【技术】GPS模块的种类及工作原理介绍

2023-06-14 天工测控官网
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GPS模块就是GPS信号接收器,只能通过串口将它接收到的GPS信号传递给电脑或手机中的GPS软件进行处理。我们常说的GPS定位模块称为用户部分,它像“收音机”一样接收、解调卫星的广播C/A码信号,并记录相关的位置、速度、时间等信息。GPS模块并不播发信号,属于被动定位。市面上所有GPS模块的协议都是NMEA。那么问题来了,GPS模块有哪几种?GPS接收模块的工作原理是怎样的呢?本文天工测控将进行介绍。


GPS模块有哪几种?

嵌入式贴片GPS模块封装以邮票孔SMT贴片式为主,选用这种GPS模块通常需要再另外配置GPS天线,通讯接口一般是串口。代表型号为SKG09系列,SKG12系列,SKG17系列GPS模块;


模块+天线一体的GPS模块:自带GPS天线;选用这种样式的GPS模块通常不需要再另配天线,这种模块天线以陶瓷天线居多,封装多以贴片式封装,通讯接口一般是串口。代表型号为SKM61SKM65SKM80SKM81SKM88SKM89


模块+天线+连接线的形式:一般被称作G-mouse,模块被封装在高强度工程塑料壳里面,不会遮挡里面的GPS模块信号,卫星型号接收良好。线长及接口可选,可定制,且有IP67级防水防尘外壳,105℃耐高温线材。代表型号为SKM51SKM55SKM2105系列G-mouse。


GPS接收模块的工作原理

24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。GPS模块通过运算与每个卫星的伪距离,采用距离交会法求出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数,特点是点位速度快,但误差大。初次定位的模块至少需要4颗卫星参与计算,称为3D定位,3颗卫星即可实现2D定位,但精度不佳。GPS模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息,供接收者选择应用。


由于卫星的位置精确可知,在GPS观测中,卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。

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