GPS模块的性能指标及常见问题分析

GPS 模块就是GPS信号接收器,它是一个可以用无线蓝牙或有线方式与电脑或手机连接，将它接收到的GPS信号传递给电脑或手机中的GPS软件进行处理。我们常说的GPS定位模块称为用户部分，它像“收音机”一样接收、解调卫星的广播C/A码信号，中以频率为1575.42MHz。GPS模块并不播发信号，属于被动定位。

GPS模块的应用关键在于串口通信协议的制定，也就是模块的相关输入输出协议格式。它主要包括数据类型与信息格式，其中数据类型主要有二进制信息和NMEA全国海洋电子协会数据信息。这两类信息可以通过串口与GPS接收机进行通信。

GPS模块通过运算与每个卫星的伪距离，采用距离交会法求出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数，特点是点位速度快，但误差大。初次定位的模块至少需要4颗卫星参与计算，称为3D定位，3颗卫星即可实现2D定位，但精度不佳。GPS模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息，供接收者选择应用。

GPS模块主要的性能指标

GPS模块性能指标主要有接收灵敏度、定位时间、位置精度、功耗、时间精度等。

模块开机定位时间在不同的启动模式下有很大不同。一般来说，冷启动时间是指模块内部没有保存任何有助于定位的数据的情况，包括星历、时间等，一般标称在1分钟以内;温启动时间是指模块内部有较新的卫星星历(一般不超过2小时)，但时间偏差很大，一般标称在45秒以内;热启动时间是指关机不超过二十分钟，并且RTC时间误差很小时的情况。一般标称在10秒以内;重新捕捉时间就如同汽车钻过了一个隧道，出隧道时重新捕捉卫星。一般标称在4秒以内。

如果GPS模块在定位后放的时间很久，或模块在定位后运输到几百公里以外的地方，这样模块内部有星历，但是这个星历是错误的或不具有参考意义的。在这些情况下，定位时间可能要几分钟甚至更久的时间。所以一般GPS模块出厂时要将模块内部的星历等数据清掉，这样客户拿到模块后可以冷启动方式快速定位。

定位精度可在静态与动态情况下进行考察，且动态定位效果优于静态定位。GPS模块所标称的定位参数是指在完全开放的天空下，卫星信号优良的情况下测得。所以在常规的测试中很难达到标称的定位时间与定位精度。常见的水平定位精度描述方式有两种：一是CEP，即圆概率误差，意指测出的点有50%的概率位于一个以真实坐标为圆心，以m为半径的圆内;二是DRMS，即二维均方根误差，意指测出的点有约95.5%的概率位于一个以真实坐标为圆心，以m为半径的圆内。

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。

使用GPS模块出现的问题分析

1. GPS模块的16通道是什么含义?

GPS模块(gps是什么)有一个通道数量的参数，例如最新型的为16通道，它表示该模块最大可以同时和16颗卫星建立通讯，模块只有同时收到3颗以上卫星信号后，经过复杂运算后才能获得正确的定位数据，如果同时通讯的卫星颗数越多，模块就能越快越准确地获得定位数据，在地球表面只有在地理条件特别理想的条件下才可能同时与16颗卫星通讯，一般的城市环境下通常可以同时和4～8颗卫星同时通讯。

2. GPS模块为什么开机后很长时间才能获得定位数据?

GPS模块有冷开机和热开机两个参数，如果GPS模块初次通电，或者移动超过1000公里后通电时，模块要重新计算一次星历数据，一般需要1～5分钟，然后将星历数据存储在模块内部，靠模块内部的锂电池保存数据，这叫冷开机，需要较长的时间。如果下次开机，因为锂电池已经保存了有效的星历数据，所以能快速定位，一般在30秒以内，所以叫热开机，如果模块断电时间超过10小时，锂电池放电放光，那么再开机也相当于冷开机。

3. 如果出现长时间无法冷开机时怎么办?

只有在极少数情况下会出现超过15分钟无法冷开机，这时一般只要将GPS模块重新断电开机或者将GPS是否接反,还有一种情况就是它的保护管子钳位或是损坏,在紧急情况下可以先拆除保护二极管先进行通讯操作,以后再具体实验.

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。