北斗GPS多模卫星导航模块

.z西南集成电路设计**地址：**市经济技术开发区信息科技园B座5/F：400060：86-23-6280320462836154：86-23-62836149.swid..:swidswid..*N647-BDBD/GPS多模卫星导航通用接收机模组产品说明书功能描述概述本模块是一款支持BD2B1/GPSL1频点的双模导航定位模块。模块尺寸为16mm*12mm*2.65mm，采用24pin邮票孔封装。本模块内部具备天线状态检测和天线短路保护功能，支持休眠工作模式。产品特性24pin邮票孔封装，尺寸16mm*12mm*2.5mm支持BD2B1和GPSL1频点支持以下三种工作模式单BD2B1工作模式单GPSL1工作模式BD2B1/GPSL1混合工作模式内置BD2B1/GPSL1的LNA〔低噪声放大器〕。具有天线状态检测和天线短路保护的功能。具有备份电源输入接口，支持热启动。内部自带上电复位电路，并支持用户在使用中对模块进展外部复位。性能指标表1-1双模导航定位模块主要性能指标参数描述性能指标备注最小值典型值最大值单位定位精度水平≤2.5m测速精度速度≤1m/s首次定位时间TTFF冷启动≤30s热启动≤1s重捕获≤2s灵敏度捕获-148dBm跟踪-165dBm串口输出波特率48009600115200bps默认9600bps数据更新率150Hz工作电压VCC3.03.33.6VV_BCKP1.82.73.6V平均功耗跟踪电流40mA主电源VCC为3.3V温度工作-3070℃存储-4085℃应用个人定位和导航产品车载、船舶定位导航功能框图和典型应用功能框图图1-1双模导航定位模块功能框图本双模导航定位模块可对外部BD2B1/GPSL1有源天线供电，并具有天线状态检测和天线短路保护功能。外部有源天线接收空中卫星信号送给射频芯片，射频芯片内部经LNA放大、混频处理后送到中频滤波器，再经过AD转换成数字中频信号送给基带芯片。基带芯片接收到射频芯片送来的数字中频信号，经过捕获和跟踪、定位解算等一系列算法处理后，通过串口输出NMEA数据并给出1PPS信号。典型应用图1-2双模导航定位模块典型应用图模块接口说明硬件接口电源模块有两个电源输入管脚〔VCC、V-BCK〕与两个电源输出管脚〔VCC-RF〕。其中VCC为模块的工作主电源；V-BCK为模块的备份输入电源，在主电源VCC断电时给RTC电路供电，确保关键信息不丧失，以实现热启动功能，模块内部设计有对备用电源V-BCK的充电电路，推荐外接可充电的电池或大容量电容；VCC-RF输出VCC电压值，可用于天线供电。天线接口模块的天线接口〔RFIN管脚〕可直接连接BD2B1/GPSL1双模有源天线。该接口内部采用50Ω阻抗匹配。1PPS信号接口模块第3脚1PPS为秒脉冲信号输出。UART接口串口1在UTC秒边界输出NMEA数据，上位机也可以通过该串口对模块进展工作模式切换。机械特性模块尺寸图3-1外形尺寸管脚定义图3-2双模导航定位模块管脚示意图表格3-1双模导航定位模块管脚定义管脚信号名方向电平标准描述1BOOT_SELO0-3.6V未连接。2NCI0-3.6V未连接31PPSO0-3.6V秒脉冲输出。串口1发送：NMEA数据输出、软件版本升级、状态输出等4,5,6,7NC未连接8RSTI0-3.6V复位信号输入9VCC-RFO3V3V电源输出10GND0V地11RFINI/O3.3VRF信号输入，VCC电压输出，由模块对天线进展供电12,13GND00V地14,15,16,17,18,19NC未连接20,T*DO0-3.6V串口1输出21R*DI0-3.6V串口1接收22VBCKI备用电池输入23VCCI主电源24GND0V地电气和温度特性焊接温度曲线模块焊接温度曲线和相关说明如图4-1和表4-3所示：图4-1SMT温度曲线表4-3SMT温度参数表ProfileFeaturePb-FreeAssemblyAverageRamp-upRate(TSma*toTP)3℃/secondma*.-TemperatureMin(TSma*)-TemperatureMa*(TSma*)-TemperatureMa*(tsmin-tsma*)150℃200℃60-120secondsTimemaintainedabove:-Temperature(TSL)-Time(tL)217℃60-150secondsPeak-classificationTemperature(TP)*260+0/-5℃*Timewithin5℃ofactualPeakTemperature(tP)30**secondsRamp-DownRate6℃/secondsma*.Time25℃toPeakTemperature8minutesma*.*Toleranceforpeakprofiletemperature(Tp)isdefinedasasupplierminimumandauserma*imum.**Tolerancefortimeatpeakprofiletemperature(tp)isdefinedasasupplierminimumandauserma*imum.其他1〕模块的VCC供电电源纹波尽量控制在100mV以内，并且防止电源上有干扰。2〕请确保上位机与模块设置的波特率保持一致。3〕天线请选用有质量保证的双模有源天线，并确保对天线供电。4〕模块焊接时请控制好温度，防止模块损坏。5〕为保证模块的热启动功能，请确保备份电源供电正常。一NMEA输出说明输出协议支持NMEA-0183标准。执行的信息包括GGA,GLL,GSA,GSV,VTG,RMC,ZDA和GNS信息。NMEA信息输出有如下句子构造：$aaccc,c--c*hh<CR><LF>句子构造的详细内容在表1中予以解释。表1：NMEA句子构造字符格式说明“$〞24句子开场aaccc地址字段“aa〞讲话者标识符。“ccc〞确定句型。“,〞2C字段定界符c--c数据语句块“*〞2A校验和分隔符hh校验和字段<CR><LF>0D0A句子完毕〔回车，换行〕表2：接收器NMEA信息的综述$GPGGA接收器的时间、位置、和定位相关数据$GPGLL位置、时间及定位状态$GNGSA$GPGSA$BDGSA用于代表定位卫星的标识符。当使用多个卫星系统于定位方案时，$GNGSA句子是每个卫星系统的输出。当只有GPS卫星用于定位时，一个$GPGSA句子是输出。当只有北斗卫星时，一个$BDGSA句子是输出。$GPGSV$BDGSV关于仰角、方位角和载噪比的卫星信息：$GPGSV用于GPS卫星，$BDGSV用于北斗卫星。$GPRMC时时间、日期、位置、航向与速度数据$GPVTG航向和相对于地的速度$GPZDA协调世界时、日期、月、年、时区GGA–全球定位系统定位数据GPS接收器的时间、位置和定位相关数据。格式：$--GGA,hhmmss.ss,llll.lll,a,yyyyy.yyy,a,*,uu,v.v,w.w,M,*.*,M,,zzzz*hh<CR><LF>字段名称说明hhmmss.ss协调世界时(UTC)时间在*个位置采用hhmmss.sss格式的协调世界时时间(000000.000~235959.999)llll.lll纬度采用ddmm.mmmm格式的纬度。前导零是插入的。aN/S指示符‘N’=北,‘S’=南yyyyy.yyy经度采用ddmm.mmmm格式的经度。前导零是插入的。aE/W指示符'E'=东,'W'=西*GPS质量指示符GPS质量指示符0:不能提供定位1:定位有效,SPS模式2:定位有效,微分GPS模式3:GPSPPS模式,定位有效4:实时动态.采用固定整数RTK模式的系统5:浮置RTK.采用RTK模式的卫星系统，浮置整数6:估计的(推测航行法)模式7:手动输入模式8:仿真模式uu使用的卫星使用卫星的数量(00~24)v.v水平精度因子水平精度因子(00.0~99.9)w.w高度平均海拔高度〔单位：米〕(-9999.9~17999.9)*.*大地水准面间距单位：米zzzzDGPS站标识符差分基准站标识符，0000~1023当DGPS不用时，标识符无效。hh校验和GLL–地理位置–纬度/经度飞船位置的纬度与经度、定位时间、状态格式：$--GLL,llll.lll,a,yyyyy.yyy,b,hhmmss.sss,A,a*hh<CR><LF>字段名称说明llll.lll纬度采用ddmm.mmmm格式的纬度。前导零是插入的。aN/S指示符‘N’=北,‘S’=南yyyyy.yyy经度采用ddmm.mmmm格式的经度。前导零是插入的。bE/W指示符'E'=东,'W'=西hhmmss.sss协调世界时(UTC)时间在*个位置采用hhmmss.sss格式的协调世界时时间(000000.000~235959.999)A状态A=数据有效,V=数据无效hh校验和GSA–GNSSDOP和有源卫星GPS接收器工作模式，卫星用于通过GGA或者GNS句子与DOP数值报告的航行方案中。格式：$--GSA,a,*,**,**,**,**,**,**,**,**,**,**,**,**,u.u,v.v,z.z*hh<CR><LF>字段名称说明a模式模式‘M’=手动,强迫工作在2D或者3D模式‘A’=自动,容许自动地切换到2D/3D模式*模式定位模式1=不能提供定位2=2D3=3D**’s卫星标识符01至32用于GPS;33至64用于WAAS(PRN-87);161至197用于北斗,(160+BDPRN)。12个卫星最大限度地包括在每个GSA句子中。u.u位置精度因子位置精度因子(00.0~99.9)v.v水平精度因子水平精度因子(00.0~99.9)z.z垂直精度因子垂直精度因子(00.0~99.9)hh校验和GSV–看得见的GNSS卫星看得见的卫星(SV)的数目、卫星标识、高度、方位角和信号噪声比数值。每次最多发送4个卫星。格式：$--GSV,*,u,**,uu,vv,zzz,ss,uu,vv,zzz,ss,…,uu,vv,zzz,ss*hh<CR><LF>字段名称说明*信息数目待发送GSV信息的总数(1-3)u序号当前GSV信息的序号**看得见的卫星看得见的卫星的总数(00~12)uu卫星标识01至32用于GPS;33至64用于WAAS(PRN-87);161至197用于北斗,(160+BDPRN)。12个卫星最大限度地包括在每个GSA句子中。vv高度卫星高度〔单位：度〕(00~90)zzz方位角卫星方位角〔单位：度〕(000~359)ss信号噪声比信号噪声比〔单位：分贝〕(00~90)当不跟踪时，信号噪声比为零。hh校验和RMC–推荐的最小特殊GNSS数据由GNSS导航接收器提供的时间、日期、位置、航向与速度数据格式：$--RMC,hhmmss.sss,*,llll.lll,a,yyyyy.yyy,a,*.*,u.u,******,,,v*hh<CR><LF>字段名称说明hhmmss.sss协调世界时(UTC)时间采用hhmmss.sss格式的协调世界时时间(000000.000~235959.999)*状态状态‘V’=导航接收器警告‘A’=数据有效llll.lll纬度采用ddmm.mmmm格式的纬度。前导零是插入的。aN/S指示符‘N’=北,‘S’=南yyyyy.yyy经度采用ddmm.mmmm格式的经度。前导零是插入的。aE/W指示符'E'=东,'W'=西*.*对地速度对地速度(单位：节)(000.0~999.9)u.u对地航向对地航向(单位：度)(000.0~359.9)******UTC(国际协调时间)日期定位UTC(国际协调时)日期，ddmmyy格式v模式指示符模式指示符‘N’=数据无效‘A’=自主模式‘D’=微分模式‘E’=估计的(推测航行法)模式‘M’=手动输入模式‘S’=仿真模式hh校验和VTG–对地航向和地面速度实际的对地航向与对地速度。格式：$--VTG,*.*,T,y.y,M,u.u,N,v.v,K,m*hh<CR><LF>字段名称说明*.*航向对地航向(单位：度)(真实)(000.0~359.9)y.y航向对地航向(单位：度)〔磁力〕(000.0~359.9)u.u速度对地速度(单位：节)(000.0~999.9)v.v速度对地速度(单位：千米/小时)(0000.0~1800.0)m模式模式指示符‘N’=无效‘A’=自主模式‘D’=微分模式‘E’