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使用 GNSS 模塊快速設(shè)計(jì)位置跟蹤系統(tǒng)

2513691 2022-11-25 | pdf | 293.14KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

資產(chǎn)跟蹤是一項(xiàng)大生意。隨時(shí)高度準(zhǔn)確地了解貴重物品的位置可提高生產(chǎn)率、增強(qiáng)安全性并降低成本。然而，資產(chǎn)跟蹤僅限于高價(jià)值物品，因?yàn)楦哔|(zhì)量的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 接收器可能難以設(shè)計(jì)和實(shí)施、價(jià)格昂貴且耗電。資產(chǎn)跟蹤是一項(xiàng)大生意。隨時(shí)高度準(zhǔn)確地了解貴重物品的位置可提高生產(chǎn)率、增強(qiáng)安全性并降低成本。然而，資產(chǎn)跟蹤僅限于高價(jià)值物品，因?yàn)楦哔|(zhì)量的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 接收器可能難以設(shè)計(jì)和實(shí)施、價(jià)格昂貴且耗電。模塊化 GNSS 解決方案的引入專門設(shè)計(jì)用于通過提供緊湊、相對(duì)便宜和低功耗的替代方案將資產(chǎn)跟蹤擴(kuò)展到更廣泛的應(yīng)用程序，這些解決方案更容易實(shí)施。盡管如此，仍有許多模塊可供選擇，而且它們都對(duì)電源質(zhì)量很敏感。此外，電池供電的終端產(chǎn)品需要特別注意模塊的低功耗模式。模塊化 GNSS 解決方案的引入專門設(shè)計(jì)用于通過提供緊湊、相對(duì)便宜和低功耗的替代方案將資產(chǎn)跟蹤擴(kuò)展到更廣泛的應(yīng)用程序，這些解決方案更容易實(shí)施。盡管如此，仍有許多模塊可供選擇，而且它們都對(duì)電源質(zhì)量很敏感。此外，電池供電的終端產(chǎn)品需要特別注意模塊的低功耗模式。本文介紹了一些 GNSS 模塊，并解釋了如何將它們用作實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) (RTLS) 的基礎(chǔ)。本文展示了如何設(shè)置模塊以實(shí)現(xiàn)最大靈敏度、與主機(jī)微控制器的通信、快速衛(wèi)星捕獲和最佳電源效率。本文介紹了一些 GNSS 模塊，并解釋了如何將它們用作實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) (RTLS) 的基礎(chǔ)。本文展示了如何設(shè)置模塊以實(shí)現(xiàn)最大靈敏度、與主機(jī)微控制器的通信、快速衛(wèi)星捕獲和最佳電源效率。GNSS 基礎(chǔ)知識(shí)GNSS 基礎(chǔ)知識(shí)GNSS RF 接收器利用美國(guó) GPS、俄羅斯 GLONASS 或歐洲 Galileo 等衛(wèi)星星座，允許以幾米或更高的精度定位室外移動(dòng)資產(chǎn)。GNSS RF 接收器利用美國(guó) GPS、俄羅斯 GLONASS 或歐洲 Galileo 等衛(wèi)星星座，允許以幾米或更高的精度定位室外移動(dòng)資產(chǎn)。GNSS 的工作原理是從軌道星座中至少三顆衛(wèi)星接收獨(dú)特的導(dǎo)航信號(hào)。衛(wèi)星和接收器之間的同步使得能夠確定來自衛(wèi)星的相應(yīng)信號(hào)傳播延遲（以及因此的距離）。衛(wèi)星信號(hào)球（半徑等于計(jì)算距離）與地球的交點(diǎn)決定了接收器的精確位置。GNSS 的工作原理是從軌道星座中至少三顆衛(wèi)星接收獨(dú)特的導(dǎo)航信號(hào)。衛(wèi)星和接收器之間的同步使得能夠確定來自衛(wèi)星的相應(yīng)信號(hào)傳播延遲（以及因此的距離）。衛(wèi)星信號(hào)球（半徑等于計(jì)算距離）與地球的交點(diǎn)決定了接收器的精確位置。每顆衛(wèi)星發(fā)射低功率射頻信號(hào)，包括衛(wèi)星標(biāo)識(shí)、星歷數(shù)據(jù)（詳細(xì)說明衛(wèi)星當(dāng)前和未來的軌道位置）及其狀態(tài)。每顆衛(wèi)星發(fā)射低功率射頻信號(hào)，包括衛(wèi)星標(biāo)識(shí)、星歷數(shù)據(jù)（詳細(xì)說明衛(wèi)星當(dāng)前和未來的軌道位置）及其狀態(tài)。接收器精度取決于其與衛(wèi)星時(shí)鐘同步的精度；1 納秒 (ns) 的誤差會(huì)導(dǎo)致 30 厘米 (cm) 的位置誤差。接收器精度取決于其與衛(wèi)星時(shí)鐘同步的精度；1 納秒 (ns) 的誤差會(huì)導(dǎo)致 30 厘米 (cm) 的位置誤差。接收器的一個(gè)關(guān)鍵操作參數(shù)是首次定位時(shí)間 (TTFF)。冷啟動(dòng) TTFF，接收器在沒有信號(hào)或先前位置信息的情況下啟動(dòng)，最多可能需要一分鐘。如果接收器在關(guān)閉后沒有移動(dòng)過，并且板載內(nèi)存中仍有之前的位置信息，則它可以執(zhí)行熱啟動(dòng)，這會(huì)導(dǎo)致 TTFF 大約為 25 到 30 秒 (s)。當(dāng)接收器的內(nèi)存中有非常新的位置信息并因此可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)衛(wèi)星位置并導(dǎo)致 TTFF 僅為 1 秒時(shí)，就會(huì)發(fā)生熱啟動(dòng)。接收器的一個(gè)關(guān)鍵操作參數(shù)是首次定位時(shí)間 (TTFF)。冷啟動(dòng) TTFF，接收器在沒有信號(hào)或先前位置信息的情況下啟動(dòng)，最多可能需要一分鐘。如果接收器在關(guān)閉后沒有移動(dòng)過，并且板載內(nèi)存中仍有之前的位置信息，則它可以執(zhí)行熱啟動(dòng)，這會(huì)導(dǎo)致 TTFF 大約為 25 到 30 秒 (s)。當(dāng)接收器的內(nèi)存中有非常新的位置信息并因此可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)衛(wèi)星位置并導(dǎo)致 TTFF 僅為 1 秒時(shí)，就會(huì)發(fā)生熱啟動(dòng)。由于 GNSS 衛(wèi)星傳輸較弱，因此高接收器靈敏度很重要。一旦接收器定位了衛(wèi)星，信號(hào)捕獲時(shí)間就會(huì)縮短，因?yàn)槿绻盘?hào)被阻擋，接收器可以預(yù)測(cè)衛(wèi)星的下一個(gè)位置以重新獲得信號(hào)，而無需掃描廣闊的天空。