GNSS系统及其终端问题排查

steven杨

GNSS系统及其终端问题排查
　　物联网（IoT）有望让我们的世界变得更加的智能、互联以及高效。然而，如果要将这些都实现的话，那么其背后的技术也要展示出类似的特征，定位可以说是物联网（IoT）取得成功的关键，这就需要GNSS接收终端的支持。

GNSS的全称是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System），它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS（广域增强系统）、欧洲的EGNOS（欧洲静地导航重叠系统）和日本的MSAS（多功能运输卫星增强系统）等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。国际GNSS系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。
全球定位系统的主要特点：(1)全天候；(2) 全球覆盖；(3)三维定速定时高精度；(4)快速省时高效率：(5)应用广泛多功能。

以GPS系统为例，GPS由24颗工作星和4颗备用星组成。卫星工作在互成55度的6条高度为2.02万KM的非同步轨道上。如此一来，在全球的任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的GPS卫星。GPS卫星向地球发射导航电文（系统时间、星历、历书、卫星时钟修正参数、导航卫星健康状况、电离层延时参数等内容），GPS终端收到卫星发送的数据，经解算即可确定当前位置，并以NMEA0183格式，WGS-84坐标系输出数据。

有的开发者实测时发现，为什么代码无误，但是定位模块就是搜不到卫星，无法定位呢？

实际上排查这种问题既简单，又复杂。之所以说简单的，是因为搜不到卫星唯一的原因就是信号问题。复杂是因为即便知道了病因，开发者也可能会觉得束手无策。

首先，开发者应谨记，任何时候都应该避免空间上存在异物遮蔽天线（如树木、建筑、高架桥），物理上存在金属外壳等遮挡天线等情况（如铝壳、铁壳）。应确保测试环境是空旷的，无遮挡的，信号良好的。  

信号弱、无信号，都会表现为无法定位，或者定位慢。那么，如何判断究竟是信号问题导致的定位慢，还是真·无信号呢？观察模块输出的GGA、RMC和GSA：

·如果GGA中的UTC时间错误，定位指示为0，卫星数目不为0；或者RMC的UTC时间错误，日期错误；GSA中卫星数目不为0，但是载噪比都很低，则可能是搜星慢，定位慢，信号差；

·如果GGA中的UTC时间错误，定位指示为0，卫星数目始终为0；或者RMC的UTC时间错误，日期错误；GSA完全没有任何有效输出，则可能是完全无信号。

对于搜星慢，定位慢，信号差的情况，应改善天线设计，保证天线面朝上的安装使用状态；并且天线周边没有金属物件遮挡，无射频干扰；在空间容许的情况下尽量选择大尺寸的陶瓷天线，必要时应使用有源天线。

对于完全无信号的情况，大概率是天线设计错误。譬如，没有给有源天线开启供电，错误使用天线型号（如芯片仅支持GPS，天线仅支持北斗；错误的使用GSM天线接收信号）等。

奇迹物联发布支持GNSS定位功能的NB-IoT模组A21E与AM900EV3，两款模组分别内置高性能GNSS多模卫星导航接收机SOC单芯片，集通信、定位功能于一体，同时具有超小体积、超低功耗、精准定位、集成度高、兼容性强等优势，其中AM21E为NB+GNSS方案，AM900EV3为GSM/GPRS+GNSS方案，相较于传统的NB-IoT + GNSS ,GSM/GPRS+GNSS模组方案，这两款产品将GNNSS芯片集成到模组内部，节省了外围器件和布板面积，在形态各异的追踪类应用中更具优势。两款产品内置贴片eSIM卡，其中AM21E还支持蓝牙数传，无论是微型GAI追踪器，还是超薄型、腕带型终端，皆能满足要求，让客户在终端研发时可以不受空间限制。

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