【经验】GPS模块如何精准提供位置信息？

时间： 2019-06-13 来源：SKYLAB

技术问答

GPS模块就是集成了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，在日常生活中的运用就是定位、导航、历史轨迹和测距。今天，GPS模块研发厂家SKYLAB分享的是GPS模块如何精准提供位置信息。

在探讨GPS模块定位精度之前，首先了解一下GPS是怎样根据卫星信号来实现定位的。GPS（Global Positioning System，全球定位系统）包括三大部分：空间GPS卫星星座、地面监控系统、用户GPS信号接收机。GPS定位的基本原理为：卫星不断的发射自身的星历参数和时间信息，GPS信号接收机接收到信号后，根据三角公式计算可以得到接收机的位置，三颗卫星可进行2D定位（经度、纬度），四颗卫星则可进行3D定位（经度、纬度及高度）。通过接收机不断的更新接收信息，就可以计算出移动方向和速度。

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图1 计算公式

由于目前全球有24颗GPS导航卫星分布在6条轨道上，在任意时刻在水平线以上最少有4颗卫星，最多有11颗卫星，所以GPS定位可以得到很好的保证。作为GPS信号接收终端的导航仪作用就是捕获卫星信号，对信号进行放大、处理，实时计算出接收机的3D位置与速度。我们简单的了解GPS定位的原理后，那么到底是哪些因素会影响到GPS的定位精度呢？

定位精度可在静态与动态情况下进行考察，且动态定位效果优于静态定位。GPS模块所标称的定位参数是指在完全开放的天空下，卫星信号优良的情况下测得。所以在常规的测试中很难达到标称的定位时间与定位精度。

GPS模块的定位精度取决于很多方面，比如来自于GPS系统的卫星钟差及轨道差、可见GPS卫星数量及几何分布、太阳辐射、大气层、多径效应等。另外，同一个GPS模块，还会因为天线及馈线质量、天线位置和方向、测试时间段、开放天空范围及方向、天气、 PCB设计等原因产生不同的定位误差。

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图2 SKG12Q实物图

SKG12Q是SKYLAB针对汽车前装应用研发的高品质多系统车规级GPS模块，定位精度达到3米，采用了通过AEC-Q100标准的GNSS芯片，接收灵敏度达到-165dBm，捕获灵敏度达到-148dBm，冷启动时间23s，热启动时间＜1s，温启动时间为2~3s，真正做到快速响应。此外，SKG12Q内部闪存可以进行程序升级以支持不同场景应用。拥有额外的前置LNA用于优化RF性能，并且包含前置SAW滤波器可提高抗干扰性能，即使在弱信号依然有较高的定位精度和较短的定位时间。

车规级GPS模块具有超低功耗、超高灵敏度，高可靠性、高定位精度，弱信号环境快速定位，尺寸小巧等特性，且支持多系统联合定位及单系统独立定位。

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