1)天線單元
GPS信號接收機(jī)的天線單元為接收設(shè)備的前置部分。天線單元包含接收天線和前置放大器兩部分。
其中天線部分可能是全向振子天線或小型螺旋天線或微帶天線,但從發(fā)展趨勢來看,以微帶天線用的最廣、最有前途。
為了提高信號強(qiáng)度,一般在天線后端設(shè)置前置放大器(LNA),前置放大器的作用是將由極微弱的GPS
信號的電磁波能量轉(zhuǎn)換成為弱電流放大。前置放大器分外差式和高放式兩種。由于外差式前置放大器不僅具有放大功能,
還具有變頻功能,即將高頻的GPS信號變換成中頻信號,這有利于獲得穩(wěn)定的定位精度,所以絕大多數(shù)GPS接收機(jī)采用外差式天線單元。
2)信號通道
信號通道是一種軟件和硬件相結(jié)合的復(fù)雜電子裝置,是GPS接收機(jī)中的核心部分。其主要功能是捕獲、跟蹤、處理和量測衛(wèi)星信號,
以獲得導(dǎo)航定位所需要的數(shù)據(jù)和信息。通道數(shù)目有1到24個(gè)不等,由接收機(jī)的類型而定??偟膩碇v,信號通道目前有相關(guān)型、
平方型和相位型等三種。新一代GPS信號接收機(jī)廣泛采用相關(guān)型通道,主要由信號捕獲電路、偽噪聲跟蹤環(huán)路和載波跟蹤環(huán)路組成。
3)存儲器
這是GPS信號中接收機(jī)將定位現(xiàn)場采集的偽距、載波相位測量、人工量測的數(shù)據(jù)及解譯的衛(wèi)星星歷儲存起來的一種裝置,以供差分導(dǎo)航和作相對定位的測后數(shù)據(jù)。
4)微處理機(jī)
接收機(jī)的計(jì)算部分由微處理機(jī)和機(jī)內(nèi)軟件組成。機(jī)內(nèi)軟件是由接收機(jī)生產(chǎn)廠家提供的,是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、
通道自校自動化的重要組成部分,主要用于信號捕獲、跟蹤和定位計(jì)算。微處理機(jī)結(jié)合機(jī)內(nèi)軟件作下列計(jì)算和處理:
(1)開機(jī)后指令各通道自檢,并測定、校正和存儲各通道的時(shí)延值;
(2)解譯衛(wèi)星星歷,計(jì)算測站的三維坐標(biāo);
(3)由測站定位坐標(biāo)和衛(wèi)星星歷計(jì)算所有衛(wèi)星的升降時(shí)間、方位和高度角,提供可視衛(wèi)星數(shù)據(jù)及衛(wèi)星的工作狀況,
以便獲得最佳定位星位,提高定位精度。
上一節(jié)提到GPS天線的前置放大器,也叫LNA,如果GPS功能已經(jīng)打開,但是搜星效果較差,
可以檢查GPS的天線使能腳是否拉高(因?yàn)榘l(fā)射功率的問題,GPS天線對GPS搜星效果影響很大)。
GPS使能腳對應(yīng)的GPIO口可以在硬件原理圖中找到。
在原理圖GPS部分找到EXT_GPS_LNA_EN:
在到主板圖上面找到EXT_GPS_LNA_EN所對應(yīng)的GPIO口,在這里為96:
確認(rèn)了使能腳后進(jìn)入modem側(cè)的函數(shù)cgps_ext.c中查看是否已經(jīng)把GPIO96拉高,否則需要進(jìn)行修改。
這種問題只會在平臺的第一個(gè)項(xiàng)目發(fā)生,所以在第一個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候一定要做此修改。
\modem_proc\gps\gnss\mgp\me\gen8\src\cgps_ext.c
如果沒有LNA則此處修改無效,要具體看硬件原理圖的GPS天線使能引腳,自己添加驅(qū)動拉高相應(yīng)的GPIO。
NMEA-0183協(xié)議是美國國家海洋電子協(xié)會(National Marine Electronics Association)為海用電子設(shè)備制定的標(biāo)準(zhǔn)格式。
現(xiàn)在已經(jīng)成為GPS導(dǎo)航設(shè)備統(tǒng)一的RTCM(Radio Technical Commission for Maritime services)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
NMEA-0183協(xié)議是目GNSS接收機(jī)上使用最廣泛的協(xié)議,大多數(shù)常見的GNSS接收機(jī)、GNSS數(shù)據(jù)處理軟件、
導(dǎo)航軟件都遵守或者至少兼容這個(gè)協(xié)議。NMEA-0183協(xié)議定義的語句非常多,常用的兼容性最廣的語句
有$XXGGA、$XXGSA、$XXGSV、$XXRMC、$XXVTG等。
隨著各種衛(wèi)星系統(tǒng)增多,每種報(bào)文的報(bào)頭不一樣,如GPS的報(bào)文頭為GP,GLONASS的報(bào)文為GL,
中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航(BDS)的報(bào)文頭為BD,對于多系統(tǒng)聯(lián)合定位(雙星或者多星)的頭為GN。
協(xié)議格式:
$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>*hh<CR><LF>
協(xié)議格式:
$GPGLL,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>*hh<CR><LF>
GPGSA(當(dāng)前衛(wèi)星信息)
協(xié)議格式:
$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>,<16>,<17>*hh<CR><LF>
協(xié)議格式:
$GPGSV, <1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,...,<4>,<5>,<6>,<7>*hh<CR><LF>
協(xié)議格式:
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>*hh<CR><LF>
協(xié)議格式:
$GPVTG,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>*hh<CR><LF>
XTRA(eXTended Receiver Assistance)是高通提供的一種GPS增強(qiáng)功能,類似于AGPS功能,
在GPS沒有搜到衛(wèi)星之前,先利用網(wǎng)絡(luò)下載星歷數(shù)據(jù),然后通過數(shù)據(jù)可以很快找到可用的衛(wèi)星,從而提高搜星的速度。
Xtra功能的設(shè)置:
對XTRA和AGPS的設(shè)置,NV4627、4628和4631分別對應(yīng)著XTRA的功能開關(guān)、下載時(shí)能開關(guān)和下載時(shí)間間隔設(shè)置,
而在AP側(cè)同樣必須進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置才能使得XTRA正常工作,需要支持 GLONASS 的話必須設(shè)置為XTRA 2.0;
對于AGPS,在modem側(cè)需要設(shè)置,NV4707=1、1920=7和3758,AP側(cè)需要配置SUPL服務(wù)地址,需要兼容 GLONASS 同樣需要設(shè)置為XTRA2.0.
/hardware/qcom/gps/etc/gps.conf
從XTRA_SERVER下載星歷信息的過程參考GpsXtraDownloader.java
/framework/base/services/core/java/com/android/server/locaion/GpsXtraDownloader.java
AGPS(Assisted GPS)輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是結(jié)合GSM或GPRS與傳統(tǒng)衛(wèi)星定位,
利用基站發(fā)送輔助衛(wèi)星信息以縮減GPS芯片獲取衛(wèi)星信號的延遲時(shí)間。與純GPS、基站三角定位比較,
AGPS能提供范圍更廣、更省電、速度更快的定位服務(wù)。理想誤差范圍在10公尺以內(nèi),日本和美國都已經(jīng)
成熟運(yùn)用AGPS于LBS服務(wù)(Location Based Service)基于位置的服務(wù)。
AGPS技術(shù)是一種結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)基站信息和GPS信息對移動臺進(jìn)行定位的技術(shù),可以在GSM/GPRS、
WCDMA和CDMA2000網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行使用。該技術(shù)需要在手機(jī)內(nèi)增加GPS接收機(jī)模塊并改造手機(jī)的天線,
同時(shí)要在移動網(wǎng)絡(luò)上加建位置服務(wù)器、差分GPS基準(zhǔn)站等設(shè)備。AGPS解決方案的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其定位
精度上在室外等空曠地區(qū)其精度在正常的GPS工作環(huán)境下可以達(dá)到10米左右,堪稱目前定位精度最高的一種定位技術(shù)。
該技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)為首次捕獲GPS信號的時(shí)間一般僅需幾秒,不像GPS的首次捕獲時(shí)間可能要2-3分鐘。
AGPS是基于GPS的,在沒有GPS的情況下,AGPS是沒意義的。也就是說,要想使用AGPS必須有GPS模塊。
為什么AGPS定位快?因?yàn)锳GPS幫助GPS定位解決了一個(gè)速度上非常關(guān)鍵的問題——尋找衛(wèi)星。怎么解決的呢?
每個(gè)基站都需要GPS來同步,所以每個(gè)基站上都有GPS,基站上有衛(wèi)星所在位置的信息。通過AGPS,
GPS模塊可以直接從基站得到衛(wèi)星的所在位置,就能通過衛(wèi)星的數(shù)據(jù)來定位了。所以AGPS只不過是GPS技術(shù)的一種補(bǔ)充而已。
為什么手機(jī)只用GPS定位慢?因?yàn)槭謾C(jī)GPS天線小,而且發(fā)射功率有限,手機(jī)的GPS模塊要找到衛(wèi)星需要很長時(shí)間,
特別是第一次冷啟動GPS的時(shí)候。模塊設(shè)備連接GPS天線(蘑菇頭)能夠加速定位。
使用EFS Explorer連接手機(jī)/模塊,打開CGPS_PE目錄,查看是否有如下文件:
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