北斗GPS多模卫星导航模块.docx
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北斗GPS多模卫星导航模块
XN647-BD
BD/GPS多模卫星导航通用接收机模组
产品说明书
功能描述
1.1概述
本模块是一款支持BD2Bl/GPSL1频点的双模导航定位模块。
模块尺寸为lGnrnix12nmix2.65nnn,采用24pin邮票孔封装。
本模块内部具备天线状态检测和天线短路保护功能，支持休眠工作模式。
1.2产品特性
/24pin邮票孔封装，尺寸lGmmx12mmx2.5nnn
/支持BD2Bl和GPSLI频点
/支持以下三种工作模式
1）单BD2B1工作模式
2）单GPSL1工作模式
3）BD2Bl/GPSL1混合工作模式
/内置BD2Bl/GPSL1的LNA（低噪声放大器）。
/具有天线状态检测和天线短路保护的功能。
/具有备份电源输入接口，支持热启动。
/内部自带上电复位电路，并支持用户在使用中对模块进行外部复位。
1.3性能指标
表1-1双模导航定位模块主要性能指标
描述
性能指标
备注
屡小值
典型值
最大值
单位
定位精度
水平
<2.5
m
描述
性能指标
备注
屡小值
典型值
最大值
单位
测速精度
速度
<1
m/s
首次定位时间
TTFF
冷启动
<30
S
热启动
<1
S
重捕获
<2
S
灵敏度
捕获
-148
dBm
跟踪
-165
dBm
串口输出波特率
4800
9600
115200
bps
默认9600bps
数据更新率
1
50
Hz
工作电压
VCC
3.0
3.3
3.6
V
V_BCKP
1.8
2.7
3.6
V
平均功耗
跟踪电流
40
mA
主电源VCC为
3.3V
温度
工作
-30
70
°C
存储
-40
85
1.4应用
•个人定位和导航产品
•车载・船舶定位导航
1.5功能框图和典型应用
1.5.1功能框图
图1-1双模导航定位模块功能框图
本双模导航定位模块可对外部BD2Bl/GPSL1有源天线供电，并具有天线状态检测和天线短路保护功能。
外部有源天线接收空中卫星信号送给射频芯片，射频芯片内部经LNA放大、混频处理后送到中频滤波器，再经过AD转换成数字中频信号送给基带芯片。
基带芯片接收到射频芯片送来的数字中频信号，经过捕获和跟踪、定位解算等一系列算法处理后,通过串口输出NMEA数据并给出1PPS
信号。
1.5.2典型应用
图1-2双模导航定位模块典型应用图
2模块接口说明
2.1硬件接口
2.1.1电源
模块有两个电源输入管脚（VCC、V-BCK）与两个电源输出管脚（VCC-RF）。
其中VCC为模块的工作主电源；V-BCK为模块的备份输入电源，在主电源VCC断电时给RTC电路供电，确保关键信息不丢失，以实现热启动功能，模块内部设计有对备用电源V-ECK的充电电路，推荐外接可充电的电池或大容量电容；VCC-RF输出VCC电压值，可用于天线供电。
2.1.2天线接口
模块的天线接口（RFIN管脚）可直接连接BD2Bl/GPSL1双模有源天线。
该接口内部采用50Q阻抗匹配。
2.1.31PPS信号接口
模块第3脚1PPS为秒脉冲信号输出。
2.1.4UART接口
串口1在UTC秒边界输出NMEA数据，上位机也可以通过该串口对模块进
行工作模式切换。
3机械特性
3.1模块尺寸
12.2mm
图3・1外形尺寸
3.2管脚定义
1
BOOT-SET
GND
9
NC
VCC
3_
IPPS
V-BCK
4
NC
RXD
5_
NC
TXD
6_
NC
NC
7_
XN647-BD
NC
NC
8_
RST
NC
9
VCC-RF
NC
10
GND
NC
H
RHN
NC
12_
GND
GND
22
2（）
19
18
17
16
15
14
13
图3-2双模导航定位模块管脚示意图
表格3・1双模导航定位模块管脚定义
■脚
信号名
方向
电平标椎
描述
1
BOOT.SE
L
O
0-3.6V
未连接。
2
NC
I
0-3.6V
未连接
3
1PPS
O
0-3.6V
秒脉冲输出。
串口1发送：
NMEA数据输出、软件版本升级、状态输出等
4,5,
6,7
NC
—
—
未连接
8
RST
I
0-3.6V
童位信号输入
9
VCC-RF
O
3V
3V电源输出
10
GND
——
0V
地
11
RFIN
I/O
3.3V
RF信号输入，VCC电压输出，由模块对天线进行供电
12,1
3
GND
0
0V
地
14,15
16,1
7,18,
19
NC
未连接
20,
TXD
O
0-3.6V
串口1输出
21
RXD
I
0-3.6V
串口1接收
22
VBCK
I
2.5V-3.6V
备用电池输入
23
VCC
I
3.0V-3.6V
主电源
24
GND
—
0V
地
4电气和温度特性
4.1焊接温度曲线
模块焊接温度曲线和相关说明如图4-1和表4-3所示:
Time25"CtoPeak
Time（=>
图4-1SMT温度曲线
表4-3SMT温度参数表
ProfileFeature
Pb-FreeAssembly
AverageRamp-upRate（TSmaxtoTP）
3CC/secondmax.
-TemperatureMin（TSmax）-TemperatureMax（TSmax）-TemperatureMax（tsmin-tsmax）
150°C
200°C
60-120seconds
Timemaintainedabove:
-Temperature（TSL）-Time（tL）
217°C
60-150seconds
Peal<-classificationTemperature（TP）*
260+0/-5°C*
Timewithin5°CofactualPeakTemperature
（tp）
30**seconds
Ramp.DownRate
6°C/secondsmax.
Time25°CtoPeakTemperature
8minutesmax.
*Toleranceforpeakprofiletemperature
（Tp）isdefinedasa
supplierminimumandausermaximum.
**Tolerancefortimeatpeakprofiletemperature（tp）isdefinedasasupplierminimumandausermaximum.
4.2其他
1）模块的VCC供电电源纹波尽量控制在lOOmV以内，并且避免电源上有干扰。
2）请确保上位机与模块设置的波特率保持一致°
3）天线请选用有质量保证的双模有源天线，并确保对天线供电。
4）模块焊接时请控制好温度，避免模块损坏。
5）为保证模块的热启动功能，请确保备份电源供电正常°
附件一
NMEA输出说明
输出协议支持NMEA-0183标准。
执行的信息包括GGA,GLL,GSA,GSV,VTG,RMC,
ZDA和GNS信息。
NMEA信息输出有如下句于结构：
Saaccc,c—c*hh
句于结构的详细内容在表1中予以解释。
表1:
NMEA句于结构
字符
格式
说明
24
句子开始
aaccc
地址宇段“dd”讲话者标识符。
“CCC”确定句型。
2C
字段定界符
C—C
数据语句块
“小
2A
校验和分隔符
hh
校验和字段
>
ODOA
句子结束（回车，换行）
表2:
接收器NMEA佰息的综述
$GPG|接收器的时间・位置、和定位相关注
GA
$GPGLL
位置、时间及定位状态
$GN
GSA$GPG
SA$BD
GSA
用于代表定位卫星的标识符。
当使用多个卫星議统于定位方案时，$GNGSA句子是每个卫星系统的输出。
当只有GPS卫星用于定位时，一个$GPGSA句子是输出。
当只有北斗卫星时，一个$EDGSA句子是输出。
$GPGSV
$BD
GSV
关于仰角、方位角和载噪比的卫星信息：
$GPGSV用于GPS卫星，$BDGSV用于北斗卫星。
$QPRMC
时时间、日期、位置、航向与速度数据
$GPV
TG
航向和相对于地的速度
$GPZDA
协调世界时、日期、月、年、时区
GGA-全球定位务统定位数据
GPS接收器的时间、位置和定位相关数据。
格式
$—QQA,hhininss.ss,llll.lll,a,yyyyy.yyy,a,x,iui,v.v,w.w,M,x.x,MMzzzz*hh
字段
名称
说明
hhimnss
・SS
协调世界时（UTC）时间
在某个位置采用hhnnnss.sss格式的协调世界时时间（000000.000~235959.999）
1111.111
纬度
采用ddnnn.nnniinn格式的纬度。
前导垂是插入的。
a
N/S指示符
，N，=北，，S'=南
yyyyy・yy
y
经度
采用ddinin.nmnmn格式的经度。
前导爱是插入的。
a
E/W指示符
E=东，W=西
X
GPS质重指示符
GPS质量指示符
0：
不能提供定位
I：
定位有效，SPS模式
2：
定位有效，微分GPS模式
3：
GPSPPS模式，定位有效
4:
实时动态.采用固定整数RTK模式的系统
5:
浮置RTK.采用RTK模式的卫星系统，浮置整数
6：
估计的（推测航行法）模式
7：
手动输入模式
8:
仿直模式
U11
使用的卫星
使用卫星的数11（00~24）
V.V
水平精度因子
水平精度因子（00.0~99.9）
W.W
高度
平均海拔高度（单位:
米）（-9999.9~17999.9）
X.X
大地水准面间距
单位：
米
ZZZZ
DOPS站标识符
差分基准站标识符，0000~1023当DGPS不用时，标识符无效。
hh
校验和
GLL-地理位纬皮/经皮
飞船位置的纬度与经度、定位时间、状态
格式：
$—QLL,llll.lll,a,yyyyj^yyj^b,hhininss.sss,A,aAhh
字段
名称
说明
UU.U1
纬度
采用ddinin.immimi格式的纬度。
前导歪是插入的。
a
N/S指示符
，N，=北，，S'=南
yyyyy・yy
y
经度
采用ddinin.nmniiin格式的经度。
前导爱是插入的。
b
E/W指示符
E=东，W'=西
hhimnss
・SSS
协调世界时（UTC）时间
在某个位置采用hhnnnss.sss格式的协调世界时时间（000000.000~235959.999）
A
状态
A=数据有效，V=数据无效
hh
校验和
GSA-GNSSDOP和有温卫星
GPS接收器工作模式，卫星用于通过GGA或者GNS句子与DOP数值报告的航行方案中。
格式：
$—QSA,a>x,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx>xx,xx,xx,xx,xx,ii.ii,v.v,z.z*hh
字段
名称
说明
a
模式
模式
=
'A'=
手动，强迫工作在2D或者3D模式自动，容许自动地切换到2D/3D模式
X
模式
定位模式
1=不能提供定位
2=2D
3=3D
XX，S
卫星标识符
01至32用于GPS;33至64用于WAAS（PRN-87）;161至197用于北斗，（160+BDPRN）012个卫星最大限度地包括在每个GSA句子中。
U.1I
位置精度因子
位置精度因子（00.0~99.9）
V.V
水平精度因子
水平精度因子（00.0~99.9）
Z・Z
垂直精度因子
垂直精度因子（00.0~99.9）
hh
校验和
QSV-看得见的GNSS卫星
看得见的卫星（SV）的数目、卫星标识、髙度、方位角和信号噪声比数值。
每次煨多发送4个
卫星。
格式：
$—GSV,xji,xx,iui,w,zzz,ss,iui,w,zzz,ss,---,ini,xrv,zzz,ss*hh
字段
名称
说明
X
信息数目
待发送GSV信息的总数（1-3）
U
序号
当前GSV信息的序号
XX
看得见的卫星
看得见的卫星的总数（00~12）
U1I
卫星标识
01至32用于GPS;33至64用干WAAS（PRN-87）;161至197用于北斗，（160+BDPRN）e12个卫星杲大限度地包括在每个GSA句子中。
W
高度
卫星髙度（单位：
度）（00~90）
ZZZ
方位角
卫星方位角（单位：
度）（000~359）
SS
信号噪声比
信号噪声比（单位：
分贝）（00-90）当不跟踪时，信号噪声比为零。
hh
校验和
RMC■推甘的最小特殊GNSS数掬
由GNSS导航接收器握供的时间、日期、位置、航向与速度数据
格式：
$—RA,IC,hhimnss.sss,x>llll.lll,a，3^yyyy.yyy,arx.x,u.u,xxxxxx>,,v*hh
字段
名称
说明
hhimnss
・SSS
协调世界时（UTC）时间
采用hhnnnss.sss格式的协调世界时时间（000000.000~235959.999）
X
状态
状态
'V'=导航接收器警告
'A'=数据有效
1111.111
纬度
采用ddinin.nmmnn格式的纬度。
前导歪是插入的。
a
N/S指示符
，N'=北，，S'=南
yyyyy・yyy
经度
采用ddnnn.nnniinn格式的经度。
前导垂是插入的。
a
E/W指示符
E=东，W=西
x.x
对地速度
对地速度（单位：
节）（000・0~999.9）
uai
对地航向
对地航向（单位：
度）（000.0~359.9）
xxxxxx
UTC（国际协调时间）日期
定位UTC（国际协调时）日期，ddmmyy格式
V
模式指示符
模式指示符
'N'=数据无效
'A'=自主模式
'D'=微分模式
'E'=估计的（推测航行法）模式
'M'=手动输入模式
'S'=仿直模式
hh
校验和
VTG-对地航向和地面速皮
实际的对地航向与对地速度。
格式：
$—VTG,x.x,T,y.y,M,u.u,N,v.v,K,in*hh
字段
名称
说明
X.X
航向
对地航向（单位：
度）（直实）（000.0~359.9）
y-y
航向
对地航向（单位：
度）（磁力）（000.0-359.9）
U.11
速度
对地速度（单位：
节）（000.0~999.9）
V.V
速度
对地速度（单位：
千米/小时）（0000.0~1800.0）
111
模式
模式指示符
'N'=无效
'A'=自主模式
'D'=微分模式
'E'=估计的（推测航行法）模式
'M'=手动输入模式
'S'=仿直模式
hh
校验和
ZDA-时间和日期
UTC（国际协调时）、日期、月、年和当地时区
格式：
$—ZDA,hhmmss.sss,dd,mm,yyyy,xx,yy*hh
字段
名称
说明
hhinmss
・SSS
UTC（国际协调时）时间
采用hhimnss.sss格式的协调世界时时间（000000.000~
235959.999）
dd
UTC（国际协调时）日期
01至31
mm
UTC（国际协调时）月
01至12
yyyy
UTC（国际协调时）年
4位数年号
XX
当地时区小时
00至+-13
yy
当地时区分
00至+59
hh
校验和
升级会员 