GPS模塊的性能指標及常見問題分析

GPS 模塊就是GPS信號接收器,它是一個可以用無線藍牙或有線方式與電腦或手機連接，將它接收到的GPS信號傳遞給電腦或手機中的GPS軟體進行處理。我們常說的GPS定位模塊稱為用戶部分，它像「收音機」一樣接收、解調衛星的廣播C/A碼信號，中以頻率為1575.42MHz。GPS模塊並不播發信號，屬於被動定位。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/196322.htm

GPS模塊的應用關鍵在於串口通信協議的制定，也就是模塊的相關輸入輸出協議格式。它主要包括數據類型與信息格式，其中數據類型主要有二進位信息和NMEA全國海洋電子協會數據信息。這兩類信息可以通過串口與GPS接收機進行通信。

GPS模塊通過運算與每個衛星的偽距離，採用距離交會法求出接收機的得出經度、緯度、高度和時間修正量這四個參數，特點是點位速度快，但誤差大。初次定位的模塊至少需要4顆衛星參與計算，稱為3D定位，3顆衛星即可實現2D定位，但精度不佳。GPS模塊通過串行通信口不斷輸出NMEA格式的定位信息及輔助信息，供接收者選擇應用。

GPS模塊主要的性能指標

GPS模塊性能指標主要有接收靈敏度、定位時間、位置精度、功耗、時間精度等。

模塊開機定位時間在不同的啟動模式下有很大不同。一般來說，冷啟動時間是指模塊內部沒有保存任何有助於定位的數據的情況，包括星曆、時間等，一般標稱在1分鐘以內;溫啟動時間是指模塊內部有較新的衛星星曆(一般不超過2小時)，但時間偏差很大，一般標稱在45秒以內;熱啟動時間是指關機不超過二十分鐘，並且RTC時間誤差很小時的情況。一般標稱在10秒以內;重新捕捉時間就如同汽車鑽過了一個隧道，出隧道時重新捕捉衛星。一般標稱在4秒以內。

如果GPS模塊在定位後放的時間很久，或模塊在定位後運輸到幾百公裡以外的地方，這樣模塊內部有星曆，但是這個星曆是錯誤的或不具有參考意義的。在這些情況下，定位時間可能要幾分鐘甚至更久的時間。所以一般GPS模塊出廠時要將模塊內部的星曆等數據清掉，這樣客戶拿到模塊後可以冷啟動方式快速定位。

定位精度可在靜態與動態情況下進行考察，且動態定位效果優於靜態定位。GPS模塊所標稱的定位參數是指在完全開放的天空下，衛星信號優良的情況下測得。所以在常規的測試中很難達到標稱的定位時間與定位精度。常見的水平定位精度描述方式有兩種：一是CEP，即圓概率誤差，意指測出的點有50%的概率位於一個以真實坐標為圓心，以m為半徑的圓內;二是DRMS，即二維均方根誤差，意指測出的點有約95.5%的概率位於一個以真實坐標為圓心，以m為半徑的圓內。

GPS模塊的定位精度取決於很多方面，比如來自於GPS系統的衛星鐘差及軌道差、可見GPS衛星數量及幾何分布、太陽輻射、大氣層、多徑效應等。另外，同一個GPS模塊，還會因為天線及饋線質量、天線位置和方向、測試時間段、開放天空範圍及方向、天氣、PCB設計等原因產生不同的定位誤差。即使是同一個廠家同一個型號的不同GPS模塊使用天線分集器同時進行測試時，靜態漂移量也會有差別。

使用GPS模塊出現的問題分析

1. GPS模塊的16通道是什麼含義?

GPS模塊(gps是什麼)有一個通道數量的參數，例如最新型的為16通道，它表示該模塊最大可以同時和16顆衛星建立通訊，模塊只有同時收到3顆以上衛星信號後，經過複雜運算後才能獲得正確的定位數據，如果同時通訊的衛星顆數越多，模塊就能越快越準確地獲得定位數據，在地球表面只有在地理條件特別理想的條件下才可能同時與16顆衛星通訊，一般的城市環境下通常可以同時和4～8顆衛星同時通訊。

2. GPS模塊為什麼開機後很長時間才能獲得定位數據?

GPS模塊有冷開機和熱開機兩個參數，如果GPS模塊初次通電，或者移動超過1000公裡後通電時，模塊要重新計算一次星曆數據，一般需要1～5分鐘，然後將星曆數據存儲在模塊內部，靠模塊內部的鋰電池保存數據，這叫冷開機，需要較長的時間。如果下次開機，因為鋰電池已經保存了有效的星曆數據，所以能快速定位，一般在30秒以內，所以叫熱開機，如果模塊斷電時間超過10小時，鋰電池放電放光，那麼再開機也相當於冷開機。

3. 如果出現長時間無法冷開機時怎麼辦?

只有在極少數情況下會出現超過15分鐘無法冷開機，這時一般只要將GPS模塊重新斷電開機或者將GPS是否接反,還有一種情況就是它的保護管子鉗位或是損壞,在緊急情況下可以先拆除保護二極體先進行通訊操作,以後再具體實驗.

GPS模塊在實際應用中經常作為時間基準，輔以模塊內部的RTC，可獲得非常高精度的時間參考，為產品的設計提供了很大的方便。至於GPS測速，只是在獲得經緯度的基礎上，進行簡單的計算實現的一種擴展應用。