高精度全國產(chǎn)GNSS多模衛(wèi)星定位導(dǎo)航模組方案介紹
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)作為現(xiàn)代信息社會(huì)的空間基礎(chǔ)設(shè)施,在國防安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中具有不可替代的重要作用。近年來,隨著中美科技競爭的加劇,發(fā)展自主可控的GNSS技術(shù)已成為國家戰(zhàn)略的重要組成部分。E108全系列國產(chǎn)GNSS衛(wèi)星定位導(dǎo)航模組,標(biāo)志著我國在衛(wèi)星導(dǎo)航核心技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重要突破,為各行業(yè)提供了安全可靠的定位導(dǎo)航解決方案。
二、國產(chǎn)GNSS模組產(chǎn)品體系全景2.1 產(chǎn)品系列技術(shù)路線圖技術(shù)演進(jìn)路徑:
基礎(chǔ)多模定位(E108-GN02系列)
↓
高性能多系統(tǒng)(E108-GN03系列)
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專項(xiàng)北斗優(yōu)化(E108-GN03B系列)
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雙頻高精度(EWM108-GN05系列)
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多頻單北斗(EWM108-GN06B系列)
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組合導(dǎo)航(E108-GN07IS系列)
2.2 各系列核心技術(shù)對比產(chǎn)品系列 | 核心芯片方案 | 支持衛(wèi)星系統(tǒng) | 定位精度 | 特色功能 | 典型應(yīng)用場景 |
E108-GN02 | GK9501 | BDS/GPS/GLONASS | 2.5m | 低成本、小尺寸 | 消費(fèi)電子、基礎(chǔ)定位 |
E108-GN03 | AT6558R | BDS/GPS/GLONASS | 2.5m | 高兼容性、快速定位 | 車載導(dǎo)航、物流追蹤 |
E108-GN03B | AT6668R | 單北斗系統(tǒng) | 2.5m | 純國產(chǎn)、安全可控 | 政府、電力等敏感行業(yè) |
EWM108-GN05 | HD8040D | 全系統(tǒng)支持 | 1.0m | 雙頻定位、高精度 | 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、測量測繪 |
EWM108-GN06B | AT9880B | 多頻北斗 | 1.0m | 城市峽谷優(yōu)化 | 智能駕駛、無人機(jī) |
E108-GN07IS | 多芯片融合 | 全系統(tǒng)+慣性導(dǎo)航 | 厘米級(jí) | 組合導(dǎo)航、無縫定位 | 高動(dòng)態(tài)場景、隧道應(yīng)用 |
國產(chǎn)芯片技術(shù)路線:
中科微AT系列:AT6558R、AT6668R、AT9880B等芯片全面覆蓋從基礎(chǔ)到高端應(yīng)用
華大北斗HD系列:HD8040D雙頻芯片實(shí)現(xiàn)高精度定位技術(shù)突破
全產(chǎn)業(yè)鏈自主:從芯片設(shè)計(jì)、制造到封裝測試的完整國產(chǎn)化鏈條
技術(shù)性能指標(biāo)對比:
| 芯片型號(hào) | 工藝制程 | 功耗表現(xiàn) | 定位更新率 | 冷啟動(dòng)靈敏度 |
|---------|----------|----------|------------|-------------|
| AT6558R | 55nm | 跟蹤電流≤35mA | 10Hz | -148dBm |
| AT9880B | 40nm | 跟蹤電流≤40mA | 20Hz | -148dBm |
| HD8040D | 28nm | 跟蹤電流≤25mA | 10Hz | -148dBm |
*注:所有芯片均支持-40℃至85℃工業(yè)級(jí)工作溫度*
3.2 多系統(tǒng)多頻點(diǎn)技術(shù)突破衛(wèi)星系統(tǒng)支持能力:
基礎(chǔ)系列:支持BDS B1、GPS L1、GLONASS L1等基本頻點(diǎn)
高端系列:支持BDS B1I/B1C/B2a/B2b、GPS L1/L2/L5、Galileo E1/E5a等多頻點(diǎn)
專項(xiàng)優(yōu)化:針對北斗三號(hào)新信號(hào)體制的專項(xiàng)優(yōu)化接收
頻點(diǎn)技術(shù)優(yōu)勢:
雙頻定位優(yōu)勢:- 消除電離層誤差:L1+L5組合定位精度提升30%- 快速模糊度解算:雙頻信號(hào)大幅縮短固定時(shí)間- 抗干擾能力:多頻點(diǎn)冗余增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性
四、關(guān)鍵技術(shù)特性詳解4.1 高精度定位技術(shù)精度等級(jí)劃分:
米級(jí)精度(1.0-2.5m):滿足大部分商用需求
亞米級(jí)精度(0.5-1.0m):專業(yè)應(yīng)用場景
厘米級(jí)精度(組合導(dǎo)航):特殊高精度需求
精度提升技術(shù):
1. 多系統(tǒng)聯(lián)合定位:BDS+GPS+GLONASS+Galileo四系統(tǒng)融合2. 差分增強(qiáng)技術(shù):支持SBAS、地基增強(qiáng)等差分信號(hào)3. 抗多徑技術(shù):專用硬件電路抑制多徑干擾4. 慣性導(dǎo)航補(bǔ)償:IMU數(shù)據(jù)輔助GNSS定位
4.2 復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性城市峽谷優(yōu)化:
快速重捕獲:信號(hào)遮擋后1秒內(nèi)重新定位
抗干擾技術(shù):專用硬件加速電路抑制射頻干擾
智能信號(hào)篩選:基于信噪比和仰角的智能信號(hào)選擇
高動(dòng)態(tài)場景適配:
高更新率:最高20Hz定位輸出,滿足無人機(jī)、智能駕駛需求
動(dòng)態(tài)精度優(yōu)化:速度精度可達(dá)0.05m/s,加速度支持4g
連續(xù)定位保障:慣性導(dǎo)航與GNSS無縫切換
功耗優(yōu)化技術(shù):
| 工作模式 | E108-GN03系列 | EWM108-GN05系列 | 技術(shù)優(yōu)勢 |
|---------|---------------|-----------------|----------|
| 捕獲模式 | 41mA@3.3V | 20mA@3.3V | 智能電源管理 |
| 跟蹤模式 | 52mA@3.3V | 25mA@3.3V | 動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié) |
| 休眠模式 | 48μA@3.3V | 10μA@3.3V | 超低功耗設(shè)計(jì) |
| 待機(jī)模式 | 10μA@3.3V | 5μA@3.3V | RTC獨(dú)立供電 |
電源管理特性:
支持2.7-3.6V寬電壓工作范圍
集成DCDC和LDO,電源效率超過90%
備份電源支持,RTC和RAM數(shù)據(jù)保持
接口類型全面覆蓋:
| 接口類型 | 支持型號(hào) | 波特率范圍 | 應(yīng)用場景 |
|---------|----------|------------|----------|
| UART | 全系列 | 4800-460800bps | 通用嵌入式系統(tǒng) |
| GPIO | E108系列 | 可配置 | 狀態(tài)指示、控制信號(hào) |
| RS232 | EWD108系列 | 1200-115200bps | 工業(yè)設(shè)備連接 |
| RS485 | EWD108系列 | 1200-115200bps | 遠(yuǎn)距離工業(yè)總線 |
| Modbus RTU | EWD108系列 | 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 | 工業(yè)自動(dòng)化 |
5.2 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議支持NMEA0183協(xié)議:
支持V4.10及以前所有版本
標(biāo)準(zhǔn)語句輸出:GGA、RMC、GSA、GSV等
自定義消息擴(kuò)展能力
專有協(xié)議支持:
Modbus RTU寄存器映射定位數(shù)據(jù)
二進(jìn)制協(xié)議高效數(shù)據(jù)傳輸
自定義配置指令集
車載定位系統(tǒng):
硬件配置:- 主定位模塊:EWM108-GN06B(高更新率、抗干擾)- 備份模塊:E108-GN03(多系統(tǒng)冗余)- 通信接口:CAN總線+4G/5G通信
功能實(shí)現(xiàn):- 實(shí)時(shí)定位監(jiān)控:1Hz更新,精度2m以內(nèi)- 軌跡記錄:高密度點(diǎn)記錄,支持回放分析- 電子圍欄:基于位置的安全區(qū)域管理- 駕駛行為分析:結(jié)合IMU數(shù)據(jù)的駕駛安全評(píng)估
6.2 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)機(jī)導(dǎo)航農(nóng)業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用:
精度要求:- 平地作業(yè):亞米級(jí)精度(0.5-1.0m)- 精細(xì)作業(yè):厘米級(jí)精度(RTK增強(qiáng))
系統(tǒng)配置:- EWM108-GN05雙頻模塊為基礎(chǔ)定位- RTK差分接收機(jī)實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度- 慣性導(dǎo)航補(bǔ)償確保信號(hào)遮擋時(shí)連續(xù)作業(yè)
效益分析:- 作業(yè)精度提升:減少重漏,節(jié)約種子化肥10-15%- 工作效率提升:24小時(shí)連續(xù)作業(yè),人力成本降低50%
6.3 電力系統(tǒng)時(shí)間同步電網(wǎng)授時(shí)應(yīng)用:
| 應(yīng)用場景 | 時(shí)間精度要求 | 推薦型號(hào) | 技術(shù)特點(diǎn) |
|---------|-------------|----------|----------|
| 智能電表 | 1ms | E108-GN03 | 成本優(yōu)化 |
| 變電站自動(dòng)化 | 1μs | EWM108-GN06B | 高精度授時(shí) |
| 電網(wǎng)故障錄波 | 100ns | E108-GN07IS | 組合導(dǎo)航增強(qiáng) |
技術(shù)優(yōu)勢:
- 北斗RDSS短報(bào)文雙向授時(shí)
- PPS脈沖信號(hào)精度優(yōu)于10ns
- BDT時(shí)間與UTC時(shí)間同步
7.4 無人機(jī)與智能駕駛高動(dòng)態(tài)應(yīng)用挑戰(zhàn)與解決方案:
挑戰(zhàn)一:城市峽谷信號(hào)遮擋
解決方案:EWM108-GN06B多頻點(diǎn)技術(shù)+慣性導(dǎo)航補(bǔ)償
挑戰(zhàn)二:高加速度動(dòng)態(tài)場景
解決方案:20Hz高更新率+4g加速度支持
挑戰(zhàn)三:精準(zhǔn)起降與航線跟蹤
解決方案:厘米級(jí)RTK定位+視覺輔助
隨著新基建、數(shù)字經(jīng)濟(jì)等國家戰(zhàn)略的深入推進(jìn),國產(chǎn)GNSS模組將在智能交通、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、電力電網(wǎng)、應(yīng)急救災(zāi)等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。選擇全國產(chǎn)GNSS解決方案,不僅是技術(shù)經(jīng)濟(jì)的理性選擇,更是支撐國家信息安全和發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措。
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