GNSS系統(tǒng)及其終端問(wèn)題排查

steven楊

GNSS系統(tǒng)及其終端問(wèn)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(shí)現(xiàn)的話，那么其背后的技術(shù)也要展示出類(lèi)似的特征，定位可以說(shuō)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(chēng)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(guó)的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo、中國(guó)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(guó)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(yùn)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(guó)際GNSS系統(tǒng)是個(gè)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(diǎn)：(1)全天候；(2) 全球覆蓋；(3)三維定速定時(shí)高精度；(4)快速省時(shí)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(wàn)KM的非同步軌道上。如此一來(lái)，在全球的任何地方、任何時(shí)間都可觀測(cè)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(shí)間、星歷、歷書(shū)、衛(wèi)星時(shí)鐘修正參數(shù)、導(dǎo)航衛(wèi)星健康狀況、電離層延時(shí)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(kāi)發(fā)者實(shí)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，為什么代碼無(wú)誤，但是定位模塊就是搜不到衛(wèi)星，無(wú)法定位呢？

實(shí)際上排查這種問(wèn)題既簡(jiǎn)單，又復(fù)雜。之所以說(shuō)簡(jiǎn)單的，是因?yàn)樗巡坏叫l(wèi)星唯一的原因就是信號(hào)問(wèn)題。復(fù)雜是因?yàn)榧幢阒�道了病因，開(kāi)發(fā)者也可能會(huì)覺(jué)得束手無(wú)策。

首先，開(kāi)發(fā)者應(yīng)謹(jǐn)記，任何時(shí)候都應(yīng)該避免空間上存在異物遮蔽天線（如樹(shù)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(cè)試環(huán)境是空曠的，無(wú)遮擋的，信號(hào)良好的。  

信號(hào)弱、無(wú)信號(hào)，都會(huì)表現(xiàn)為無(wú)法定位，或者定位慢。那么，如何判斷究竟是信號(hào)問(wèn)題導(dǎo)致的定位慢，還是真·無(wú)信號(hào)呢？觀察模塊輸出的GGA、RMC和GSA：

·如果GGA中的UTC時(shí)間錯(cuò)誤，定位指示為0，衛(wèi)星數(shù)目不為0；或者RMC的UTC時(shí)間錯(cuò)誤，日期錯(cuò)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(hào)差；

·如果GGA中的UTC時(shí)間錯(cuò)誤，定位指示為0，衛(wèi)星數(shù)目始終為0；或者RMC的UTC時(shí)間錯(cuò)誤，日期錯(cuò)誤；GSA完全沒(méi)有任何有效輸出，則可能是完全無(wú)信號(hào)。

對(duì)于搜星慢，定位慢，信號(hào)差的情況，應(yīng)改善天線設(shè)計(jì)，保證天線面朝上的安裝使用狀態(tài)；并且天線周邊沒(méi)有金屬物件遮擋，無(wú)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(shí)應(yīng)使用有源天線。

對(duì)于完全無(wú)信號(hào)的情況，大概率是天線設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。譬如，沒(méi)有給有源天線開(kāi)啟供電，錯(cuò)誤使用天線型號(hào)（如芯片僅支持GPS，天線僅支持北斗；錯(cuò)誤的使用GSM天線接收信號(hào)）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(shí)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(shì)，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(lèi)應(yīng)用中更具優(yōu)勢(shì)。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(wú)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(hù)在終端研發(fā)時(shí)可以不受空間限制。

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