户串口。c 本模块默认的坐标系统为 WGS-84，便于与 GPS 定位结果进行比对或者数据融合解算。d 本模块天线输入端插座内导体馈电为+5V 直流。需要的外部天线推荐配置为：（以电缆线长 20 米（普通 SYV-50-

7、2 电缆）配置为例）北斗接收天线的主要技术指标 工作频率：2491.754.08MHz 天线极化方式：右旋圆极化 圆极化轴比：-1dB北斗低噪声放大器 频率范围： 2491.755MHz 增益： 3235dB 增益平坦度： 0.5dB 噪声系数： 1.8dB 输入电压驻波比： 1.8：1（50） 输出电压驻波比： 1.8：1（50） 带外抑制： 50dB (fo100MHz 处)65dB (f=1615MHz 处)（附近有北斗发射天线的情况） 1dB 压缩点输出功率： 0dBm第 8 页 共 13 页附录一 接口定义及测试连接图管脚 名称 描述12 地 电源地34 电源 电压 5V；电流峰值

8、450mA，标称值 400mA（不含天馈）5-6 厂家保留78 地 信号地9 串口 1 接收 异步串行数据输入，RS-232 电平用于接收对 OEM 模块的初始化信息和配置信息10 串口 1 发射 异步串行数据输出，RS-232 电平用于时间和定位结果的输出11 地 信号地12 秒脉冲 1pps 上升沿与 UTC 秒同步，TTL 电平，脉冲宽度10 毫秒1330 厂家保留下图是 WYBD OEM 模块与计算机串口连接的示意图。9 针串口接头（上位机）WYBD定位授时模块直流电源+5V 电源正+5V 电源地5 脚 GND 3 脚 OUT 2 脚 IN10 脚发9 脚收8 脚 GND附图 1 OE

9、M 模块与串口连接示意图第 9 页 共 13 页附录二 接口协议所有语句均以“$”开头，指令为 ASCII 码表示。指令名称采用四个 ASCII 码字符，与“$”一起共五个字符。长度表示从“$”到校验和（含校验和）的数据总字节数。“校验和”是指从$起到校验和前一字节按字节异或的结果。串口默认设置为 9600-N-8-1。所有数据类型（帧长 LL 除外）包括单精度浮点、整型及短整型均为低位在前。例：“0.5（浮点） ”表示为“00 00 20 40” ；整型的“100”表示为“64 00 00 00” 。1 输入部分即由外部设备通过串口向 WYBD 定位/授时模块输入的协议约定。1.1 模块初始

10、化信息（$ CPMI）本语句用于为无源北斗模块提供初始位置和时间信息。便于快速捕获和高精度授时（位置达到相应精度要求，见技术指标说明注释） 。初始化信息将被保存在非易失性存储器中，下次加电时将会自动生效。向模块发送$CPMI 命令会返回同样内容的$CPMI语句。$ CPMILLllllbbbbhhhhYYMDhmsC位置 符号 意义 范围$ 起始标志1-4 CPMI 帧头5-6 LL 帧长 =0x1B7-10 llll 本地经度坐标值 单精度浮点11-14 bbbb 本地纬度坐标值 单精度浮点15-18 hhhh 本地高程值 单精度浮点19-20 YY 年（当前时刻） （2007）21 M 月

11、（当前时刻） 11222 D 日（当前时刻） 13123 h 时（当前时刻） 05924 m 分（当前时刻） 05925 s 秒（当前时刻） 05926 C 校验第 10 页 共 13 页1.2 查询初始化信息（$CPQI）$CPQILLC位置 符号 意义 范围$ 起始标志1-4 CPQI 帧头5-6 LL 帧长 =0x087 C 校验发送此条成功后返回上次设置的$CPMI 语句，不成功没有响应。1.3 高程输入（$CPMH）$CPMHLLhhhhC位置 符号 意义 范围$ 起始标志1-4 CPMH 帧头5-6 LL 帧长 =0x0C 7-10 hhhh 高程值 单精度浮点11 C 校验本语句

12、可以为模块提供海拔高度信息，相对于平均海平面的海拔高度（-100.018000.0 米） ，单位米。此语句也是启动动态定位的开关，连续动态定位必须有持续的高程输入，频率默认为 1Hz。1.4 零值设置（$CPMZ）$CPMZLL0000C位置 符号 意义 范围$ 起始标志1-4 CPMZ 帧头5-6 LL 帧长 =0x0C7-10 0000 零值 整型11 C 校验分化值为纳秒。第 11 页 共 13 页1.5 串口波特率设置（$CPMC）位置 符号 意义 范围$ 起始标志1-4 CPMC 帧头5-6 LL 帧长 =0x097 s 波特率 1-1200；2-2400；3-4800；4-9600

13、；5-19200；6-38400；7-1152008 C 校验设置成功后返回$CPMC 设备波特率信息。新的设置只有在重新开机后才被应用。2 输出语句$CPAL 输出位置，时间，状态等信息。$ CPALLLYYMDhmsttttXXXXYYYYZZZZllllbbbbhhhhSs11112222.9999C位置 符号 意义 范围$ 起始标志1-4 CPAL 帧头5-6 LL 帧长 =0x51 固定帧长7-8 YY 年 （2007）短整型9 M 月 11210 D 日 13111 h 时 05912 m 分 05913 s 秒 05914-17 tttt 毫秒 单精度浮点18-21 XXXX 直

14、角坐标 X(m) 单精度浮点22-25 YYYY 直角坐标 Y(m) 单精度浮点26-29 ZZZZ 直角坐标 Z(m) 单精度浮点30-33 llll 纬度，单位度 单精度浮点34-37 bbbb 经度，单位度 单精度浮点38-41 hhhh 高度，单位米 单精度浮点42 S 状态 P/T/X/W/C43 s 卫星数 1-344-47 1111 卫星 1 俯仰角，单位度 单精度浮点第 12 页 共 13 页48-51 2222 卫星 1 方位角，单位度 单精度浮点52-55 3333 卫星 1 信噪比 单精度浮点56-59 4444 卫星 2 俯仰角，单位度 单精度浮点60-63 5555

15、卫星 2 方位角，单位度 单精度浮点64-67 6666 卫星 2 信噪比 单精度浮点68-71 7777 卫星 3 俯仰角，单位度 单精度浮点72-75 8888 卫星 3 方位角，单位度 单精度浮点76-79 9999 卫星 3 信噪比 单精度浮点80 C 校验此条自动按 1 次/秒频率输出其中卫星状态定义：P：动态定位兼授时，启动标志为外部输入高程值，连续定位需连续输入；只有此状态下的定位结果有效，此状态为定位结果有效性标志。T：定点授时状态。分两种情况：一种是用户输入当前位置准确坐标直接进入此状态，一种是通过自动授时模式（此模式为模块默认工作模式）获得准确位置坐标（连续定位推算均方差，

16、判断满足精度阈值门槛）后进入此状态。C：定位结果超差（方差超差） ；X：卫星数目不够，长时间处于此状态且五外部高程输入，程序转入待机告警状态，直至手动输入当前位置信息或者输入高度启动定位模式后结束。此状态下的定位结果为无效值。W：模块无法收星，此时定位授时信息无效。其中卫星信噪比定义：范围为 30.0-45.0（单位 dB）30.0 表示未收到信号，31.0 及 31.0 以上即表示收到信号，并实现正常锁定。3 秒脉冲 PPS 输出当 WYBD 模块锁定正常并收到卫星波束的完整星历并自动定位后；或者至少一颗星锁定正常并收到外部输入的初始化位置信息均会产生 1PPS 输出。 （模块状态为 W 时，授时信息无效） 。为了得到更准确的输出，需要对模块（含天馈部分）以及本地设备造成的偏差进行