關(guān)于GPS北斗定位模塊的選購(gòu),除了考慮應(yīng)用需求是否能夠滿足外,接收靈敏度、定位時(shí)間、位置精度、功耗、時(shí)間精度等性能指標(biāo),也是選購(gòu)必須考量的指標(biāo)。
靈敏度
靈敏度,作為上位機(jī)最為重要的性能指標(biāo)之一,是GPS接收模塊發(fā)展的目標(biāo)。GPS接收系統(tǒng)的靈敏度指標(biāo)分別為:跟蹤靈敏度、捕獲靈敏度、初始啟動(dòng)靈敏度。
上位機(jī)首先需要完成對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲,完成捕獲所需要的最低信號(hào)強(qiáng)度為捕獲靈敏度。在捕獲之后能夠維持對(duì)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤所需要的最低信號(hào)強(qiáng)度為跟蹤靈敏度。為了實(shí)現(xiàn)定位,上位機(jī)還需要解調(diào)GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文,相應(yīng)地,解調(diào)導(dǎo)航電文所需要的最低信號(hào)強(qiáng)度為初始啟動(dòng)靈敏度。根據(jù)上述定義可知,跟蹤靈敏度最高,捕獲靈敏度次之,初始啟動(dòng)靈敏度最差。
從系統(tǒng)級(jí)的觀點(diǎn)來看,上位機(jī)的靈敏度主要由兩個(gè)方面決定:一是接收機(jī)前端整個(gè)信號(hào)通路的增益及噪聲性能,二是基帶部分的算法性能。其中,接收機(jī)前端決定了接收信號(hào)到達(dá)基帶部分時(shí)的信噪比,而基帶算法則決定了解調(diào)、捕獲、跟蹤過程所能容忍的最小信噪比。
目前,GPS北斗定位模塊的冷啟動(dòng)靈敏度在-148dBm,跟蹤靈敏度在-166dBm以下。
定位時(shí)間
定位時(shí)間指的是在不同啟動(dòng)模式下的啟動(dòng)時(shí)間,分別為冷啟動(dòng)、熱啟動(dòng)、重新捕獲。
冷啟動(dòng):模塊內(nèi)部沒有保存任何有助于定位的數(shù)據(jù)的情況,通常在1分鐘以內(nèi),典型值能得到27.5秒。
熱啟動(dòng):關(guān)機(jī)不超過二十分鐘,并且RTC時(shí)間誤差很小時(shí),模塊內(nèi)部有較新的衛(wèi)星信息的情況下重新啟動(dòng)時(shí)間,通常在10秒以內(nèi),典型值小于1秒。
重新捕捉:信息間斷后再次定位的時(shí)間,比如安裝了GPS北斗定位模塊的汽車,經(jīng)過一條隧道重新捕捉衛(wèi)星信號(hào)的時(shí)間,一般標(biāo)稱在4秒以內(nèi),典型值小于1秒。
在靜態(tài)與動(dòng)態(tài)情況下,定位的水平、高度、速度三個(gè)維度的精度。目前市場(chǎng)上可以做到水平定位精度:2.5m(典型值),高度定位精度:3.5m(典型值),速度定位精度:0.1m/s(典型值)。
GPS北斗定位模塊的定位精度,受到衛(wèi)星鐘差、軌道差、接受GPS衛(wèi)星數(shù)量/狀態(tài)/分布、太陽輻射強(qiáng)度等因素影響。由于天線及饋線質(zhì)量、天線位置和方向、測(cè)試時(shí)間段、開放天空范圍及方向、天氣、PCB設(shè)計(jì)等原因產(chǎn)生不同的定位誤差。
功耗以及定位精度
功耗的影響主要是硬件的設(shè)計(jì)以及芯片本身的功耗的。