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ZYM-GA86-3
P1
ZYM-GA86-3
GPS 模块
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ZYM-GA86-3
P2
目录
1.产品介绍 …………………………………………………………………………………4
2.注意事项 ……………………………………………………………………………………4
2.1 概述 ………………………………………………………………………………… 4
2.2 静电放电 (ESD)………………………………………………………………… 5
3.主要特性………………………………………………………………………………… 5
4.技术规范…………………………………………………………………………………… 5
4.1 电气特性……………………………………………………………………………… 5
4.2 TCXO……………………………………………………………………………… 6
4.3 SiRFXtrac高敏感软件…………………………………………………………………6
4.4 环境特性…………………………………………………………………………………6
4.5 物理特性…………………………………………………………………………………6
5.外形尺寸…………………………………………………………………………………7
5.1 GA86外形:(mm)…………………………………………………………………………7
5.2引脚分配…………………………………………………………………………………8
5.3 PCB设计建议:(mm)…………………………………………………………………… 11
6.天线设计………………………………………………………………………………………12
7.参考设计……………………………………………………………………………………13
8.射频连接器……………………………………………………………………………… 13
9.模块测试………………………………………………………………………………………14
10.回流焊温度曲线……………………………………………………………………………16
11.附录 A 软件
协议
离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载
…………………………………………………………………………17
12.附录 B 坐标系和出厂初始值………………………………………………………….22
B.1 坐标系………………………………………………………………………………22
B.2 出厂默认参数…………………………………………………………………………22
B.3 订购须知………………………………………………………………………………22
13.附录 C 缩写词汇
对照表
免费下载字号和pt对照表省市对照表下载尺码对照表下载、简繁体字对照表下载三体系对照表免费下载
……………………………………………………………………23
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ZYM-GA86-3
P3
1. 产品介绍
ZYM- GA86是高性能,低功耗,小尺寸并且非常容易整合的GPS模块,是为OEM模块的广泛
应用而设计的。此GPS模块一次性追踪20颗人造卫星,具有快速收星和每秒更新一次定位数据
的能力。ZYM- GA86模块非常适合专门从事于智能电话,PDA,AVL系统和其他的手持设备整
合和手持无线定位服务的客户。
ZYM-GA86是一款带有TCXO设计的高性能产品, 兼容所有SiRF软件
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
,包括SiRFXtrac
高灵敏度软件和SiRFLoc多模式的A-GPS软件。
GA86设计采用最新的表面粘贴技术和高水准电路整合技术,达到了同时将体积和功耗需
求减少到最小的最佳表现。模块的这种硬件能力再结合上软件的智能使它更容易的被整合和
利用在各种导航系统和产品上。应用系统与模块的通信是通过UART和CPU的通信来实现的。
ZYM-GA86-3模块的电气构架如下图所示:
2. 注意事项--非常重要!
本章包含了GPS接收器的安全和可靠使用的重要数据。在开始使用GPS接收器之前请仔细
地阅读本章。
2.1 概述
全球定位系统使用人造卫星导航,是一个有全新观念的导航。GPS已经建立在许多领域,比
如,在民航或远洋运输中。它正在深入影响着我们的日常生活。全球定位系统是被美国政府
操控的, 同时它也是对系统准确性和系统维护进行负责的唯一机构。该系统也在不断的被改
良和做必要的修正,这样可以不断提高GPS的准确性。
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ZYM-GA86-3
P4
2.2 静电放电(ESD)
ZYM- GA86-3 GPS接收器含有对静电极端敏感的器件,下面是预防静电放电(ESD)的建议:
- 佩戴保护性的外套。
- 在ESD防护工作区域中安装ESD处理装置。
- 用ESD屏蔽盒包装运输。
- 监控并测试所有的 ESD 保护仪器。
- ZYM-GA86-3 GPS接收器对ESD极端的敏感,请注意对待!
3. 主要特性
1 、使用高性能的SiRFstarIII 芯片。
2 、平均的冷启时间在<48 秒。
3 、低功耗。
4 、20通道“全视野”追踪卫星,提供更准确的定位数据。
5 、内嵌ARM7TDMI 处理器,可植入客户自定义的应用程序。
6 、内置4Mb SRAM。
7 、内置维持±0.5ppm 温度稳定性的温度补偿晶振(TCXO);
8 、13.1x15.9x2.6mm的小型化设计,能更容易的将它整合到手持装置中。
9 、使用 SiRFXTrac 软件能够追踪极低水平的GPS信号,可达16dBHz。
10 、包含RTCM SC-104 DGPS 和 WAAS/EGNOS 解调器。
4. 技术规范
4.1. 电气特性
4.1.1 一般指标
1) 频率: L1,1575.42 MHZ。
2) C/A码: 1.023 MHZ chip rate。
3) 通道: 20
4.1.2 定位精度(OPEN SKY)
1) 位置:10米,2D RMS 。
2) 7米 2D RMS,WAAS修正。
3) 1-5米,DGPS修正。
4) 时间:1个微秒/同步GPS时间。
4.1.3 坐标系
1) 默认:WGS-84 。
4.1.4 捕获率(OPEN SKY,静止)
1) 重捕时间 :0.1 秒,平均。
2) 热启动: 1 秒,平均。
3) 温启动: 38 秒,平均。
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ZYM-GA86-3
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4) 冷启动: 48 秒,平均。
4.1.5 动态指标
1) 高度 : 18,000米(<60,000 英尺)最大
2) 速度: 515 m/ s(<1,000节) 最大
3) 加速度: 4G,最大
4.1.6 功耗
1) 输入电压:3.0VDC(主电源),3.0VDC(RTC电源)。
2) 输入电流: 〈50mA(不包含天线电流)。
3) RTC 电流: 〈10uA。
4.1.7 RF 特性
1) 最小信号追踪: -159 dBm
4.1.8 串口
1) 两个全双工串行通信口,TTL电平,一个为GPS接收器指令控制端口,另一个为 RTCM-104
DGPS的输入端口。用户可自定义波特率:从4800到57600bps。
2) NMEA 0183 3.0 版ASCⅡ输出GGA,GSA,GSV,RMC (VTG,GLL,ZDA,可选择)。
3) DGPS 协议 RTCM SC-104 信息种类 1,2 和 9。
4) SiRF二进制信息:位置,速度,高度,状态输出。
4.1.9 TIMEMARK-1 PPS脉冲
1) TTL电平
2) 脉冲宽度1us
3) 脉冲的正边沿为时间参考
4) GPS 秒度量,±35nS精度(外界环境影响下,如骤变的温度因素等,精度可能会降低到
±100nS)
4.2.TCXO
1)典型的 SSB 相位噪声密度1HZ,偏移量:-50.0 dBc/HZ
2)典型的 SSB 相位噪声密度10HZ,偏移量:-80.0 dBc/HZ
3)典型的 SSB 相位噪声密度100HZ,偏移量:-105.0 dBc/HZ
4)典型的 SSB 相位噪声密度1KHZ,偏移量:-125.0 dBc/HZ
5)典型的 SSB 相位噪声密度10KHZ,偏移量:-140.0 dBc/HZ
6)负载灵敏度 (+/-10% 负载变化量):0.2+/-ppm
7)频率稳定性(温度变化): 0.5+/-ppm
8)长久的稳定性,频率漂移:(超过 1 年) 1.0+/-ppm
4.3. SiRFXtrac 高敏感软件
带有TCXO设计的 ZYM- GA86-3完全兼容新的SiRFXtrac高灵敏软件。用户使用该方案可以
捕获和持续追踪超低GPS信号,比目前其它可能的自治GPS解决方案更为优秀。这意味着GPS
现在能在先前被认为不可能使用的环境中使用,例如:严密的都市楼宇,密集的树林,深入
内部的停车库,和在户内的其他许多情况。随着GPS定位区域的扩张,SiRFXTrac能够使ZYM-
GA86-3应用在许多现有的定位设备中和一些先前被认为不可能实现的新设备中。
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除了提供广阔的GPS覆盖外,SiRFXTrac也能帮助克服在系统整合中面临的两个难题–天线
的放置问题和电路板的干扰问题。由于SiRFXtrac能捕获和追踪极低信号,所以现在天线能放
置在以前不能放置的位置-比如人的衣服下,交通工具内,甚至可以嵌入到移动装置里面。如
果需要的话,它甚至能帮助克服小型或低成本天线方案的缺点。现在摆在我们面前的是电路
板产生的干扰信号,这个电路板集成了GPS应用系统(典型的是PDA应用系统)。SiRFXtrac
有捕获低强度信号的能力,因此能帮助应用系统维持一个可以接受的定位信息。
4.4. 环境特性
1) 工作温度范围 -40 ℃到+85 ℃
2) 储藏温度范围 -45 ℃到+85 ℃
4.5.物理特性
1) 尺寸: 13.3(W)*15.4(D)*2.6(H)(mm)
2) 重量: 少于2g
5. 外观尺寸和电气特性
5.1. GA86外形:(mm)
TOP VIEW BOTTOM VIEW
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5.2.引脚分配:
Table 5-1 是 28 个引脚接口的引脚列表
Table 5-1
PIN
Name
Type
Default Function
Description
1 RFin P GPS LNA RF 射频信
号输入端。内部 2.85V
输出用于外置有源天
线供电。
模拟信号输入,要求 PCB 板
上从 GPS 天线到此引脚进行
全阻抗匹配(50Ω @ 1.57542
GHz, Micro strip).
2 GND P GND 接地
3 GND P GND 接地
4 GND P GND 接地
5 VBAT P 给 RTC 和 SRAM 供
电
DC +2.8~+3.6V. 主电源断开
时,电池通过此引脚来维持
RTC 正常工作。
6 GND P GND 接地
7 BOOT I 工厂下载模式选择 高电平下装软件,正常使用请
悬空(内置下拉电阻)
8 GND P GND 接地
9 GND P GND 接地
10 GND P GND 接地
11 VCC P 主电源输入 电压范围:3.0V~3.6V
12 GND P GND 接地
13 RST_n I 复位脚 (低电平有效) 当模块上电时此引脚需维持
低电平至供电电压稳定,此引
脚输入低电平有效。模块已经
内置复位电路。
14 GND P GND 接地
15 GND P GND 接地
16 ECLK O (Only Asist) External Clock For
Correcting
Clock(10MHz-50MHz)
17 GND P GND 接地
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ZYM-GA86-3
P8
PIN
Name
Type
Default Function
Description
18 GND P GND 接地
19 GND P GND 接地
20 GND P GND 接地
21 GND P GND 接地
22 GND P GND 接地
23 GND P GND 接地
24 GND P GND 接地
25 TIME O 秒脉冲输出 TTL;Voh≥2.4V;Vol≤0.4V;
Ioh=Iol=2mA
26 GND P GND 接地
27 ON_OFF I 软件休眠模式选择 应用时请将该引脚置空
28 GND P GND 接地
29 GND P GND 接地
30 TXA O 串口 A 输出(GPS 信
息)
TTL;Voh≥2.4V;Vol≤0.4V;
Ioh=Iol=2mA
31 RXA I 串口 A 输入端 TTL;Voh≥2.4V;Vol≤0.4V;
Ioh=Iol=2mA
32 RXB I 串口 B(辅助口) TTL;Voh≥2.4V;Vol≤0.4V;
Ioh=Iol=2mA
33 GND P GND 接地
34 TXB O 串口 B(辅助口) TTL;Voh≥2.4V;Vol≤0.4V;
Ioh=Iol=2mA
35 GND P GND 接地
36 GND P GND 接地
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P9
!注意
5.2.1 配置和时间信号
1.TIME:输出脚,每秒发出一个脉冲信号,这个信号与GPS信号同步。COMS电平。
2.BOOT:高电平(+3.3 V DC)有效,高电平时下装程序。用于工厂下载程序。应用
时请置空。
5.2.2 串口通信信号
两个全双工串口,COMS电平。如需要不同的电平,可以使用合适的电平转换器,例如:
利用MAX 3221获得与RS-232信号兼容的电平和PL2303HX 获得与USB-TTL信号兼容的电
平。
1. RXA:输入脚,接收软件控制信号。
2. RXB:输入脚,差分修正信号输入到模块,能进行差分GPS导航。
3. TXA:输出脚,输出导航和测量数据。
4. TXB:用户自定义应用。
5.2.3 DC输入信号
1.VCC:主供电引脚,3.0V。含输出电压为2.8V的LDO。推荐的工作环境如(表5.3)
2.VBAT: 给RTC和SRAM供电,含输出电压为1.2V的LDO。推荐的工作环境如(表5.3)
参数 符号 最小 典型 最大 单位
主供电电压 VCC 3.0 3.3 5.0 V
RTC 供电和 SRAM 电池备份供电 VBAT 1.8 3.3 3.6 V
(表5.3)
3.有源天线供电说明。
RF脚提供2.8V电压。可使用3.0V的有源天线。
4. RF_IN:内部包括一个低噪声放大器(LNA),该放大器能提供18~19dB的增益和
1.7~1.9dB噪声。有源天线和无源天线都可以接该脚(RF_IN)。
! 警告: 仅当ZYM- GA86-3未供电时,安装天线。在ZYM- GA86-3工作时不要安装或断开天线。
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5.3. PCB 设计建议:
5.3.1 引脚设计建议(单位:mm) (TOP VIEW)
*公差 = ±0.1mm
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P11
6.天线设计
• 天线是成功设计一款GPS最需要重点考虑的因素! 天线需接收有完整性和方向性的信号,
然后发送到模块内。这需要设计者和天线供应商有充分的前期准备工作,用来讨论最好的
整合方案和优秀性能。
• GPS接收的是外部空间信号, 需要最好的信号接收条件,这种条件有利于接收和放大微弱
的GPS信号 (<-159 dBm!)。
• 要想天线架构最优化,这就需要多次重复调整。
• 天线设计者应该把优化GPS接收性能作为第一位要务,否则GPS模块的接收能力会很差。
• 要使用经天线制造商核准的天线。使用GPS接收器供应商提供的或经过他们核准的天线。
若使用供应商没有授权的其他制造商制造的天线,会损坏GPS接收器。
推荐的GPS有源天线:
z DAH1575A4A1 正原 A型天线
z DAH1575A4D1 正原 D型天线
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P12
7.参考设计
8.射频连接器
下面是推荐使用的连接有源天线的射频连接器和RF_IN:
z 类型 : U.FL-R-SMT
z 图:
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P13
!注意:
U.FL-R- SMT尽量靠近RF_IN放置, 这样能缩短微波线,从而改善GPS接收器的性能。
9.模块测试
客户可以使用GpsView_En.exe测试ZYM- GA86-3模块。
1)将模块的演示板通过UART口与PC连接。确定有源天线已与演示板的RF连接器连接,
将有源天线放置在空旷处,这样能接收到良好的信号。
2) 双击计算机上的GPSView_En.exe,如图 9.1:
(图 9.1)
3)运行GPSView_En.exe之后显示下面的窗口,如图9.2:
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P14
(图 9.2) (图 9.3)
4)设置波特率:4800(默认值),并且正确地选择COM#,与个人计算机连接。见图9.3:
(图 9.4) (图9.5)
5)点击"OPEN GPS"按钮,然后将会看见程序正在运行,GPSView_En的右框显示GPS状态。
如图 9.4:。
6)在"COM"和"波特率"旁边的栏目:
1) 首次定位时间
2) GPS收星时间
3) 当前定位状态
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P15
10.回流焊温度曲线
z 推荐的回流焊温区曲线:
! 注意
调整平衡时间以保证锡膏溶化时气体的合理化处理。如果PCB板上有过多空隙,可以增
加平衡时间。
考虑到产品长时间放置在焊接区(温度在180℃以上),为了防止元器件和底板的损伤,
应尽可能缩短放置时间。
!曲线的重要特征:
上升速度=1~4°C /sec, 25°C to150°C平均
预热温度=140°C to 150°C, 60sec~90sec
温度波动=225°C to 250°C, 大约 30sec
下降速度=2~6°C/sec, to 183°C, 大约 15sec
总时间 = 大约 300sec
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P16
sec
sec ℃
℃
(
℃
)
( )
℃, 30
11.附录A软件协议
A.1.NMEA 传输信息
GPS模块使用FirstGPSTM作为它的核心 ,输出NMEA-0183 V3.0版标准信息格式。NMEA输出
的默认传输参数是4800bps,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验。
Table A-0 NMEA-0183 传输信息
A.1.1 全球定位系统定位数据 (GGA)
样例: $GPGGA,002153.000,3342.6618,N,11751.3858,W,1,10,1.2,27.0,M,-34.2,M,,0000*5E
Table A-1 GGA 数据格式
Table A-2 定位指示
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P17
A.1.2 经纬度,UTC 时间和定位状态 (GLL)
样例:$GPGLL,3723.2475,N,12158.3416,W,161229.487,A,A*41
Table A-3 GLL 数据格式
A.1.3 接收机模式和卫星工作数据,包括位置和水平/竖直稀释精度等 (GSA)
样例:$GPGSA,A,3,07,02,26,27,09,04,15, , , , , ,1.8,1.0,1.5*33
Table A-4 GSA 数据格式
1. 参与位置计算的卫星
2. 最大显示 DOP 值为 50,如果输出为 50,真实的 DOP 值可能会更大。
Table A-5 模式 1
Table A-6 模式 2
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A.1.4 接收机的卫星信息 (GSV)
样例: $GPGSV,2,1,07,07,79,048,42,02,51,062,43,26,36,256,42,27,27,138,42*71
$GPGSV,2,2,07,09,23,313,42,04,19,159,41,15,12,041,42*41
Table A-7 GSV 数据格式
注意: 项目 <4>,<5>,<6> 和<7> 重复的显示每个星的信息,每句最多显示4颗星。显示信息
中附加的卫星信息要以句的形式发送。如果不使用,这些区域为空。
A.1.5 日期,时间,方位,对地速度,是最常用的一个信息 (RMC)
样例: $GPRMC,054301.691,A,3047.4542,N,12045.7363,E,1.39,344.66,170409,,,A*64
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Table A-8 RMC 数据格式
注意:SiRF 不支持磁偏角,所有的"course over ground"都是 WGS84 坐标。
A.1.6 方位角和对地速度 (VTG)
样例:$GPVTG,309.62,T, ,M,0.13,N,0.2,K,A*23
Table A-9 VTG 数据格式
注意:所有的"course over ground"都是WGS84坐标系.
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P20
A.1.7 时间 、日期 (ZDA)
样例:$GPZDA,181813,14,10,2003,,*4F
Table A-10 ZDA 数据格式
A.2 RTCM 接收的数据
默认的DGPS输入传输参数是9600波特,8位数据位,1停止位,无奇偶校验,ZYM- GA86-3
定位精度能达到小于5米,ZYM- GA86使用的是RTCM SC-104形式的差分GPS实时伪距修正数
据信息,信息类型有1,5 或 9。ZYM- GA86是带不同传输参数的差分GPS接收器,它能正确的
解码数据并产生正确的信息,然后保存在由电池供电的SRAM中,这样方便以后的运算。
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P21
12.附录 B 坐标系和出厂初始值
B.1 坐标系
世界标准坐标系WGS-84
B.2 出厂初始值:
Parameter Com A Com B
Input Protocol NMEA Binary RTCM SC-104
Output Protocol NMEA Binary None
Baud Rate 4800 9600
Parity None None
Stop Bits 1 1
Data Bits 8 8
Datum WGS84.
Protocol GGA, GSA, GSV, RMC, TXT
B.3 订购须知:
Z Y M —-□ □ □ □ — □ □
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
(1)产品分类: 正原GPS模块
(2)型号系列: G: GPS; B: 北斗 ;
N: GLONASS ; L: 伽利略
(3)类别: A: OEM ; M: MOUSE
(4)款号: 1~9
(5)设计序号: 1~9
(6)电源电压: 3: 3.3V; 5: 5V; C: 12V; O: 24V
(7)插座类型: 1: SMA ; 2:MCX ; 3:MMCX ; 4:客户需要
拟制 Prepared by:
审核 Checked by : 批准 Approved by: 中国浙江省嘉兴市塘汇工业区正原路 1 号
No.1 Zhengyuan Road,Tanghui Industrial
Zone,Jiaxing,Zhejiang,China
VER1.0 Formed On:2009-6-22 DOCUMENT
Name
ZYM-GA86-3
P22
13.附录 C 缩写词汇对照表
1) DGPS:差分全球定位系统
2) DOP:精度强弱度
3) GPS: 全球定位系统
4) LNA:低噪声放大器
5) NMEA:国家海洋电子学协会[美]
6) RF: 射频
7) RTC:实时时钟
8) RTCM:海运事业无线电技术委员会[美]
9) RXD:数据输入
10) TXD:数据输出
11) SA: 选择有效
12) WAAS:广域差分系统
13) PCB: 印刷电路板
14) 冷启动:启动冷启程序,接收器内无位置或时间信息。这种情况下,RTC没有工作,无
法得到有效星历数据和历书数据。(接收器无法进行导航,无法得到电池供电时备份
的数据)。
15) 温启动 :启动温启程序,历书信息有效,且从最后一次定位后就无太大的变化。关
闭接收机2小时以上再启动温启,接收器内最后定位的位置、时间和历书的信息仍然
可知。这个过程允许接收机预先读入当前已知的卫星信息。然而,在星历数据无法获
得或不能再被广泛利用时,接收机就需要等待星历广播的再次完成。
16) 热启动: 启动热启程序,星历数据和时间都有效。在关闭接收机少于2小时并使RTC一
直工作的情况下启动该程序。而且,在热启之前,接收器必须定位( 它被允许解码和
储存星历数据)。热启时,热启程序允许接收器预先读入当前已知的卫星信息,这样
能更快地获得和追踪GPS信号。由于已经获得星历信息,因此不需要等待星历广播的
完成。
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审核 Checked by : 批准 Approved by: 中国浙江省嘉兴市塘汇工业区正原路 1 号
No.1 Zhengyuan Road,Tanghui Industrial
Zone,Jiaxing,Zhejiang,China
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Name
ZYM-GA86-3
P23