【经验】GNSS模块使用中的PCB布局、布线、串口NMEA数据处理注意事项

时间： 2019-06-08 来源：天工测控

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在物联网+时代，基于定位及位置服务的物联网应用几乎遍布工业、行业与消费应用领域，车规级GNSS模块、高精度车载GNSS定位模块满足了汽车导航、防盗、紧急求助与救援、集群调度、车队管理等应用需求，带地磁的航模GNSS模块让无人机拥有较好的定位精度和动态表现... ...那么，GNSS定位模块在使用中有哪些注意事项呢？

布局：

GPS模块在PCB上的布局对于获得最佳的GPS性能来说至关重要，因此，在实际布局中，要注意以下三点：

1.在系统板设计上，要确保射频电路尽可能的远离噪声源；

2.另外还必须将GPS模块放置在远离易发热的电路上；

图1 GPS模块在PCB上的布局示意图

3.如使用无源天线，应尽量缩短天线馈线的长度以减少RF信号的衰减。建议无源天线与GPS模块放在PCB板相对的另一面，且天线下方要有一块完整的地。天线应远离告诉信号区域，以减少干扰信号的影响。下图所示使用无源天线的参考设计：

图2 无源天线参考设计图

布线：

1.RF走线阻抗为50欧并尽可能短，以减少信号的衰减；

2.在走线附近保持足够多的地孔围绕；

3.建议RF走线走在表层且远离噪声源，如开关电源，数字信号，晶振，处理器等；

4.走线应避免锐角，建议使用135度角或弧形布线。

图3 布线示意图

串口NMEA数据处理：

在使用模块串口输出的NMEA数据之前，应注意以下问题以避免出错。

1.确认数据为已定位数据：只有已定位时的信息才是可用的；

图4 数据定位示意图

2.必须进行异或校验：只有校验成功的NMEA语句信息才是可靠的。每条语句型号后面为异或校验码，校验码有$与*之间每个字符的ASCII码以异或运算生成，并以字符显示；

3.单GPS工作模式、GPS+BDS或GPS+GLONASS工作模式及区别：SKYLAB定位模块中的D系列都是支持3选2的工作模式的（不支持BDS+GLONASS），可以通过指令实现工作模式的切换。切换后，模块会复位重启：

$PMTK353,1,0,0,0,0*2A 单GPS

$PMTK353,0,0,0,0,1*2A 单北斗

$PMTK353,0,1,0,0,1*2A 单GLONASS

$PMTK353,1,1,0,0,0*2B GPS+GLONASS

$PMTK353,1,0,0,0,1*2B GPS+BDS

不同工作模式下，输出的NMEA语句（报文）略有差别，以RMC、GSV及GSA语句为例：

单GPS模式时的语句（报文）为：GPRMC、GPGSV、GPGSA

GPS+BDS模式时的语句（报文）为：GNRMC、GPGSV、GPGSA、BDGSV、BDGSA

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