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北斗GPS多模卫星导航模块-

来源:好走旅游网
 XN647-BD

BD/GPS多模卫星导航通用接收机模组

产 品 说 明 书

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功能描述

1.1 概述

本模块是一款支持BD2 B1/GPS L1频点的双模导航定位模块。模块尺寸为

16mm x 12mm mm,采用

24pin邮票孔封装。

本模块内部具备天线状态检测和天线短路保护功能,支持休眠工作模式。

1.2 产品特性

✓ 24pin邮票孔封装,尺寸16mm x 12mm x 2.5 mm ✓ 支持BD2 B1和GPS L1频点 ✓ 支持以下三种工作模式

1) 单BD2 B1工作模式 2) 单GPS L1工作模式

3) BD2 B1/GPS L1混合工作模式

✓ 内置BD2 B1/GPS L1的LNA〔低噪声放大器〕。 ✓ 具有天线状态检测和天线短路保护的功能。 ✓ 具有备份电源输入接口,支持热启动。

✓ 内部自带上电复位电路,并支持用户在使用中对模块进行外部复位。

1.3 性能指标

表1-1 双模导航定位模块主要性能指标 性能指标 参数 定位精度 测速精度 描述 最小值 水平 速度 冷启动 首次定位时间 热启动 TTFF 重捕获 捕获 灵敏度 跟踪 串口输出波特率 4800 -165 9600 115200 dBm bps 默认9600bps ≤2 -148 s dBm ≤1 s 典型值 ≤ ≤1 ≤30 最大值 单位 m m/s s 备注 学习文档 仅供参考

性能指标 参数 数据更新率 工作电压 V_BCKP 平均功耗 温度 存储

-40 85 ℃ 跟踪电流 工作 -30 40 70 V mA ℃ 描述 最小值 VCC 典型值 1 最大值 50 单位 Hz V 备注 1.4 应用

 个人定位和导航产品  车载、船舶定位导航

1.5 功能框图和典型应用

1.5.1 功能框图

①LNA滤波器多模卫星导航电路⑧多模数字基带⑨晶振参考

图1-1 双模导航定位模块功能框图

本双模导航定位模块可对外部BD2 B1/GPS L1有源天线供电,并具有天线状态检测和天线短路保护功能。外部有源天线接收空中卫星信号送给射频芯片,射频芯片内部经LNA放大、混频处理后送到中频滤波器,再经过AD转换成数字中频信号送给基带芯片。基带芯片接收到射频芯片送来的数字中频信号,经过捕获和跟踪、定位解算等一系列算法处理后,通过串口输出NMEA数据并给出1PPS

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信号。

1.5.2 典型应用

图1-2 双模导航定位模块典型应用图

2 模块接口说明

2.1 硬件接口

2.1.1 电源

模块有两个电源输入管脚〔VCC、V-BCK〕与两个电源输出管脚〔VCC-RF〕。 其中VCC为模块的工作主电源;V-BCK为模块的备份输入电源,在主电源VCC断电时给RTC电路供电,确保关键信息不丧失,以实现热启动功能,模块内部设计有对备用电源V-BCK的充电电路,推荐外接可充电的电池或大容量电容; VCC-RF输出VCC电压值,可用于天线供电。 2.1.2 天线接口

模块的天线接口〔RFIN管脚〕可直接连接BD2 B1/GPS L1双模有源天线。该接口内部采用50Ω阻抗匹配。 2.1.3 1PPS信号接口

模块第3脚1PPS为秒脉冲信号输出。 2.1.4 UART接口

串口1在UTC秒边界输出NMEA数据,上位机也可以通过该串口对模块进行工作模式切换。

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D3 机械特性 3.1 模块尺寸 C1PPS有源天线 图3-1外形尺寸 3.2 管脚定义 1B23456789101112242322212019181716151413BOOT-SETNC1PPSNCNCNCNCRSTVCC-RFGNDRFINGNDXN647-BDGNDVCCV-BCKRXDTXDNCNCNCNCNCNCGNDA 图3-2 双模导航定位模块管脚示意图 学习文档 仅供参考 12表格3-1 双模导航定位模块管脚定义

管脚 1 2 3 4,5,6,7 8 9 10 11 12,13 14,15,16,17,18,19 20, 21 22 23 24 信号名 BOOT_SEL NC 1PPS 方向 O I O --- I O --- I/O 0 --- 电平标准 ---- 3V 0V 0V --- 未连接。 未连接 描述 秒脉冲输出。串口1发送:NMEA数据输出、软件版本升级、状态输出等 未连接 NC RST VCC-RF GND RFIN 复位信号输入 3V电源输出 地 RF信号输入,VCC电压输出,由模块对天线进行供电 地 未连接 GND NC TXD RXD VBCK VCC GND O I I I --- 0V 串口1输出 串口1接收 备用电池输入 主电源 地

4 电气和温度特性

4.1 焊接温度曲线

模块焊接温度曲线和相关说明如图4-1和表4-3所示:

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图4-1 SMT温度曲线

表4-3 SMT温度参数表

Profile Feature Average Ramp-up Rate (TSmax to TP) -Temperature Min (TSmax) -Temperature Max (TSmax) -Temperature Max (tsmin-tsmax) Time maintained above: -Temperature (TSL) -Time (tL) Peak-classification Temperature (TP)* Time within 5℃of actual Peak Temperature (tP) Ramp-Down Rate Time 25℃ to Peak Temperature Pb-Free Assembly 3 ℃/second max. 150 ℃ 200 ℃ 60-120 seconds 217 ℃ 60-150 seconds 260 + 0/-5 ℃ * 30** seconds 6 ℃/seconds max. 8 minutes max. *Tolerance for peak profile temperature (Tp) is defined as a supplier minimum and a user maximum. 学习文档 仅供参考

**Tolerance for time at peak profile temperature (tp) is defined as a supplier minimum and a user maximum.

4.2 其他

1〕模块的VCC供电电源纹波尽量控制在100mV以内,并且防止电源上有干扰。 2〕请确保上位机与模块设置的波特率保持一致。

3〕天线请选用有质量保证的双模有源天线,并确保对天线供电。 4〕模块焊接时请控制好温度,防止模块损坏。

5〕为保证模块的热启动功能,请确保备份电源供电正常。

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附件一

NMEA输出说明

输出协议支持NMEA-0183标准。执行的信息包括GGA, GLL, GSA, GSV, VTG, RMC, ZDA 和 GNS 信息。NMEA信息输出有如下句子结构:

$aaccc,c--c*hh

句子结构的详细内容在表1中予以解释。

表1:NMEA句子结构 字符 “$” aaccc “,” c--c “*” hh 格式 24 2C 2A 0D0A 说明 句子开始 地址字段 “aa” 讲话者标识符。“ccc” 确定句型。 字段定界符 数据语句块 校验和分隔符 校验和字段 句子结束 〔回车,换行〕

表2:接收器NMEA信息的综述 $GPGGA $GPGLL $GNGSA $GPGSA $BDGSA $GPGSV $BDGSV $GPRMC $GPVTG $GPZ协调世界时、日期、月、年、时区 DA GGA –全球定位系统定位数据

GPS接收器的时间、位置和定位相关数据。

格式:$--GGA,hhmmss.ss,llll.lll,a,yyyyy.yyy,a,x,uu,v.v,w.w,M,x.x,M,,zzzz*hh 字段 名称 说明 协调世界时(UTC)时间 在某个位置采用格式的协调世界时时间(000000.000 ~ 235959.999) 关于仰角、方位角和载噪比的卫星信息:$GPGSV 用于GPS卫星,$BDGSV用于北斗卫星。 时 时间、日期、位置、航向与速度数据 航向和相对于地的速度 用于代表定位卫星的标识符。当使用多个卫星系统于定位方案时,$GNGSA句子是每个卫星系统的输出。当只有GPS卫星用于定位时,一个$GPGSA句子是输出。当只有北斗卫星时,一个$BDGSA句子是输出。 位置、时间及定位状态 接收器的时间、位置、和定位相关数据 学习文档 仅供参考

a a x 纬度 N/S指示符 经度 E/W指示符 GPS质量指示符 采用格式的纬度。前导零是插入的。 ‘N’ = 北, ‘S’ = 南 采用格式的经度。前导零是插入的。 'E' = 东, 'W' = 西 GPS质量指示符 0: 不能提供定位 1: 定位有效, SPS模式 2: 定位有效, 微分GPS模式 3: GPS PPS模式, 定位有效 4: 实时动态. 采用固定整数RTK模式的系统 5: 浮置RTK. 采用RTK模式的卫星系统,浮置整数 6: 估计的 (推测航行法) 模式 7: 手动输入模式 8: 仿真模式 uu zzzz hh 使用的卫星 水平精度因子 高度 大地水准面间距 DGPS站标识符 校验和 使用卫星的数量(00 ~ 24) 水平精度因子(00.0 ~ 99.9) 平均海拔高度〔单位:米〕(-9999.9 ~ 17999.9) 单位:米 差分基准站标识符,0000 ~ 1023 当DGPS不用时,标识符无效。 GLL –地理位置–纬度/经度

飞船位置的纬度与经度、定位时间、状态

格式:$--GLL,llll.lll,a,yyyyy.yyy,b,hhmmss.sss,A,a*hh 字段 名称 说明 a b s A hh 纬度 N/S指示符 经度 E/W指示符 协调世界时(UTC)时间 状态 校验和 采用格式的纬度。前导零是插入的。 ‘N’ = 北, ‘S’ = 南 采用格式的经度。前导零是插入的。 'E' = 东, 'W' = 西 在某个位置采用格式的协调世界时时间(000000.000 ~ 235959.999) A= 数据有效, V= 数据无效 学习文档 仅供参考

GSA – GNSS DOP和有源卫星

GPS接收器工作模式,卫星用于通过GGA或者GNS句子与DOP数值报告的航行方案中。 格式:$--GSA,a,x,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,u.u,v.v,z.z*hh 字段 名称 说明 a 模式 模式 ‘M’ = 手动, 强迫工作在2D或者3D 模式 ‘A’ = 自动, 容许自动地切换到2D/3D模式 x 模式 定位模式 1 = 不能提供定位 2 = 2D 3 = 3D xx’s 卫星标识符 01 至 32 用于 GPS; 33至64 用于 WAAS (PRN - 87); 161至 197用于北斗, (160 + BD PRN)。12个卫星最大限度地包括在每个GSA句子中。 hh 位置精度因子 水平精度因子 垂直精度因子 校验和 位置精度因子(00.0 ~ 99.9) 水平精度因子(00.0 ~ 99.9) 垂直精度因子(00.0 ~ 99.9) GSV –看得见的GNSS卫星

看得见的卫星(SV)的数目、卫星标识号码、高度、方位角和信号噪声比数值。每次最多发送4个卫星。

格式:$--GSV,x,u,xx,uu,vv,zzz,ss,uu,vv,zzz,ss,…,uu,vv,zzz,ss*hh 字段 名称 说明 x u xx uu 信息数目 序号 看得见的卫星 卫星标识号码 待发送GSV信息的总数(1-3) 当前GSV信息的序号 看得见的卫星的总数(00 ~ 12) 01 至 32 用于 GPS; 33至64 用于 WAAS (PRN - 87); 161至 197用于北斗, (160 + BD PRN)。12个卫星最大限度地包括在每个GSA句子中。 vv zzz ss 高度 方位角 信号噪声比 卫星高度 〔单位:度〕(00 ~ 90) 卫星方位角〔单位:度〕(000 ~ 359 ) 信号噪声比〔单位:分贝〕(00 ~ 90) 当不跟踪时,信号噪声比为零。 学习文档 仅供参考

hh 校验和

RMC –推荐的最小特殊GNSS数据

由GNSS导航接收器提供的时间、日期、位置、航向与速度数据

格式:$--RMC,hhmmss.sss,x,llll.lll,a,yyyyy.yyy,a,x.x,u.u,xxxxxx,,,v*hh 字段 名称 说明 x 协调世界时(UTC)时间 状态 采用格式的协调世界时时间(000000.000 ~ 235959.999) 状态 ‘V’ = 导航接收器警告 ‘A’ = 数据有效 a a xxxxxx v 纬度 N/S指示符 经度 E/W指示符 对地速度 对地航向 采用格式的纬度。前导零是插入的。 ‘N’ = 北, ‘S’ = 南 采用格式的经度。前导零是插入的。 'E' = 东, 'W' = 西 对地速度(单位:节)(000.0 ~ 999.9) 对地航向(单位:度) (000.0 ~ 359.9) UTC(国际协调时间)日期 定位UTC(国际协调时)日期,ddmmyy格式 模式指示符 模式指示符 ‘N’ = 数据无效 ‘A’ =自主模式 ‘D’ = 微分模式 ‘E’ =估计的 (推测航行法) 模式 ‘M’ = 手动输入模式 ‘S’ = 仿真模式 hh 校验和

VTG –对地航向和地面速度

实际的对地航向与对地速度。

格式:$--VTG,x.x,T,,M,,N,,K,m*hh 字段 名称 说明 航向 航向 对地航向(单位:度) (真实)(000.0 ~ 359.9) 对地航向(单位:度) 〔磁力〕(000.0 ~ 359.9) 学习文档 仅供参考

m 速度 速度 模式 对地速度(单位:节) (000.0 ~ 999.9) 对地速度(单位:千米/小时) (0000.0 ~ 1800.0) 模式指示符 ‘N’ =无效 ‘A’ =自主模式 ‘D’ = 微分模式 ‘E’ =估计的 (推测航行法) 模式 ‘M’ = 手动输入模式 ‘S’ = 仿真模式 hh 校验和 ZDA –时间和日期

UTC(国际协调时)、日期、月、年和当地时区

格式:$--ZDA,hhmmss.sss,dd,mm,yyyy,xx,yy*hh 字段 名称 说明 dd mm yyyy xx yy hh

UTC(国际协调时)时间 UTC(国际协调时)日期 UTC(国际协调时)月 UTC(国际协调时)年 当地时区小时 当地时区分 校验和 采用格式的协调世界时时间(000000.000 ~ 235959.999) 01 至 31 01 至 12 4位数年号 00 至 +-13 00 至 +59

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