Что такое GPS-модуль?

Что такое модуль GPS?

Модуль GPS — это устройство, которое принимает сигналы GPS, передаваемые с большого количества спутников в космосе, и определяет информацию о местоположении.

GPS — это аббревиатура от «глобальная система позиционирования», система, которая может предоставлять точную информацию о местоположении для всего мира. Если точная информация о местоположении может быть получена от модуля GPS, можно рассчитать скорость и направление, в котором вы в данный момент движетесь, а также расстояние до пункта назначения.

GPS — это спутниковая система позиционирования, работающая в Соединенных Штатах, но в Японии есть своя собственная спутниковая система позиционирования под названием MICHIBIKI, которая может корректировать информацию GPS.

Применение модулей GPS

Модули GPS используются для позиционирования устройств, которым требуется информация о движении, местоположении, скорости движения, направлении и т. д.

Конкретные области применения модулей GPS включают следующее:

• Наблюдение за положением для использования с картографическими приложениями в смартфонах и умных часах
• Расчет положения транспортного средства, скорости, направления и расстояния до пункта назначения в автомобильных навигационных системах

В зависимости от технических характеристик модуля GPS важно выбрать модуль GPS, принимая во внимание, насколько точность определения местоположения, время расчета и степень погрешности в информации о местоположении влияют на продукт.

Если есть препятствия для сигнала GPS, такие как под землей или здания, сигнал может быть получен неточно. Некоторые высокоточные модули GPS способны принимать сигналы, обрабатывая сигналы, уменьшенные за счет экранирования.

Принцип работы модулей GPS

Принцип работы модуля GPS заключается в том, что он имеет алгоритм обработки сигнала, который принимает сигналы GPS со спутников, обрабатывает и анализирует сигналы и вычисляет текущее положение модуля. Сигнал GPS для вычисления точной информации о положении обрабатывается путем обнаружения и усиления слабого сигнала и выполнения обработки RF и обработки основной полосы частот.

Каждый продукт имеет свой собственный алгоритм обработки сигналов GPS для повышения точности определения местоположения и снижения потребления тока. Сигналы GPS, излучаемые спутниками, обычно передаются на двух разных частотах. Сигнал содержит время суток, когда передается сигнал, и точное местоположение спутника в это время.

Сигнал GPS принимается приемником модуля GPS, который принимает сигналы от четырех или более спутников. Сигналы GPS позволяют рассчитать расстояние до спутников, а если расстояние до трех спутников известно, можно рассчитать текущее положение на Земле.

Четвертый и последующие спутники используются для корректировки погрешностей времени и помогают рассчитать более точную информацию о местоположении.

Другая информация о модуле GPS

1. Частоты, обрабатываемые модулем GPS

Модули GPS обычно работают в диапазоне L1 (1575,42 МГц) и диапазоне L2 (1227,6 МГц), а иногда и в диапазоне L5 (1176,45 МГц).

Диапазон L1 содержит как гражданский идентификационный код, называемый кодом C/A, так и военный код, называемый кодом P, причем обычно используется код C/A.

2. Точность определения местоположения GPS

На точность измерений модуля GPS влияют различные факторы, но основными источниками ошибок являются:

Ионосфера
Слой в атмосфере, который замедляет сигналы спутников GPS при прохождении через него, что приводит к ошибкам.

Тропосфера
Это еще один слой в атмосфере. Преломление радиоволн в сухой атмосфере и в водяном паре приводит к ошибкам.

Multibus
Когда принимаются радиоволны, излучаемые спутниками GPS, они отражаются от различных объектов, таких как земля и конструкции. Это явление, называемое многолучевым, нарушает радиоволны и приводит к ошибкам.

Из них многолучевое распространение является наиболее существенным фактором ошибки, поскольку оно ограничивает количество спутников, которые могут быть приняты, и их размещение среди спутников. Ошибка варьируется в зависимости от производительности самого модуля GPS, но типичное устройство, оснащенное модулем GPS, будет иметь ошибку около 10 метров в условиях хорошего приема и около 100 метров в условиях плохого приема.

Однако смартфоны имеют Wi-Fi, коррекцию времени, системы определения местоположения приложений и другие системы, которые корректируют GPS, поэтому их совместное использование может дополнительно улучшить точность позиционирования.

3. Японская спутниковая система позиционирования «MICHIBIKI»

Чтобы сделать прием GPS-модулей более точным и стабильным, в настоящее время существует японская спутниковая система позиционирования под названием MICHIBIKI, которая работает с четырьмя спутниками с ноября 2018 года. Спутниковое позиционирование возможно с более чем четырьмя спутниками, но для стабильности желательно, чтобы было видно больше спутников.

MICHIBIKI, которая называется японской версией GPS, обеспечивает стабильное и высокоточное позиционирование за счет компенсации точек, в которых сигналы обычных спутников GPS блокируются и информация о местоположении становится нестабильной.