什么是GNSS模块,有哪些特点

本文介绍了GNSS模块的工作原理和技术特点,包括PTK技术、惯导技术和双频技术的应用,并详细阐述了创新微MinewSemi自主研发的GNSS定位导航模块的不同系列。

GNSS模块是基于GNSS卫星定位导航系统的一体式数字接收器,通过接收来自卫星传输的信号通过计算来提供实时位置时间等数据。搭载了GNSS模块的设备,可以完成诸多的应用,诸如导航,定位等。GNSS模块可以接收各国的卫星信号数据,不仅仅局限于GPS,BDS,GALILEO、GLONASS等单一卫星,根据算法及配置不同,GNSS模块可以制作出满足不同需求的卫星信号接收器。可以用于导航,定位等领域。并且GNSS模块具有超低功耗,高精度等特点,也可被广泛的用于无人驾驶,智慧工业,无人操作等应用场景。

 

GNSS全球卫星导航系统,虽说能够精准的定位,但其自身也会带有一定的误差,甚至穿透电离层和对流层时以及卫星的高速移动产生的都有可能引起误差,恶劣的自然环境,高耸的城市建筑等等也有可能会影响GNSS系统的准确性。为了提高系统的准确性,就会在系统中引入一些技术因素来帮助提高GNSS系统的性能,将这些技术手段整合在体积小巧便于应用的模组里,就是GNSS模块了。

目前比较常应用的技术有:PTK技术和惯导技术以及双频技术。PTK技术主要是解决系统的稳定性和精度,控制中心首先会对接收到的数据进行粗差剔除,然后再经过解算,最终将改正后的正确信息发给用户。惯导技术的全称是惯性导航技术,主要解决的是GNSS信号容易中断的问题,在隧道地下车库等信号遮挡的地方,GNSS搜星速度缓慢容易连接不上,搭载了惯导技术的GNSS模块可以根据设备的初始位置信息以及获得的基础信息,推算出终端所在盲区位置的高精度导航数据。而双频技术则在同一个GNSS模块上搭载不同的频段接收器,做到可以同时接收多个不同GNSS系统的不同频段,从而提高了信号的接收能力。

创新微MinewSemi自主研发上市的GNSS定位导航模块分为多个类型系列。

根据支持的卫星定位系统来分,创新微MinewSemi生产的GNSS模块分为单模定位模块和多模定位模块;单模定位模块主要GPS模块(MS32SN1系列)模定位模块分为:GPS+BDS模块(MS31SN1系列),全卫星系统模块(MS33SN1,MS35SN1系列)。

根据算法不同,又可以分为PVT算法的模块和内置RTK算法的模块,以及INS算法的模块。

创新微MinewSemi生产的GNSS模块均是主流封装尺寸,可以满足不同行业的需求。

### GNSS模块现状与应用 #### 市场规模与发展前景 中国高精度GNSS行业的市场规模在2023年实现了显著增长,同比增长率达到15.8%[^2]。未来几年内,该行业预计将保持快速增长的趋势,特别是在2024年,增长率可能达到20%。这一数据表明,随着技术的进步和市场需求的增加,高精度GNSS产品正在逐步渗透到更多的应用场景。 #### 技术特点与定位能力 GNSS作为全球导航卫星系统的代表,在C-V2X(蜂窝车联网)领域中扮演着重要角色。其主要功能在于提供时间同步以及车辆位置信息的支持。通过结合实时动态测量(RTK)技术和惯性测量单元(IMU),可以实现厘米级别的精准定位服务[^1]。然而需要注意的是,在某些特殊环境下(如隧道、高楼密集区域等),如果缺乏足够的GNSS信号覆盖,则可能导致定位精度下降甚至完全失效的情况发生。 #### 创新方向与未来发展 为了应对上述挑战并拓展更广泛的应用场景,行业内正致力于以下几个方面的改进和发展: - **多模、多频设计**: 支持多种卫星星座系统(GPS/GLONASS/Galileo/北斗等)及多个频率波段的同时接收处理,从而有效改善遮挡条件下信号质量不佳的问题. - **多样化通讯接口支持**: 配备诸如4G LTE/Wi-Fi/Ethernet等多种网络连接选项,使得即使是在传统GPS信号较弱的地方也能借助其他途径完成精确定位任务 . 以下是基于Python的一个简单示例程序来展示如何解析NMEA标准格式下的经纬度坐标: ```python def parse_nmea(nmea_sentence): parts = nmea_sentence.split(',') if parts[0] == "$GPGGA": # GGA sentence contains positioning info latitude = float(parts[2][:2]) + (float(parts[2][2:]) / 60) longitude = float(parts[4][:3]) + (float(parts[4][3:]) / 60) lat_direction = parts[3] lon_direction = parts[5] if lat_direction == 'S': latitude *= -1 if lon_direction == 'W': longitude *= -1 return {"latitude": latitude,"longitude": longitude} nmea_data = '$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47' location_info = parse_nmea(nmea_data) print(f'Latitude: {location_info["latitude"]}, Longitude:{location_info["longitude"]}') ``` 此脚本展示了从典型的`$GPGGA`语句提取地理位置的过程.
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