【应用】天工测控GNSS模组SKM-6DM助力解决海洋浮漂定位设备信号差问题，灵敏度达-148dBm

时间： 2023-05-13 来源：世强

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应用背景与市场需求：

公司与政府合作开发的一款海洋浮漂定位设备，需要采集浮漂所在位置的水质信息，其中浮漂所在的位置信息就是一个很关键的参数。其中位置信息的获取要求在冷启动模式下要在30s左右得到定位信息；而且在一些恶劣的环境下卫星信号强度比较低所以对定位模模组的要求是在-146dBm下也可以输出定位信息。

应用难点

海洋浮漂对GNSS定位模组的应用难点主要体现在两个方面：1）低功耗模式下会关断GNSS的供电，重新上电后要求GNSS定位模组能很快的响应输出定位信息；2）海洋的这种空旷环境注定信号环境比较差，与市区的环境差异很大，所以要求模组在卫星信号强度比较差的情况下也能输出定位信息。

解决方案与采用产品

为了解决这个问题，器件选型对定位模组有要求，天工测控推出的一款高性能的导航定位模组 SKM-6DM，同时支持GPS、北斗、GLONASS、Galileo、QZSS的卫星接收机芯片、支持L1+L5 双频定位。冷启动/Cold Start模式下的定位时间是：28s，灵敏度是-148dBm。SKM-6DM的这两个特点特别适合应用在一些卫星环境质量差，又频繁的关机开机重启需要快速响应的场合。SKM-6DM的应用也比较简单，其中模组规格书中提供了参考应用。

图１参考设计

从参考应用上也可以看出模组的使用比较简单，3.3V供电，为了保证电源信号的质量建议加上滤波电路；GNSS天线接口是一个无源的，如果接有源天线需要加一个馈电电路，参考设计也给出了推荐电路；再就是对外通信的串口：将模组20、21引脚引出与处理器连接即可；也可在通信线上串一个33Ω的电阻，对信号质量、电平差异和静电干扰都有改善。模组在测试板上的实际贴片如下图所示：

图２实物图

实际应用测试

1、验证其冷启动模式下的定位时间：模组上电就会输出信息，记录从输出信息到输出定位的时间间隔，开始上电时输出信息如下：

图３开机信息

这时候还没有输出定位信息，首次输出定位信息时log输出信息如下：

图４定位信息

时间间隔是38.691- 14.544=24.147s；测试了三次定位时间汇总如下：

图５定位时间

2、验证模组功耗情况

图６功耗电流

测试模组3.3V的输入电流，测试了三次均值电流是64.3mA。

3、测试其灵敏度：设置信号源的强度为-150dBm(-130dBm-20dBm)。

图７　信号强度

实际测试结果：在-150dBm信号强度下也可以捕获到卫星，捕获卫星个数11颗，满足验收标准：-146dBm。Log图片如下：

图８定位信息

成果与效益

通过使用天工测控模组SKM-6DM实现了海洋浮漂的定位需求，而且SKM-6DM使用简单，节省了时间成本。模组供电采用3.3V供电，与板子其他模块的供电电平一致不需要额外的电平转换。通信上通过串口与处理器连接获取定位信息。SKM-6DM的高灵敏度和低冷启动时间这两个特点特别适合应用在一些卫星环境质量差，又频繁的关机开机重启需要快速响应的场合，当然SKM-6DM还可应用于其他导航定位领域，各位工程师在使用中可做参考。

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