GNSS系統(tǒng)及其終端問題排查

steven楊

GNSS系統(tǒng)及其終端問題排查
　　物聯(lián)網(wǎng)（IoT）有望讓我們的世界變得更加的智能、互聯(lián)以及高效。然而，如果要將這些都實現(xiàn)的話，那么其背后的技術(shù)也要展示出類似的特征，定位可以說是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）取得成功的關(guān)鍵，這就需要GNSS接收終端的支持。

GNSS的全稱是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System），它是泛指所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括全球的、區(qū)域的和增強(qiáng)的，如美國的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以及相關(guān)的增強(qiáng)系統(tǒng)，如美國的WAAS（廣域增強(qiáng)系統(tǒng)）、歐洲的EGNOS（歐洲靜地導(dǎo)航重疊系統(tǒng)）和日本的MSAS（多功能運輸衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)）等，還涵蓋在建和以后要建設(shè)的其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。國際GNSS系統(tǒng)是個多系統(tǒng)、多層面、多模式的復(fù)雜組合系統(tǒng)。
全球定位系統(tǒng)的主要特點：(1)全天候；(2) 全球覆蓋；(3)三維定速定時高精度；(4)快速省時高效率：(5)應(yīng)用廣泛多功能。

以GPS系統(tǒng)為例，GPS由24顆工作星和4顆備用星組成。衛(wèi)星工作在互成55度的6條高度為2.02萬KM的非同步軌道上。如此一來，在全球的任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的GPS衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星向地球發(fā)射導(dǎo)航電文（系統(tǒng)時間、星歷、歷書、衛(wèi)星時鐘修正參數(shù)、導(dǎo)航衛(wèi)星健康狀況、電離層延時參數(shù)等內(nèi)容），GPS終端收到衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)解算即可確定當(dāng)前位置，并以NMEA0183格式，WGS-84坐標(biāo)系輸出數(shù)據(jù)。

有的開發(fā)者實測時發(fā)現(xiàn)，為什么代碼無誤，但是定位模塊就是搜不到衛(wèi)星，無法定位呢？

實際上排查這種問題既簡單，又復(fù)雜。之所以說簡單的，是因為搜不到衛(wèi)星唯一的原因就是信號問題。復(fù)雜是因為即便知道了病因，開發(fā)者也可能會覺得束手無策。

首先，開發(fā)者應(yīng)謹(jǐn)記，任何時候都應(yīng)該避免空間上存在異物遮蔽天線（如樹木、建筑、高架橋），物理上存在金屬外殼等遮擋天線等情況（如鋁殼、鐵殼）。應(yīng)確保測試環(huán)境是空曠的，無遮擋的，信號良好的。  

信號弱、無信號，都會表現(xiàn)為無法定位，或者定位慢。那么，如何判斷究竟是信號問題導(dǎo)致的定位慢，還是真·無信號呢？觀察模塊輸出的GGA、RMC和GSA：

·如果GGA中的UTC時間錯誤，定位指示為0，衛(wèi)星數(shù)目不為0；或者RMC的UTC時間錯誤，日期錯誤；GSA中衛(wèi)星數(shù)目不為0，但是載噪比都很低，則可能是搜星慢，定位慢，信號差；

·如果GGA中的UTC時間錯誤，定位指示為0，衛(wèi)星數(shù)目始終為0；或者RMC的UTC時間錯誤，日期錯誤；GSA完全沒有任何有效輸出，則可能是完全無信號。

對于搜星慢，定位慢，信號差的情況，應(yīng)改善天線設(shè)計，保證天線面朝上的安裝使用狀態(tài)；并且天線周邊沒有金屬物件遮擋，無射頻干擾；在空間容許的情況下盡量選擇大尺寸的陶瓷天線，必要時應(yīng)使用有源天線。

對于完全無信號的情況，大概率是天線設(shè)計錯誤。譬如，沒有給有源天線開啟供電，錯誤使用天線型號（如芯片僅支持GPS，天線僅支持北斗；錯誤的使用GSM天線接收信號）等。

奇跡物聯(lián)發(fā)布支持GNSS定位功能的NB-IoT模組A21E與AM900EV3，兩款模組分別內(nèi)置高性能GNSS多模衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)SOC單芯片，集通信、定位功能于一體，同時具有超小體積、超低功耗、精準(zhǔn)定位、集成度高、兼容性強(qiáng)等優(yōu)勢，其中AM21E為NB+GNSS方案，AM900EV3為GSM/GPRS+GNSS方案，相較于傳統(tǒng)的NB-IoT + GNSS ,GSM/GPRS+GNSS模組方案，這兩款產(chǎn)品將GNNSS芯片集成到模組內(nèi)部，節(jié)省了外圍器件和布板面積，在形態(tài)各異的追蹤類應(yīng)用中更具優(yōu)勢。兩款產(chǎn)品內(nèi)置貼片eSIM卡，其中AM21E還支持藍(lán)牙數(shù)傳，無論是微型GAI追蹤器，還是超薄型、腕帶型終端，皆能滿足要求，讓客戶在終端研發(fā)時可以不受空間限制。

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