u-blox ZED-F9P GNSS模塊
發布時間：2023-05-05 12:31:42
u-blox ZED-F9P GNSS模塊（我司可提供替換M20高精度定位定向模塊 完全PIN對PINZED-F9P 提高產品性價比）
u-blox ZED-F9P GNSS模塊 在緊湊的外形尺寸中集成了多頻段GNSS和實時動態定位 (RTK) 技術，可在數秒內為工業導航和機器人應用提供厘米級精度。 ZED-F9P同時接收GPS、GLONASS、Galileo和北斗GNSS衛星系統。來自多個頻段 (L1/L2/L5) 的GNSS信號與RTK技術相結合，可為可擴展應用（包括機器人割草機和半自動或全自動機械）實現快速融合時間和可靠性能。由于更新速率高，功耗低，ZED-F9P模塊非常適合用于無人駕駛汽車 (UAV) 等高動態應用。ZED-F9P采用安全接口和高級干擾和欺詐檢測技術，確保定位和導航信息的安全性。
ZED-F9P模塊提供一系列校正服務，支持每個應用根據應用的獨特需求優化性能。ZED-F9P內置支持標準RTCM校正，支持網絡RTK設置中來自本地基站或虛擬基準站 (VRS) 的厘米級導航。該模塊支持適用于大眾市場應用的SPARTN格式SSR類型校正服務。
u-blox ZED-F9P GNSS模塊采用17.0mm x 22.0mm x 2.4mm焊盤柵格陣列 (LGA) 封裝，工作溫度范圍為-40°C至+85°C。u-blox模塊采用ISO/TS 16949認證場所制造，經過系統級全面測試。通過ISO16750標準中規定的資格測試。
特性：
- 接收器類型
- 184通道u-blox F9引擎
- GPS L1C/A L2C, GLO L1OF L2OF, GAL E1B/C E5b, BDS B1I B2I, QZSS L1C/A L1S L2C, SBAS L1C/A
- RTK
- 導航更新速率：高達20Hz
- 位置精度：0.01m + 1ppm CEP
- 聚合時間：<10s
- 采集
- 冷啟動：24s
- 輔助啟動：2s
- 再采集：2s
- 敏感度
- 追蹤與導航：-167dBm
- 冷啟動：-148dBm
- 熱啟動：-157dbm
- 再采集：-160dbm
- 輔助
- 立即在線協助
- 符合OMA SUPL和3GPP標準
- 振蕩器：TCXO
- RTC晶體：內置
- 防干擾：有源連續波檢測和移除
- 板載帶通濾波器
- 防欺詐：高級防欺詐算法
- 內存：閃存
- 用于態度感應的移動底座
- 支持的天線：有源
- 串行接口
- 2個UART
- 1個SPI接口
- 1根USB電纜
- 1個DDC（符合I2C標準）
- 數字I/O
- 可配置時間脈沖
- 用于喚醒的EXTINCT輸入
- RTK固定狀態
- GEOFENCE狀態
- 定時脈沖
- 可配置：0.25Hz至10MHz
- 協議：NMEA、UBX二進制、RTCM v. 3.3、SPARTN v. 2.0
- 電源電壓：2.7V至3.6V
- 功耗：68mA（3.0V時）
- 工作溫度范圍：–40°C至+85°C
- 17.0mm x 22.0mm x 2.4mm LGA54封裝
- 符合RoHS指令 (2015/863/EU)
- 綠色（無鹵）
- 符合2014/53/EU標準的歐盟無線電設備指令
- 符合ISO 16750標準
- 在通過ISO/TS 16949認證的生產工廠制造并經過全面測試
- 出色的抗沖擊和抗振動性
應用：
定位原理什么是GNSS?
GNSS全稱Global Navigation Satellite System(全球導航衛星系統) , 是多個衛星系統的總稱 , 目前世界上有BDS(中國) , GLONASS(俄羅斯) , GPS(美國) , Galileo(歐洲) , QZSS(日本) , IRNSS(印度)導航衛星系統 , GNSS特性如下:
- GPS系統是現階段應用較為廣泛 , 技術較成熟的衛星定位技術 . 相繼發展出L1C/A , L2C , L5等頻段信號提高了定位精度 .
- 多系統多頻段GNSS模組能夠捕獲來自不同衛星系統的衛星 , 使得有效衛星數大幅度提升 , 提高定位精度和穩定性 .
- GNSS模組接收到的信號包含反射和折射信號 , 產生多路徑效應影響定位精度 , 多頻段多星座系統技術可以有效抑制削弱大氣層誤差 , 提高定位精度 .
- 隨著GNSS發展 , 出現了多種定位技術如RTK , PPP-RTK和多傳感融合定位DR(Dead Reckoning 航位推測法)等 , 滿足差異化高精度定位需求 .
GPS工作原理
本小節簡述GPS接收機定位的工作原理如下圖所示 細節描述如下5點 . 定位原理詳情請參考GPS定位基本原理 GPS工作原理 , Fundamentals of gps receivers , FUNDAMENTALS OF GPS
- GPS衛星在空中連續發送帶有自身時間和位置信息的無線電信號 , 供GPS接收機(GNSS模組如ZED-F9P)接收
- 衛星和接收機內部會產生偽隨機碼 , 一旦兩個偽隨機碼實現同步 , 接收機便能測定無線電信號發射時間與到達接收機的時間之差(簡稱時延) , 將時延乘上光速便得到距離(簡稱偽距)
- GPS系統時間是由每顆衛星上原子鐘的銣原子頻標保持的 . 這些星鐘一般來講精確到世界協調時（UTC）的幾納秒以內 , UTC是由海軍觀象臺的“主鐘”保持的，每臺主鐘的穩定性為若干個10^(-13)秒 .
- GPS衛星上的計算機和導航信息發生器精確地了解其軌道位置和系統時間 , 而全球監測站網保持連續跟蹤衛星的軌道位置和系統時間 . 位于科羅拉多州施里弗（Schriever）空軍基地內的主控站與其運控段一起 , 至少每天一次對每顆GPS衛星注入由復雜模型基礎上計算出的軌道位置和星上時鐘校正數據 .
- 計算GPS接收機(GNSS模組)的三維位置 , 要求GPS接收機至少接收來自4顆衛星的信號 , 根據空間三角形勾股定理和四元一次方程計算得到三維位置.
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什么是RTK?
RTK全稱Real Time Kinematic (實時動態技術) , 又稱載波相位差分技術 , 是一種支持厘米級定位精度的GNSS定位技術(簡稱RTK技術) , 是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法 , RTK技術工作過程如下圖所示,通過移動網絡實時將基準站(GNSS接收機)的生成的DGPS corrections傳輸給流動站(GNSS接收機)進行計算實現厘米定位 .
RTK技術的應用 - 地形測圖 . 采用RTK時，僅需一人背著儀器在要測的地形地貌碎部點呆上一二秒種，并同時輸入特征編碼，通過手簿可以實時知道點位精度，把一個區域測完后回到室內，由專業的軟件接口就可以輸出所要求的地形圖，這樣用RTK僅需一人操作，不要求點間通視，大大提高了工作效率，采用RTK配合電子手簿可以測設各種地形圖，如普通測圖、鐵路線路帶狀地形圖的測設，公路管線地形圖的測設，配合測深儀可以用于測水庫地形圖，航 海海洋測圖等等。
- 各種控制測量比如傳統的大地測量 , 工程控制測量采用三角網 , 導線網方法來施測，采用RTK技術實時測得定位精度保證觀測質量 , 提高作業效率 , 相比常規GPS靜態測量 , 快速靜態 , 偽動態這些非實時性方法在測量完成后，后續處理若發現精度不合要求還須返測 . 另外RTK技術用于公路控制測量 , 電子線路控制測量 , 水利工程控制測量 , 大地測量 , 可減少人力強度 , 節省費用 , 在幾分鐘甚至于幾秒鐘內就可完成控制點測量 .
- 放樣程放樣是測量一個應用分支，采用RTK技術放樣時，僅需把設計好的點位坐標輸入到電子手簿中，背著GPS接收機，它會提醒你走到要放樣點的位置，既迅速又方便，由于GPS是通過坐標來直接放樣的，而且精度很高也很均勻，因而在外業放樣中效率會大大提高，且只需一個人操作。
