应用领域：便携产品

方案类型：模块板卡

主控芯片：M8030

方案概述

核心芯片型号：M8030

方案详情：

产品参数：

UBX-M8030-KT GNSS 三频多模芯片

内置高增益LNA和低噪声SAW

支持接口方式：采用TTL/I²C数据传输

支持标准的NMEA-0183协议

支持７２个通道

高灵敏度，TTFF定位快，低能耗

定位精度可达３.5m

可选NMEA语句：GGA,GSA，GSV,RMC,VTG,GLL.....

可选波特率9600（默认），4800，19200，38400，

可选刷新速率:1Hz-10Hz

支持PPS

支持A-GNSS服务

应用场合与方案优势：

可根据用户实际应用需求，做可实现定制化解决方案（例如：固定化定制，FLASH制等）

方案图片：

GPS模块(定位模块)

GPS模块就是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。目前GPS模块的GPS芯片大部分还是采用全球市占率第一的SiRFIII系列为主。由于GPS模块采用的芯片组不一样，性能和价格也有区别，采用SIRF三代芯片组的GPS模块性能最优，价格也要比采用MTK或者MSTAR等GPS芯片组的贵很多。现阶段也持续在芯片升级，比方sirf4，然后又是sirf5，总体灵敏度提高了不少，缩短了定位时间，同时也帮助了客户快速的进入了定位应用状态。

基本参数

接收 全球定位系统接收器类型20个频道， L1的频率，1.023兆赫芯片速度， C / A码1.023兆赫芯片速度

水平定位精度 < 2.5m ，< 2.0m (WAAS)，（ 50 % ， 24小时静态的， - 130dbm ）

速度精度 < 0.01米/秒（高速）<0.01° (heading)，（ 50 % @ 30米/秒）

时间精度 1微秒同步GPS时间

ttff （时间先定）热起动 1S的（ 50 % ， - 130dbm ，自动的）的热启动，暖启动35s，冷启动： 42s

灵敏度跟踪 - 159dbm

动态条件 海拔高度< 1.8万米（ 60,000英尺）

速度 < 515米/秒（ 1000海里），加速度< 4g

技术参数

电力 主电源输入3.3伏直流电,电源电流< 80毫安

支持协议讯息 NMEA - 0183 ，SIRF二进制

默认的NMEA gga ， GSA的， gsv (GLL, VTG, and ZDA optional)

波特率 4800名波特率（其他速率可选）

环境特征 操作温度范围-40 oC to +85 oC，

储存温度范围 -45 oC to +100 oC

外观参数

尺寸 13 × 15 × 2.4立方毫米

体重 < 4克

性能描述

高灵敏度GPS芯片组

高性能接收机轨多达20颗卫星

TTL输出用于GPS指挥界面

低功率消耗

平均冷启动时间在35秒

1 MB 的芯片SRAM存储器

重新获得信息时间0.1秒

支持准确1pps输出信号接轨GPS校准

支持标准的NMEA - 0183和SIRF二进制协议

多路径减缓硬件

易于集成到手持式设备

一、 NMEA0183标准语句

1、 Global Positioning System Fix Data（GGA）GPS定位信息

$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh<CR><LF>

<1> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式

<2> 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

<3> 纬度半球N（北半球）或S（南半球）

<4> 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

<5> 经度半球E（东经）或W（西经）

<6> GPS状态：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算

<7> 正在使用解算位置的卫星数量（00~12）（前面的0也将被传输）

<8> HDOP水平精度因子（0.5~99.9）

<9> 海拔高度（-9999.9~99999.9）

<10> 地球椭球面相对大地水准面的高度

<11> 差分时间（从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空）

<12> 差分站ID号0000~1023（前面的0也将被传输，如果不是差分定位将为空）

2、 GPS DOP and Active Satellites（GSA）当前卫星信息

$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>*hh<CR><LF>

<1> 模式，M=手动，A=自动

<2> 定位类型，1=没有定位，2=2D定位，3=3D定位

<3> PRN码（伪随机噪声码），正在用于解算位置的卫星号（01~32，前面的0也将被传输）。

<4> PDOP位置精度因子（0.5~99.9）

<5> HDOP水平精度因子（0.5~99.9）

<6> VDOP垂直精度因子（0.5~99.9）

3、 GPS Satellites in View（GSV）可见卫星信息

$GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,…<4>,<5>,<6>,<7>*hh<CR><LF>

<1> GSV语句的总数

<2> 本句GSV的编号

<3> 可见卫星的总数（00~12，前面的0也将被传输）

<4> PRN码（伪随机噪声码）（01~32，前面的0也将被传输）

<5> 卫星仰角（00~90度，前面的0也将被传输）

<6> 卫星方位角（000~359度，前面的0也将被传输）

<7> 信噪比（00~99dB，没有跟踪到卫星时为空，前面的0也将被传输）

注：<4>,<5>,<6>,<7>信息将按照每颗卫星进行循环显示，每条GSV语句最多可以显示4颗卫星的信息。其他卫星信息将在下一序列的NMEA0183语句中输出。

4、 Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）推荐定位信息

$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh<CR><LF>

<1> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式

<2> 定位状态，A=有效定位，V=无效定位

<3> 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

<4> 纬度半球N（北半球）或S（南半球）

<5> 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

<6> 经度半球E（东经）或W（西经）

<7> 地面速率（000.0~999.9节，前面的0也将被传输）

<8> 地面航向（000.0~359.9度，以真北为参考基准，前面的0也将被传输）

<9> UTC日期，ddmmyy（日月年）格式

<10> 磁偏角（000.0~180.0度，前面的0也将被传输）

<11> 磁偏角方向，E（东）或W（西）

<12> 模式指示（仅NMEA0183 3.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）

5、 Track Made Good and Ground Speed（VTG）地面速度信息

$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>*hh<CR><LF>

<1> 以真北为参考基准的地面航向（000~359度，前面的0也将被传输）

<2> 以磁北为参考基准的地面航向（000~359度，前面的0也将被传输）

<3> 地面速率（000.0~999.9节，前面的0也将被传输）

<4> 地面速率（0000.0~1851.8公里/小时，前面的0也将被传输）

<5> 模式指示（仅NMEA0183 3.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）

6、 Geographic Position（GLL）定位地理信息

$GPGLL,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>*hh<CR><LF>

<1> 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

<2> 纬度半球N（北半球）或S（南半球）

<3> 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

<4> 经度半球E（东经）或W（西经）

<5> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式

<6> 定位状态，A=有效定位，V=无效定位

<7> 模式指示（仅NMEA0183 3.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）

二、 GARMIN定义的语句

7、 Estimated Error Information（PGRME）估计误差信息

$PGRME,<1>,M,<2>,M,<3>,M*hh<CR><LF>

<1> HPE（水平估计误差），0.0~999.9米

<2> VPE（垂直估计误差），0.0~999.9米

<3> EPE（位置估计误差），0.0~999.9米

8、 GPS Fix Data Sentence（PGRMF）GPS定位信息

$PGRMF,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>*hh<CR><LF>

<1> GPS周数（0~1023）

<2> GPS秒数（0~604799）

<3> UTC日期，ddmmyy（日月年）格式

<4> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式

<5> GPS跳秒数

<6> 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

<7> 纬度半球N（北半球）或S（南半球）

<8> 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

<9> 经度半球E（东经）或W（西经）

<10> 模式，M=手动，A=自动

<11> 定位类型，0=没有定位，1=2D定位，2=3D定位

<12> 地面速率（0~1851公里/小时）

<13> 地面航向（000~359度，以真北为参考基准）

<14> PDOP位置精度因子（0~9，四舍五入取整）

<15> TDOP时间精度因子（0~9，四舍五入取整）

9、 Map Datum（PGRMM）坐标系统信息

$PGRMM,<1>*hh<CR><LF>

<1> 当前使用的坐标系名称（数据长度可变，如“WGS 84”）

注：该信息在与MapSource进行实时连接的时候使用。

10、 Sensor Status Information（PGRMT）工作状态信息

$PGRMT,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>*hh<CR><LF>

<1> 产品型号和软件版本（数据长度可变，如“GPS 15L/15H VER 2.05”）

<2> ROM校验测试，P=通过，F=失败

<3> 接收机不连续故障，P=通过，F=失败

<4> 存储的数据，R=保持，L=丢失

<5> 时钟的信息，R=保持，L=丢失

<6> 振荡器不连续漂移，P=通过，F=检测到过度漂移

<7> 数据不连续采集，C=正在采集，如果没有采集则为空

<8> GPS接收机温度，单位为摄氏度

<9> GPS接收机配置数据，R=保持，L=丢失

注：本语句每分钟发送一次，与所选择的波特率无关。

11、 3D velocity Information（PGRMV）三维速度信息

$PGRMV,<1>,<2>,<3>*hh<CR><LF>

<1> 东向速度，514.4~514.4米/秒

<2> 北向速度，514.4~514.4米/秒

<3> 上向速度，999.9~9999.9米/秒

12、 DGPS Beacon Information（PGRMB）信标差分信息

$PGRMB,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,K,<6>,<7>,<8>*hh<CR><LF>

<1> 信标站频率（0.0，283.5~325.0kHz，间隔为0.5kHz）

<2> 信标比特率（0，25，50，100或200bps）

<3> SNR信标信号信噪比（0~31）

<4> 信标数据质量（0~100）

<5> 与信标站的距离，单位为公里

<6> 信标接收机的通讯状态，0=检查接线，1=无信号，2=正在调谐，3=正在接收，4=正在扫描

<7> 差分源，R=RTCM，W=WAAS，N=非差分定位

<8> 差分状态，A=自动，W=仅为WAAS，R=仅为RTCM，N=不接收差分信号

精确度

GPS模块的定位精度取决于很多方面，比如来自于GPS系统的卫星钟差及轨道差、可见GPS卫星数量及几何分布、太阳辐射、大气层、多径效应等。另外，同一个GPS模块，还会因为天线及馈线质量、天线位置和方向、测试时间段、开放天空范围及方向、天气、PCB设计等原因产生不同的定位误差。即使是同一个厂家同一个型号的不同GPS模块使用天线分集器同时进行测试时，静态漂移量也会有差别。

GPS模块在实际应用中经常作为时间基准，辅以模块内部的RTC，可获得非常高精度的时间参考，为产品的设计提供了很大的方便。至于GPS测速，只是在获得经纬度的基础上，进行简单的计算实现的一种扩展应用。

GPS常见的天线是陶瓷平板天线，这种天线成本低，外部加有源放大电路，接收信号方向单一，增益比较高，所以采用最多。但它的缺点是体积大，易受温度影响产生频率飘移。如果把陶瓷面积做小，会影响接收增益;如果做薄，会影响接收天线接收带宽，还会受有源放大部分影响。目前使用效果很好的尺寸是25×25×4mm3。陶瓷片天线在实际使用时垂直向上放置时的效果最好。

GPS天线的信号传输线同样非常重要，包括外部馈线与PCB走线。只有在阻抗匹配时输出功率才可能最大。因此整个传输线要保证50Ω的高频阻抗，对于PCB上如何设计RF走线阻抗，有些小软件可以帮您很方便的计算。