ГЛОНАСС/GPS/SBAS-приемник «ГеоС-3». Первое знакомство

№ 4’2011
PDF версия
В статье представлен обзор нового модуля навигационного приемника «ГеоС-3», способного определять местоположение с помощью спутниковых группировок ГЛОНАСС и GPS, а также работать с сигналами спутниковой системы дифференциальной коррекции (SBAS). Использование сигналов двух спутниковых группировок позволяет быстрее и точнее определить координаты объекта в тех местах, где это невозможно сделать при использовании только одной из систем.

Геос-3. Технические характеристики

Внешний вид модуля Геос-3

Рис. 1. Внешний вид модуля Геос-3

Новый модуль «ГеоС-3» (рис. 1) является высококачественным навигационным приемником, способным определять местоположение с помощью спутниковых группировок ГЛОНАСС и GPS, а также работать с сигналами спутниковой системы дифференциальной коррекции (SBAS). Использование сигналов двух спутниковых группировок позволяет быстрее и точнее определить координаты объекта в тех местах, где это невозможно сделать при использовании только одной из систем. При желании приемник можно перевести в режим «Только ГЛОНАСС» или «Только GPS», однако практического смысла это не имеет. Для расчета координат выбираются спутники, обеспечивающие наилучше качество навигационного решения. Находясь в двухсистемном режиме (по умолчанию), «ГеоС-3» продолжит нормальную работу в случае полного пропадания сигналов от GPS-спутников. В этом случае приемник будет обрабатывать данные только от спутниковой группировки ГЛОНАСС. Большое количество каналов слежения позволяет обрабатывать все видимые спутники параллельно, поэтому каких-либо переключений между спутниковыми группировками не требуется.

В отличие от «ГеоС-1» [1], «ГеоС-3» построен на базе чипа «система-в-корпусе», где в едином корпусе микросхемы размещены все основные составляющие приемника — радиочастотная часть и микросхема основной обработки (Baseband), включающая в себя аппаратный коррелятор и мощный процессор. Микросхема Baseband производится по технологии 0,13 мкм, что является разумным компромиссом между получаемыми параметрами по энергопотреблению и затратами на процесс разработки кристалла, которые в итоге сказываются на себестоимости изделия и, следовательно, влияют на отпускную цену. Предполагаемая цена «ГеоС-3» для конечных оптовых заказчиков ожидается в диапазоне $15–20. Это оценочная величина, а реальная цена «ГеоС-3» на момент коммерческой доступности чипа будет зависеть от разных факторов, которые невозможно учесть сегодня. Можно лишь сказать с уверенностью, то это будет очень конкурентоспособный продукт, как с коммерческой, так и с технической точки зрения.

Технические характеристики «ГеоС-3» приведены в таблице. Для удобства сравнения там же присутствуют данные по модулю «ГеоС-1» и некоторым ГЛОНАСС/GPS-продуктам других производителей. В «ГеоС-3» заметно возросла чувствительность при слежении и существенно улучшены параметры по энергопотреблению. Введен новый энергосберегающий режим (15 мВт), при котором модуль периодически выходит из режима ожидания для поддержания актуальной информации о спутниковой группировке и определения текущих координат. «ГеоС-3» выпускается в новом миниатюрном корпусе для SMD-монтажа с 38 выводами. Более чем в три раза уменьшена площадь, занимаемая модулем на печатной плате. Аппаратный встроенный 32-канальный коррелятор с машиной быстрого поиска сигналов ГЛОНАСС/GPS обеспечивает получение навигационных данных в течение 28 с при «холодном» старте, что позволяет отнести модуль к категории «лучший в своем классе».

Таблица. Технические характеристики модулей
Параметр* «ГеоС-3» «ГеоС-1М» NV08-CSM GL8088S МНП-M7 S1722G2F
Сигналы L1 ГЛОНАСС СТ, L1 GPS C/A, SBAS L1 ГЛОНАСС СТ, GPS C/A L1 ГЛОНАСС, L1 GPS, GALILEO, COMPASS, SBAS L1 ГЛОНАСС, L1 GPS, GALILEO L1 ГЛОНАСС, L1 GPS, SBAS L1 ГЛОНАСС, L1 GPS
Количество каналов 32 24 32 32 24 88
Чувствительность, дБм/Вт поиск –144 –141 –143 –145 н/д –146
слежение –161 –151 –160 –159 н/д –162
Время определения координат (TTFF; –130 дБ/мВт) холодный 28 36 30 35 35 29
теплый 25 32 30 34 30 29
горячий 2 4 3 1 2 1
Плановая точность, м 2,5 3 2,5 2 5 2,5
Потребление, мВт слежение ~80 ~350 Только GPS: ~120;
GPS/ГЛОНАСС: ~180
~115 ~400 ~200
поиск ~100     ~180 ~600 ~350
Темп выдачи выходных данных, Гц 1/2/5/10 1/5 1/2/5/10 0,1–1, 5 1–10 1
Размеры, мм 22×15,9 35×33 20×26,6 35,5×33,2 29×29 17×22,4
Интерфейсы 2×RS232 (LVTTL) 2×RS232 (LVTTL) 2×RS232E, 2×SPI, TWI (I2C) RS232, 3,3V, LVTTL 2×UART (LVTTL) 2×UART (LVTTL)
Основное питание, В 1,8±10%; 1,8 или 3,3 (вх/вых) 3,3±10% 3–5,5; 1,2 / 3–5,5 3,0–3,6 2,8–3,6 3,3±5%
Режимы энергосбережения Да Нет Да н/д Нет Нет
A-GNSS Да Нет Да Да (ST-AGPS) Нет Нет
Диф. Режим (RTCM SC104 v2.3) Да Нет Да Нет Да Нет

Примечание.*  — Данные в открытом доступе разнятся в зависимости от источника информации (характеристики на веб-сайтах производителей/техническая документация/рекламные публикации)

«ГеоС-3» поддерживает работу в дифференциальном режиме (RTCM SC104 v2.3), что позволяет скомпенсировать ошибки распространения радиосигналов в атмосфере и повысить точность определения до 1–1,5 м. Однако следует помнить, что для этого требуется наличие стационарной станции (не далее 100–150 км от точки измерения), которая, собственно, и должна формировать дифференциальные поправки и какой-либо канал доставки этой информации до модуля.

Еще одна особенность модуля — поддержка технологии Assisted GNSS, которая заключается в передаче (загрузке) в приемник вспомогательной информации, позволяющей ему быстрее стартовать в условиях плохого приема, даже если уровень сигнала ниже, чем чувствительность в режиме поиска. Состав загружаемых в приемник данных включает в себя точное время, опорные координаты пользователя, альманахи, списки видимых спутников и др. Режим Assisted GNSS легко реализовать в автомобильных навигационных устройствах, где в качестве канала доступа к данным будет выступать GSM-сеть.

 

Особенности интеграции

«ГеоС-3» поддерживает два напряжения питания — 1,8 или 3,3 В для портов ввода/вывода и 1,8 В для ядра. Это позволяет достичь минимального уровня потребления и в то же время стыковать модуль с любым хост-процессором. Например, при построении навигационного ГЛОНАСС/GPS-устройства на базе GSM-модуля SL6087 (Sierra Wireless [2]) подключение «ГеоС-3» обеспечивается отдельным UART2 SL6087, который работает с уровнями 1,8 В (рис. 2). При подключении к микроконтроллеру с питанием 3,3 В ядро и порты необходимо запитать разным напряжением (рис. 3).

Подключение «ГеоС-3» к SL6087

Рис. 2. Подключение «ГеоС-3» к SL6087

Модуль может работать как с пассивными, так и с активными антеннами. В последнем случае напряжение питания антенны формируется внутри «ГеоС-3», причем для этого используется напряжение 1,8–3,6 В, подаваемое на вывод V_ANT. Вывод ON/OFF не только отключает модуль, но и прекращает подачу напряжения на активную антенну, что вполне разумно с точки зрения снижения общего энергопотребления системы. Если сигнал ON/OFF не используется, этот вывод может быть оставлен неподключенным или соединен с питанием (портов).

Подключение «ГеоС-3» к микроконтроллеру

Рис. 3. Подключение «ГеоС-3» к микроконтроллеру

Подключение резервной батареи позволяет сохранять в модуле данные, необходимые для быстрого старта при пропадании основного питания. Можно не использовать внешнюю батарею, тогда при каждом включении приемник просто будет делать «холодный» старт.

«ГеоС-3» формирует выходную секундную метку времени — сигнал 1PPS c программируемыми параметрами: вкл/выкл, длительность, полярность, сдвиг. Навигационные данные выдаются в виде стандартных NMEA-строк, которые можно получать по любому из двух имеющихся UART. По умолчанию NMEA-данные идут по линиям TX1/RX1, но последовательные порты могут быть сконфигурированы для работы с любыми типами данных.

Управлять режимами энергосбережения модуля можно как с помощью вывода PD, так и через один из последовательных портов. Активным является положительный фронт сигнала PD (переход из низкого уровня в высокий). Выходной индикатор PD_ACK показывает состояние модуля «активен»/«сон». Высокий уровень соответствует состоянию «активен», низкий — состоянию «сон».

К выводу STATUS можно подключить светодиод, который будет отображать текущее состояние модуля: поиск, решение навигационной задачи, ошибки в функционировании.

 

Разводка печатной платы

«ГеоС-3» не предъявляет повышенных требований к разводке печатной платы, однако при трассировке внешних цепей модуля на печатной плате необходимо учитывать следующее:

  • Посадочное место включает 38 контактных площадок, распределенных по трем сторонам. Торцевые контакты (16–23) не используются при штатной эксплуатации модуля (JTAG для встроенного процессора). Их можно не разводить на печатной плате.
  • Сигнал от антенны необходимо подводить к контакту 36 (ANT) модуля с помощью согласованной линии с волновым сопротивлением, максимально приближенным к 50 Ом. Желательно делать эту линию максимально короткой и избегать ее резких изломов.
  • Земляные контактные площадки вокруг антенного входа 34, 35, 37 и 38 должны быть соединены с цепью «земля» печатной платы линиями минимальной длины. Если в районе этих выводов «земляной» слой находится на обеих сторонах, необходимо расположить переходные соединительные отверстия максимально часто.
  • Любые сигнальные «шумящие» линии должны быть отодвинуты от антенного входа (контакт 36) как можно дальше.
  • Под платой модуля нельзя вести какие-либо сигналы, особенно высокочастотные и тактовые.
Литература
  1. Пушкарев О. И. Контрольный ГЛОНАСС-приемник на базе навигационного модуля «ГеоС-1М» // Беспроводные технологии. 2011. № 3.
  2. Копылов А. В. Новинка от Sierra Wireles. GSM-модуль SL6087 // Электронные компоненты. 2010. № 9.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

سكس عربي مصري مجاني sexauskunft.net سكسحر unblurred hentai nicehentai.com omega hentai chinki sex renklipornoo.net village naked dance hot x porn video hindipornsite.com heather jayne nude huge dick comics streamhentai.net hentai msngs
قصص وصور سكس wiwiuku.com مشاهدة أفلام سكس ラブホテル完全盗撮 浮気ドキュメント 禁断の関係 javshare.info とらぶるだいありー brawling go 132 hentaika.org all the way through futa www.indiansexmms pornhindivideo.com ftv hot live 福岡 風俗 図鑑 javwhores.mobi 日本で一番黒いgカップグラドルの絶倫性欲でハメ撮りsexしまくった日常を記録
x videos american fucktube24.com sex odia video 完全拘束イラマチオ 3 あべみかこ javpussy.net 300maan-316 xnxx miya khalifa indianpornsearch.com www.tamil sex videos どエロイ女のムチムチ肉感!ふにゃふにゃ星人 羽生ありさ freejavstreaming.net 生意気j○妹プリ尻挑発 telugu outdoor sex hindipornmovies.org mehreen kaur pirzada