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[NB-IoT技术] 中移ML302-GNLM/M6313模组GNSS定位机制以及定位异常的排查方法

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发表于 2021-11-15 15:51:03 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
本文主要讲述ML302-GNLM模组、M6313模组GNSS定位机制以及定位异常的排查方法。
1、模组定位机制介绍
不同模组搭配的定位芯片可能不同,在定位机制上存在差异,所以在定位时间和定位效果上会有不同,这种机制不同导致的差异与使用环境无关,所以在使用一款模组前需要先了解它的定位功能和机制,下面先介绍下中移M6313模组和ML302-GNLM模组的定位机制。
1、M6313模组
定位机制:M6313模组支持AGPS\秒定辅助定位功能,模组激活网络后可以下载星历数据、获取基站定位结果并写入Flash,可以加快模组第1次定位时间(使用方式参考《M6313 GNSS AGPS使用说明文档V1.0.1》);M6313模组的GNSS芯片带有Flash,定位成功后自动将卫星信息缓存到芯片Flash,在 4小时内或移动距离1000KM内卫星信息可以辅助下一次定位,即在此时间段内模组重新上电开机定位不属于冷启动。
2、ML302-GNLM模组
定位机制:ML302-GNLM模组的GNSS芯片尺寸小不带Flash,所以芯片本身不支持AGPS\秒定等辅助定位功能,没有备电的情况下每次断电开机都是冷启动。
模组ML302_GNLM_MBRH2S02_2.1.2. 202010212145_release版本开始加入了AGPS功能,该功能由模组辅助实现(使用方式参考《ML302_GNSS用户手册_V1.1.0》)。模组激活网络后,单片机可以发指令控制模组向服务器下载星历数据并缓存在模组Flash,每次下载大约需要5KB流量,数据4小时内有效断电保存;使能AGPS功能后模组将星历数据和固件加载到GNSS芯片中,一般耗时3秒,星历数据对定位能起到辅助作用,缩短开机第一次定位时间。
由此我们得知在不启用AGPS的情况下,M6313模组定位成功1次,断电再开机定位速度也会加快;ML302模组每次断电都是冷启动,所以在对比两款模组冷启动定位时间时要清除M6313模组的星历数据,保证每次开机都是冷启动。

2、GNSS功能使用说明
1、室外使用
GNSS芯片的发射功率非常低,对信号接收要求高,所以在室内或者有遮挡物(隧道、天桥等)的场景下定位性能不佳,在室内使用需要安装信号放大器将GNSS信号转接到室内。所以我们在测试/使用GNSS功能时一般在室外进行,室内定位的需求可以通过蓝牙\WiFi\基站定位等方式实现。
2、接无源/有源天线
模组提供了GNSS_ANT引脚,可以在外围设计无源\有源天线电路,然后搭配对应的无源\有源天线使用即可,开发板默认是无源电路需要搭配无缘天线使用。
图片1.png
3、使能GNSS功能
各模组使能GNSS功能的AT指令不同,参照AT手册使用即可,一般流程为打开GNSS功能,读取定位数据直到定位成功。
如ML302-GNLM模组使用流程如下:
AT+MGNSS=1                        //打开GNSS功能
AT+MGNSSINFO                //获取经纬度结果,一般开机后40s左右才能定位成功
+MGNSSINFO:E114.24071183,N30.62761816,49.1,0.603,4  OK
AT+MGNSSNMEA                //可省略,单次获取NMEA原始数据
AT+MGNSSAUTO=1                //可省略,每秒上报NMEA原始数据

3、常见问题
我们需要先了解NMEA报文含义(详见《NMEA数据格式概述》http://onemo10086.com/#/school/article/176),通过报文了解模组当前定位情况。一条条地分析报文效率比较低,分析问题时可以结合芯片搭配的报文分析工具,图形化的去看问题。如ML302模组可以搭配uSTART工具分析,如图2所示。图2中可以得到GPS搜星11个,有效参与定位卫星6个;北斗搜星5个,有效搜星2个;每个柱状条上的数值为信噪比。
2.png
通常来说,主要有以下几点问题:
1、无法获取定位数据
(1) 参照正常使用流程排查各流程是否正常,设备需要放在在室外\窗边测试,要接对应电路的GNSS天线,无源电路接无源GNSS天线,有源电路接有源GNSS天线,开发板默认为无源天线,常见问题为天线搭配不当;
(2) 通过《GNSS定位漂移讨论》(http://onemo10086.com/#/school/article/196)一文我们知道,搜索到3颗卫星时可以完成定位,但是这样误差很大,实际上需要搜索到4颗有效卫星后才能定位。获取NMEA数据,分析报文看模组搜星数、载噪比是否正常,如果载噪比很差可以考虑换一个空旷的环境测试。室外无遮挡的场地,无源天线有效搜星数一般大于6,载噪比一般能大于35,天线厂调试后的天线信号会更好;
(3) 如果以上流程都不对可以尝试多试几块设备,排除个别设备自身异常。
2、定位效果差
定位效果与定位芯片算法、终端射频性能有关。GNSS定位是一个很成熟的技术,各厂家算法的差距不大,主要从整机射频能力上去排查。可以通过读取GSV报文分析搜星数、载噪比,在搜星数少、载噪比低的时候搜星效果肯定会差一些。一般搜星数大于6,载噪比大于35的时候定位准确,做对比测试时可以看下两款终端的搜星数、载噪比参数是否相同。
3、轨迹漂移
前文提到GNSS芯片发射功率低受环境影响大,在运动过程中受环境影响定位数据不会一直都很准确,这时候需要平台进行纠偏对原始数据做处理使呈现出的轨迹更加准确。

2021-11-15 15:50 上传
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