如何为您的项目选择合适的卫星定位模块





您已经完成了新项目,现在您的创意已经遍布全球。仅剩下一个问题-您需要非常准确地知道它的位置。幸运的是,我们有卫星定位系统!借助现成的模块,您可以获得所需的所有位置数据。但是,您如何解决这个问题?哪些组件最适合您的项目?阅读此材料。



完全相同,但完全不同



使用GPS可能会有些艰巨,但是由于行业和个人爱好者的努力,今天的任务非常轻松。市场上的大多数模块将以相同的方式工作。大多数情况下,它们通过标准串行接口(通常为9600波特)传输数据。还有I2C和SPI接口。消息本身也已标准化-它们以NMEA-0183格式输出。如果您想自己处理数据,则标准中包含许多文档。但是,如果您急于在许多具有微控制器的平台上使用,则可以找到现成的代码来为您做所有的事情。 NeoGPS,Adafruit GPS和minmea等项目将采用串行数据流,并提供所需的任何地理数据。 GPS是GPS吗?







根据应用程序的不同,您可能需要与GPS模块不同的东西。依靠GPS进行自动驾驶的高速移动平台将在高刷新率下表现更好。被动跟踪器对更新一次不超过一次感到非常满意。精度要求也有所不同-一些应用要求厘米分辨率。还有一些特殊功能可在边界情况下提供帮助,例如,根据行进的距离(推斥)来计算位置,或者能够同时与多个导航系统(GPS,GLONASS北斗)配合使用的接收器等等。)。清楚了解仪器的要求和预算是选择正确设备的关键。



我只需要知道他在哪里!



如果您需要几米左右的精度并且不经常更新位置,那么最简单的GPS模块适合您。它们的价格不到20美元,并且可以提供1-5 Hz的刷新率和一些其他功能。对于许多项目,这足以确定人员,机器人或车辆的位置。同样,最简单的自动驾驶仪可以在此频率下工作。这些模块通常消耗的电流小于50 mA,并通过串行端口进行通信。



该组包括基于GP-20U7的设备以及过时的uBlox NEO-6M这是一种以负担得起的价格构建您的第一个GPS项目的廉价,简便的方法。



我需要一个恒定的信号!



如果您不能以任何方式丢失信号,或者试图确定繁忙的市区中的位置,那么值得在这种情况下使用的模块是值得的。在这种情况下,可以使用外部天线连接器来帮助您连接更大的天线。请务必注意,常见的U.FL板接头连接器设计用于有限数量的连接,并且容易折断,因此请考虑购买U.FL到SMA适配器。天线种类繁多,但大多数都会比许多模块附带的标准小陶瓷板更好。





带有单独接地的高质量天线可以显着提高接收质量



准确的定位需要从几颗卫星获得良好的信号-因此选择越多,越容易实现。能够识别各种导航系统的模块很可能会看到很多卫星。我们有中国北斗,欧洲伽利略,俄罗斯GLONASS-如果您采用可以接收更多信号的模块,则在城市的建筑群中,在天空视野有限的情况下,它将具有巨大的优势。



但是有时候,尽管有很多事情,您可能会发现自己处在看不到一颗卫星的情况下。在某些隧道中无法拾取信号。然后,使您可以进行航位推测的模块会派上用场。信号消失后,模块将使用内置惯性系统更新位置,直到再次接收到信号为止。这在构建路线和跟踪转弯等应用中非常有用。



所有这些功能都增加了成功定位的可能性,但是它们也要花钱。模块XA1110和ublox NEO-M8U的价格从50美元到100美元不等但是为了获得这笔钱,他们经常提供额外的接口,例如USB串行和I2C,以及高刷新率。



我需要快速更新!



如果您正在收集高速移动的东西,那么5 Hz可能对您来说似乎还不够。模块具有从10 Hz到25 Hz的更频繁的更新,因此您快速移动的项目可以更好地在太空中导航。当然,如果您要制造巡航导弹,那么您不太可能在Sparkfun购物-否则,请尽情享受!这些设备通常通过串行或I2C进行高速通信,以便更频繁地更新其位置。







具有这种功能的模块仍然相对便宜,从20美元到100美元。对于您的高速项目,请寻找SAM-M9NBN-880Q之类的模块



我需要厘米精度!



在某些情况下,准确性至上。如果您正在驾驶联合收割机并且不希望它撞到篱笆,那么仪表的精度将不适合您。在这种情况下,最好使用具有实时运动(RTK)技术的接收器。它们将接收到的卫星信号与来自基站的本地校正数据相结合,最好在其位置的10公里之内。





RTK通过添加从基站接收的本地校正数据来工作



这些数据可以通过Internet或LoRa无线电发送,并允许模块在理想条件下将位置指定到最近的厘米。一些运营商提供对站点的公共访问权,但是可以购买自己的设备并升高站点以供个人使用。许多高端模块可以充当附近其他模块的基站。



准确性是以复杂性和金钱为代价的。支持RTK的GPS模块的单价已低于200-300美元。其中-NEO-M8PZED-F9P... 如果您所在地区没有公共基站,则还需要购买基站。数据将需要通过Internet或通过无线电输入到模块中。开发时不要忘记考虑这些要求!



结论



我们很幸运能够以自己的能力和成本来为DIY市场使用各种GPS模块。高速模块曾经花费数千美元,并且仅出售给工业制造商,但是现在它们可以在商店中以更低的价格购买。以项目要求为指导,并设计基于位置的项目。



All Articles