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1、SIRF四代通用四代通用GPS模块模块型号-MN3801A通用通用GPS模块模块-SIRF 四代四代DR_I2C_CLKMN3801A(GSD4e)MN3801A(GSD4e)GPS ModuleGPS ModuleGPS antennaGPS LNAInput MNVCC_3V3GNDUART_RXUART_TXDR_I2C_DIOON_OFF1PPSEITOutput MN模块特点模块特点模块设计简单方便，已集成模块设计简单方便，已集成GPSGPS专用滤波器和外围电源电路专用滤波器和外围电源电路 波特率可选波特率可选: 4800 bps : 4800 bps 9600bps9600bps
2、两种两种 3.3V CMOS 3.3V CMOS 通用串行接口，通用串行接口， 3.3V CMOS 3.3V CMOS 通用串行接口通用串行接口预留预留 I I C C 接口，方便扩展接口，方便扩展 DR DR 功能功能GPS模块功能模块功能灵敏度参数灵敏度参数n n基于基于ROM48ROM48通道弱信号捕获通道弱信号捕获n n-163dbm-163dbm灵敏度灵敏度n n-148dbm-148dbm冷启动冷启动n n高灵敏度的导航引擎（高灵敏度的导航引擎（PVTPVT）的跟踪低至）的跟踪低至-163dBm-163dBm启动参数启动参数n n冷启动冷启动334 4秒秒(平均值平均值) )n n
3、热启动热启动11秒秒n n模块定位精度描述模块定位精度描述2.5m2.5m拓展功能拓展功能n n先进的电源管理，可使先进的电源管理，可使GPSGPS不断留在热启动状态，近而功耗极低不断留在热启动状态，近而功耗极低n n全面支持全面支持AGPSAGPS基于客户端和基于服务器的基于客户端和基于服务器的SiRFInstantFixSiRFInstantFixn n惯性导航，温度监控，惯性导航，温度监控，MEMSMEMS传感器协同工作，节省电力提高性能。传感器协同工作，节省电力提高性能。n n卫星增强系统卫星增强系统SBAS(WAASorEGNOSSBAS(WAASorEGNOS），），DGPSDGP
4、S协议协议n nARM7ARM7内核的处理架构，伺机星历的解码器。内核的处理架构，伺机星历的解码器。管脚定义管脚定义管脚定义管脚定义模块电气特性模块电气特性n n工作电压工作电压:DC2.8V5V:DC2.8V5Vn n连续工作电流连续工作电流:65mA:65mAn nGPSGPS最大模块功耗最大模块功耗3.3V/50MA=150MW3.3V/50MA=150MWn n保持热启动功能时电流低至有保持热启动功能时电流低至有5050至至500A500An n在在TricklePowerTricklePower模式下只需模式下只需10mw10mwn nGPSGPS模块运行温度模块运行温度:-3085
5、C:-3085C四种典型工作模式功耗对比:AGPS辅助全球卫星定位系统辅助全球卫星定位系统n n辅助全球卫星定位系统辅助全球卫星定位系统辅助全球卫星定位系统辅助全球卫星定位系统 ，简称：，简称：AGPSAGPSAGPSAGPS）是一种在一定辅助配合下进行）是一种在一定辅助配合下进行GPSGPS定位的运行方式。它可以利用定位的运行方式。它可以利用手机手机基站基站的信号，配合传统的信号，配合传统GPSGPS卫星卫星信号，让定位的速度更快。信号，让定位的速度更快。AGPSAGPS则利用手机基站的信号，辅以连接远则利用手机基站的信号，辅以连接远程服务器的方式下载程服务器的方式下载卫星星历卫星星历 再配
6、合传统的再配合传统的GPSGPS卫星接受器，让定位卫星接受器，让定位的速度更快。的速度更快。n nAGPSAGPS在系统中辅助服务器。在在系统中辅助服务器。在AGPSAGPS网络中，接收器可通过与辅助服务网络中，接收器可通过与辅助服务器的通信而获得定位辅助。由于器的通信而获得定位辅助。由于AGPSAGPS接收器与辅助服务器间的任务是接收器与辅助服务器间的任务是互为分工的，所以互为分工的，所以AGPSAGPS往往比普通的往往比普通的GPSGPS系统有速度更快的定位能力、系统有速度更快的定位能力、有更高的效率。有更高的效率。n nA-GPSA-GPS利用网络访问存储在服务器当中的星历参数利用网络访
7、问存储在服务器当中的星历参数, ,可以大大减缓可以大大减缓GPSGPS冷启动的时间及在恶劣环境下的启动性能冷启动的时间及在恶劣环境下的启动性能, ,能促使能促使GPSGPS模块尽早模块尽早的实现定位的实现定位,A-GPS,A-GPS技术必须使用可以跟技术必须使用可以跟A-GPSA-GPS服务器或是当地的代服务器或是当地的代理服务器的连接理服务器的连接, ,可以是可以是ADSL/ADSL/无线网络无线网络/GRPS/CDMA/3G/GRPS/CDMA/3G及其它各种及其它各种方式方式. .n简介nGPS使用24个人造卫星所形成的网络来三角定位接受器的位置，并提供经纬度坐标。虽然GPS提供绝佳的位
8、置的精确度，但定位的位置需要在可看见人造卫星或轨道所经过的地方。在都会区中的使用者经常在都会峡谷(urbancanyons)中，在浓密的树下或是室内。辅助全球卫星定位系统,是使用协助服务的技术，用来减少定位所需的时间。在蜂巢式网络上使用定位服务已越来越普遍。这种类型的服务的发展得益于美国联邦通信委员会所强制规定的E911服务,这种服务可以在紧急电话时确定手机的位置以便救援。n效率n普通的GPS系统是由GPS卫星和GPS接受器组成.与普通的GPS不同,A-GPS在系统中还有一个辅助服务器.在A-GPS网络中,由于受到接收器工作功率和地理位置的影响而不能获得理想的定位效果,接受器往往与有着较高功率
9、的辅助服务器通信并接入网络。虽然与蜂窝系统的覆盖范围有关,但由于A-GPS接收器与辅助服务器间的任务共享,所以A-GPS往往比普通的GPS系统处理速度更快,有更高的效率。n简单n通常情况下,一个标准的GPS设备需要一个清晰的视线传播并且需要至少4颗GPS卫星才能定位。另外,还需要有足够的处理功率来把卫星的数据转换成坐标.而使用AGPS,接收GPS信号,计算定位的任务都由辅助服务器完成。n减轻GPS芯片对卫星的依赖度。和纯GPS、基地台三角定位比较，AGPS能提供范围更广、更省电、速度更快的定位服务，理想误差范围在10公尺以内，日本和美国都已经成熟运用AGPS于LBS服务（LocationBas
10、edService，适地性服务）n性能nAGPS（AssistedGPS：辅助全球卫星定位系统）是结合GSM/GPRS与传统卫星定位，利用基地台代送辅助卫星信息，以缩减GPS芯片获取卫星信号的延迟时间，受遮盖的室内也能借基地台讯号弥补，减轻GPS芯片对卫星的依赖度。和纯GPS、基地台三角定位比较，AGPS能提供范围更广、更省电、速度更快的定位服务，理想误差范围在10公尺以内，日本和美国都已经成熟运用AGPS于LBS服务（LocationBasedService，适地性服务）。AGPS技术是一种结合了网络基站信息和GPS信息对移动台进行定位的技术，可以在GSM/GPRS、WCDMA和CDMA20
11、00网络中使用。该技术需要在手机内增加GPS接收机模块，并改造手机天线，同时要在移动网络上加建位置服务器、差分GPS基准站等设备。AGPS解决方案的优势主要在其定位精度上，在室外等空旷地区，其精度在正常的GPS工作环境下，可达10米左右，堪称目前定位精度最高的一种定位技术。该技术的另一优点为：首次捕获GPS信号的时间一般仅需几秒，不像GPS的首次捕获时间可能要23分钟。n缺点n虽然AGPS技术的定位精度很高、首次捕获GPS信号时间短，但是该技术也存在着一些缺点。首先，室内定位的问题目前仍然无法圆满解决。另外，AGPS的定位实现必须通过多次网络传输（最多可达六次单向传输），这对运营商来说是被认为
12、大量的占用了空中资源。AGPS最主要的问题是用户对于使用移动定位业务必须更换手机难以接受。而且AGPS手机比一般手机在耗电上有一定的额外负担，间接减短了手机的待机时间。除此之外，就是使用有效性问题。由于GPS系统受美国政府拥有和控制，在非常时期（如战争、天灾等），民用GPS服务可能会受到影响，AGPS的定位业务更难以正常运作。总之这项技术就是在传统的GPS技术上改用GPRS线路进行数据传输，将原有GPS芯片直接找卫星改成找基站辅助，是一种更为先进的定位技术。SBAS (广域增强系统广域增强系统)n nSBAS SBAS 是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增是利用地球静止轨道卫星建立的地
13、区性广域差分增强系统。全球主要有三个系统，相互兼容！强系统。全球主要有三个系统，相互兼容！n n首推美国雷声公司的广域增强系统首推美国雷声公司的广域增强系统(WAAS)(WAAS)，WAAS WAAS 包含包含了约了约2525个地面参考站台，位置散布于美国境内。而一台具个地面参考站台，位置散布于美国境内。而一台具备备WAASWAAS功能的功能的GPSGPS接收机能在接收机能在95%95%的情况下提供您误差的情况下提供您误差小于三公尺的精准定位，而且您不必为了使用小于三公尺的精准定位，而且您不必为了使用WAASWAAS功能功能而支付任何使用费。而支付任何使用费。 n n其次为欧空局接收卫星导航系
14、统其次为欧空局接收卫星导航系统(EGNOS)(EGNOS)，适用于欧洲。，适用于欧洲。n n再有日本的多功能卫星增强系统（再有日本的多功能卫星增强系统（MSASMSAS），适用于日本。），适用于日本。DGPS差分全球定位系统差分全球定位系统n n差分全球定位系统，差分全球定位系统，差分全球定位系统，差分全球定位系统，简称简称 DGPSDGPSDGPSDGPS 或或差分差分差分差分GPSGPSGPSGPSn n在位置已精确测定的已知点上配备一台在位置已精确测定的已知点上配备一台GPSGPS接收机作为基接收机作为基准站并和用户同时进行准站并和用户同时进行GPSGPS观测，将得到的单点定位的结观测，
15、将得到的单点定位的结果与基准站坐标比较，求解出实时差分修正值，以广播或果与基准站坐标比较，求解出实时差分修正值，以广播或数据链传输方式，将差分修正值传送至附近数据链传输方式，将差分修正值传送至附近GPSGPS用户，以用户，以修正其修正其GPSGPS定位解，提高其局部范围内用户的定位精度。定位解，提高其局部范围内用户的定位精度。利用这一方法可以将用户的实时单点定位精度提高到米级。利用这一方法可以将用户的实时单点定位精度提高到米级。 n n能够应用这种方法的基础是能够应用这种方法的基础是:在同一地区内，影响在同一地区内，影响GPSGPS实实时单点定位精度的因素，如大气层延迟误差、卫星星历误时单点定
16、位精度的因素，如大气层延迟误差、卫星星历误差、卫星钟误差等，对基准站及其邻近用户的影响是相同差、卫星钟误差等，对基准站及其邻近用户的影响是相同或相近的。或相近的。nDGPS是英文DifferenceGlobalPositioningSystem的缩写，即差分全球定位系统，方法是在一个精确的已知位置（基准站）上安装GPS监测接收机，计算得到基准站与GPS卫星的距离改正数。该差值通常称为PRC（伪距离修正值），基准站将此数据传送给用户接收机作误差修正，从而提高了定位精度。nDGPS是克服SA的不利影响，提高GPS定位精度的有效手段，可达到级及以上精度。DGPS一般可分为单基站DGPS、多基准站区域
17、DGPS、广域DGPS和全球DGPS，全球DGPS正在酝酿中。DGPS技术实现高精度技术实现高精度n n目前实现高精度的常用的方法目前实现高精度的常用的方法, , 所以在国内最常用的是以下两种方法所以在国内最常用的是以下两种方法: :n n直接采用双频的高精度专业模块直接采用双频的高精度专业模块, ,模块本身可以接收到普通模块本身可以接收到普通GPSGPS信号及商业信号及商业GPSGPS加密信号加密信号, ,精度达到厘米级别精度达到厘米级别, ,n n运用运用DGPSDGPS技术可以实现高精度技术可以实现高精度2 2米以内的误差米以内的误差, ,这种方法可以用民用级的模块这种方法可以用民用级的
18、模块来实现在低成本控制下的高精度定位来实现在低成本控制下的高精度定位, , 无无线数据回传技术线数据回传技术+ +双双GPSGPS数据混合数据混合n n依上图所述依上图所述, ,移动移动GPSGPS站部分站部分, ,来自于无线方式收到的固定基站台来自于无线方式收到的固定基站台GPSGPS信号的信信号的信号号, ,通过通过UARTUART端口进入到模块的端口端口进入到模块的端口, ,送到模块内部进行处理送到模块内部进行处理, ,模块需支持模块需支持DGPS,DGPS,但还需要但还需要RTCMRTCM协议来解析相应的内容协议来解析相应的内容, , 通过通过RTCMRTCM协议处理之后直接输出协议处
19、理之后直接输出高精度的定位给单片机或是高精度的定位给单片机或是ARMARM之类的做后期处理之类的做后期处理. .n n需要软件方面配合！实用程度低需要软件方面配合！实用程度低 。nGPS导航应用中的盲区补偿主要就是在GPS信号不好(城市中高楼大厦之,高山之間,隧道內,高架橋上,密林中等等)的时候为系统提供如下参考信息作为补偿：方向、（到达兴趣点的）距离、高度。方向主要由电子罗盘、陀螺仪等传感器提供，距离则由加速度传感器提供、当然有些应该当中也经常使用电子罗盘或陀螺仪来推算距离,高度则一般由气压传感器来测量。n在使用了盲区补偿传感器的GPS导航系统，如果GPS没有丢失信号，可以使用GPS卫星进行
20、导航,如果丢失了GPS信号,则使用辅助传感器进行补偿,推算出行进的距离及方向。因为需要在目的地之间标记出路线图，因此在只有GPS的系统中，当没有卫星信号时，就需要辅助传感器推算标记路线。gpsgps中应用的传感器（中应用的传感器（sensorsensor）n电子罗盘提供的是静态的绝对方向信息，而陀螺提供的是汽车转向的瞬间角速度（角度）变化信息。当汽车行驶在磁场干扰大的地方（比如铁桥上，软磁干扰很大），这时电子罗盘的偏差就会相对很大，而陀螺仪提供的转向信息就成为判断方向的主要依赖。陀螺仪在使用中，还存在累计误差和漂移，功耗大的问题，而且由于陀螺提供的只是瞬间转向信息，既然是转向角度，那么就需要参
21、照基准方向，才知道转过了多少角度，这时指南针提供的绝对方向就成为陀螺的参照方向（转向的初始方向）。可见，陀螺和电子罗盘是相互补偿的，两个一起使用能达到更好的效果。但是出于成本考虑，如果只能选一种，那么宁愿选择电子罗盘，因为电子罗盘所起的作用更大。n陀螺在使用过程中，还有一个问题，就是要得到准确的瞬间水平转向信息，陀螺就必须保持轴线总是垂直于水平面（Yaw陀螺）。如果陀螺安装不垂直或者因为车体转弯倾斜，就会导致轴线不垂直于水平面，Yaw陀螺测出来就是一个斜面上的Yaw转向信息，导致导航误差。这时候，加速度传感器的倾角分量又可以为Yaw陀螺进行倾斜补偿。或者增加一个横滚（Roll)陀螺，当然也可以
22、直接使用双轴陀螺。n加速度在GPS导航补偿系统中主要是计算行进距离，通过加速度传感器输出的加速度值通过积分计算出速度，通过速度的积分再得到距离，从而推算物体的即时位置，从而实现GPS卫星信号丢失的补偿作用。Cosiac Tech深圳本部销售部生产研发部上海研发团队苏州外协工厂 Cosiac Tech深圳本部上海研发团队市场部研发生产部销售部苏州外协工厂技术支持硬件研发软件研发软件外包公司n高度计在GPS导航中，能够提高导航的精度，这叫做高程盲区补偿，通常GPS提供x,y,z,heading,Time信息，x,y即经纬度，z就是高度。通常，GPS输出的这5个信息的信号准确度是同步的，如果高度不准，那么其他信息都可能不准，反之亦然。于是，BMP085气压传感器经常被用来做参照系，判断GPS的信息是否准确，剔除不准确的GPS信号点，从而提供GPS导航的精度，同时改善目前GPS不能识别桥上桥下的问题。当然这里的气压传感器经常是在GPS信号正常时使用，在丢失信号时是无法使用的。它只能知道他的高度而不能推算出位置。n以上传感器都可以作为gps信号丢失的补助手段。使定位无盲点。
