【技术】GPS模块的种类及工作原理介绍

时间： 2023-06-14 来源：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SKM61，SKM65，SKM80，SKM81，SKM88，SKM89；

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SKM51，SKM55，SKM2105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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