北斗GPS多模卫星导航模块.docx
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北斗GPS多模卫星导航模块
XN647-BD
BD/GPS多模卫星导航通用接收机模组
产品说明书
功能描述
1.1概述
本模块是一款支持BD2B1/GPSL1频点的双模导航定位模块。
模块尺寸为16mmx12mmxmm，采纳24pin邮票孔封装。
本模块内部具有天线状态检测和天线短路爱惜功能，支持休眠工作模式。
1.2产品特性
✓24pin邮票孔封装，尺寸16mmx12mmxmm
✓支持BD2B1和GPSL1频点
✓支持以下三种工作模式
1）单BD2B1工作模式
2）单GPSL1工作模式
3）BD2B1/GPSL1混合工作模式
✓内置BD2B1/GPSL1的LNA（低噪声放大器）。
✓具有天线状态检测和天线短路爱惜的功能。
✓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，并支持用户在利用中对模块进行外部复位。
1.3性能指标
表1-1双模导航定位模块要紧性能指标
参数
描述
性能指标
备注
最小值
典型值
最大值
单位
定位精度
水平
≤
m
测速精度
速度
≤1
m/s
首次定位时间
TTFF
冷启动
≤30
s
热启动
≤1
s
重捕获
≤2
s
灵敏度
捕获
-148
dBm
跟踪
-165
dBm
串口输出波特率
4800
9600
115200
bps
默认9600bps
数据更新率
1
50
Hz
工作电压
VCC
V
V_BCKP
V
平均功耗
跟踪电流
40
mA
主电源VCC为
温度
工作
-30
70
℃
存储
-40
85
℃
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
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BD2B1/GPSL1有源天线供电，并具有天线状态检测和天线短路爱惜功能。
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、混频处置后送到中频滤波器，再通过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，通过捕捉和跟踪、定位解算等一系列算法处置后，通过串口输出NMEA数据并给出1PPS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，确保关键信息不丢失，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BD2B1/GPSL1双模有源天线。
该接口内部采纳50Ω阻抗匹配。
2.1.31PPS信号接口
模块第3脚1PPS为秒脉冲信号输出。
2.1.4UART接口
串口1在UTC秒边界输出NMEA数据，上位机也能够通过该串口对模块进行工作模式切换。
3机械特性
3.1模块尺寸
图3-1外形尺寸
3.2管脚概念
图3-2双模导航定位模块管脚示用意
表格3-1双模导航定位模块管脚概念
管脚
信号名
方向
电平标准
描述
1
BOOT_SEL
O
未连接。
2
NC
I
未连接
3
1PPS
O
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
4,5,6,7
NC
---
----
未连接
8
RST
I
复位信号输入
9
VCC-RF
O
3V
3V电源输出
10
GND
---
0V
地
11
RFIN
I/O
RF信号输入，VCC电压输出，由模块对天线进行供电
12,13
GND
0
0V
地
14,15,16,17,18,19
NC
---
---
未连接
20,
TXD
O
串口1输出
21
RXD
I
串口1接收
22
VBCK
I
备用电池输入
23
VCC
I
主电源
24
GND
---
0V
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：
图4-1SMT温度曲线
表4-3SMT温度参数表
ProfileFeature
Pb-FreeAssembly
AverageRamp-upRate（TSmaxtoTP）
3℃/secondmax.
-TemperatureMin（TSmax）
-TemperatureMax（TSmax）
-TemperatureMax（tsmin-tsmax）
150℃
200℃
60-120seconds
Timemaintainedabove:
-Temperature（TSL）
-Time（tL）
217℃
60-150seconds
Peak-classificationTemperature（TP）*
260+0/-5℃*
Timewithin5℃ofactualPeakTemperature（tP）
30**seconds
Ramp-DownRate
6℃/secondsmax.
Time25℃toPeakTemperature
8minutesmax.
*Toleranceforpeakprofiletemperature（Tp）isdefinedasasupplierminimumandausermaximum.
**Tolerancefortimeatpeakprofiletemperature（tp）isdefinedasasupplierminimumandausermaximum.
4.2其他
1）模块的VCC供电电源纹波尽可能操纵在100mV之内，而且幸免电源上有干扰。
2）请确保上位机与模块设置的波特率维持一致。
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）模块焊接时请操纵好温度，幸免模块损坏。
5）为保证模块的热启动功能，请确保备份电源供电正常。
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：
$aaccc,c--c*hh
句子结构的详细内容在表1中予以说明。
表1：
NMEA句子结构
字符
格式
说明
“$”
24
句子开始
aaccc
地址字段“aa”讲话者标识符。
“ccc”确定句型。
“,”
2C
字段定界符
c--c
数据语句块
“*”
2A
校验和分隔符
hh
校验和字段
0D0A
句子结束（回车，换行）
表2：
接收器NMEA信息的综述
$GPGGA
接收器的时间、位置、和定位相关数据
$GPGLL
位置、时间及定位状态
$GNGSA
$GPGSA
$BDGSA
用于代表定位卫星的标识符。
当使用多个卫星系统于定位方案时，$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。
$GPGSV
$BDGSV
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。
$GPRMC
时时间、日期、位置、航向与速度数据
$GPVTG
航向和相对于地的速度
$GPZDA
协调世界时、日期、月、年、时区
GGA–全世界定位系统定位数据
GPS接收器的时刻、位置和定位相关数据。
格式：
$--GGA,,,a,,a,x,uu,,,M,,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~
纬度
采用格式的纬度。
前导零是插入的。
a
N/S指示符
‘N’=北,‘S’=南
经度
采用格式的经度。
前导零是插入的。
a
E/W指示符
'E'=东,'W'=西
x
GPS质量指示符
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:
GPSPPS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
使用的卫星
使用卫星的数量（00~24）
水平精度因子
水平精度因子~
高度
平均海拔高度（单位：
米）~
大地水准面间距
单位：
米
zzzz
DGPS站标识符
差分基准站标识符，0000~1023
当DGPS不用时，标识符无效。
hh
校验和
GLL–地理位置–纬度/经度
飞船位置的纬度与经度、定位时刻、状态
格式：
$--GLL,,a,,b,,A,a*hh
字段
名称
说明
纬度
采用格式的纬度。
前导零是插入的。
a
N/S指示符
‘N’=北,‘S’=南
经度
采用格式的经度。
前导零是插入的。
b
E/W指示符
'E'=东,'W'=西
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~
A
状态
A=数据有效,V=数据无效
hh
校验和
GSA–GNSSDOP和有源卫星
GPS接收器工作模式，卫星用于通过GGA或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,,,*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+BDPRN）。
12个卫星最大限度地包括在每个GSA句子中。
位置精度因子
位置精度因子~
水平精度因子
水平精度因子~
垂直精度因子
垂直精度因子~
hh
校验和
GSV–看得见的GNSS卫星
看得见的卫星（SV）的数量、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
信息数目
待发送GSV信息的总数（1-3）
u
序号
当前GSV信息的序号
xx
看得见的卫星
看得见的卫星的总数（00~12）
uu
卫星标识号码
01至32用于GPS;33至64用于WAAS（PRN-87）;161至197用于北斗,（160+BDPRN）。
12个卫星最大限度地包括在每个GSA句子中。
vv
高度
卫星高度（单位：
度）（00~90）
zzz
方位角
卫星方位角（单位：
度）（000~359）
ss
信号噪声比
信号噪声比（单位：
分贝）（00~90）
当不跟踪时，信号噪声比为零。
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刻、日期、位置、航向与速度数据
格式：
$--RMC,,x,,a,,a,,,xxxxxx,,,v*hh
字段
名称
说明
协调世界时（UTC）时间
采用格式的协调世界时时间~
x
状态
状态
‘V’=导航接收器警告
‘A’=数据有效
纬度
采用格式的纬度。
前导零是插入的。
a
N/S指示符
‘N’=北,‘S’=南
经度
采用格式的经度。
前导零是插入的。
a
E/W指示符
'E'=东,'W'=西
对地速度
对地速度（单位：
节）~
对地航向
对地航向（单位：
度）~
xxxxxx
UTC（国际协调时间）日期
定位UTC（国际协调时）日期，ddmmyy格式
v
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,,T,,M,,N,,K,m*hh
字段
名称
说明
航向
对地航向（单位：
度）（真实）~
航向
对地航向（单位：
度）（磁力）~
速度
对地速度（单位：
节）~
速度
对地速度（单位：
千米/小时）~
m
模式
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–时刻和日期
UTC（国际和谐时）、日期、月、年和本地时区
格式：
$--ZDA,,dd,mm,yyyy,xx,yy*hh
字段
名称
说明
UTC（国际协调时）时间
采用格式的协调世界时时间~
dd
UTC（国际协调时）日期
01至31
mm
UTC（国际协调时）月
01至12
yyyy
UTC（国际协调时）年
4位数年号
xx
当地时区小时
00至+-13
yy
当地时区分
00至+59
hh
校验和
升级会员 