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谘琅夏
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1 组合导航模块数据手册产品名称 : 组合导航模块产品型号 : 历史版本版本描述制定日期 V1.01 初始版本 Benson / ,A/1

2 目录 1. 产品简介典型应用产品特点性能指标安装说明 PIN 脚功能描述 PIN 脚示意图 PIN 脚定义电气特性绝对最大值运行条件传输及外设接口默认配置串口设置 (CFGPRT) 消息设置 (CFGMSG) 导航系统设置 (CFGNAV NMEA 输出设置 (CFGNMEA) 机械规格包装及运输 ESD 防护参考设计设计注意事项天线串口参考设计原理图参考设计 PCB 封装推荐炉温曲线联系方式 / ,A/1

1. 产品简介是一款高性能的面向车载导航领域的车载组合导航模块, 采用 GNSS/INS

且无严格安装要求, 即使在隧道车库等环境下也能为车辆提供高精度定位外形尺寸紧凑, 采用 SMD

低功耗设计技术无需里程计或外部速度信号无严格安装要求零速探测与零速修正技术高灵敏度设计支持

3 1. 产品简介是一款高性能的面向车载导航领域的车载组合导航模块, 采用 GNSS/INS 组合导航定位技术凭借高精度六轴惯性器件, 和成熟的惯导算法, 无需里程计或速度信号接入, 且无严格安装要求, 即使在隧道车库等环境下也能为车辆提供高精度定位外形尺寸紧凑, 采用 SMD 焊盘, 支持标准取放及回流焊接具有高灵敏度低功耗抗干扰高性能等特点图 1: 正视图 2. 典型应用车辆高精度导航公交车智能交通车辆远程监控 3. 产品特点 GNSS/INS 组合导航定位技术 GNSS 定位技术 :BDS/GPS 系统联合定位低功耗设计技术无需里程计或外部速度信号无严格安装要求零速探测与零速修正技术高灵敏度设计支持 AGNSS, 快速定位 ; 16.9mm 12mm 的 SMD 表面贴封装尺寸 ; 外部 DCDC 提供内核电源 ; 工业级标准符合 RoHS,CE,FCC 标准 2 / ,A/1

4 4. 性能指标电源电压 3.0V~3.6V 射频输入频率 BDS B1,GPS L1 驻波比 1.5 输入阻抗天线增益 50Ω 15~30dB 物理特性尺寸输入 / 输出数据接口 UART 16.9*12.2*2.4( 单位 :mm) 2 个 UART, LVTTL 电平. 波特率 9600~230400bps 可调, 默认为 9600bps 天线检测支持有源天线状态检测状态检测支持正常, 短路, 开路三种备注 : 有源天线, 使用模块馈电 GNSS 性能频率 BDS B1,GPS L1 冷启动 : 32s 首次定位时间 TTFF [1] 热启动 : 1s 重捕获 : 1s [2] 定位精度 2.5m [3] 测速精度 GPS+BDS 双模 : 0.1m/s BDS GPS 灵敏度 [4] PPS 跟踪 -160dBm -162dBm 捕获 -145dBm -147dBm 支持 2 / ,A/1

数据更新率导航数据格式 1Hz NMEA 0183( 兼容北斗 ) 用户自定义 INS 性能 GNSS 信号丢失 60s [5] 10% 行驶距离 (1)All satellites at -130dBm (2)CEP,50%,24hours static,-130dbm,>6 SVs (3)50%@30m/s (4)Demonstrated with a good external LNA

5 数据更新率导航数据格式 1Hz NMEA 0183( 兼容北斗 ) 用户自定义 INS 性能 GNSS 信号丢失 60s [5] 10% 行驶距离 (1)All satellites at -130dBm (2)CEP,50%,24hours static,-130dbm,>6 SVs (3)50%@30m/s (4)Demonstrated with a good external LNA (5) 需开阔路段下动态行驶 5 分钟 5. 安装说明 a. 模块需要在上电前固定在车辆上, 为保障使用效果, 上电过程中禁止挪动模块 b. 安装方向要求模块的 X 轴与车辆的前向 ( 车辆行驶方向 ) 保持大致一致, 对于安装角误差没有严格限制 : 俯仰角安装误差横滚角安装误差在 30 度以内, 航向角安装误差 45 度以内即可 c. 使用限制 : 本产品仅适用于车载 ( 加速度小于 2g), 需要刚体连接图 5-1 安装示意图 3 / ,A/1

6 6. PIN 脚功能描述 6.1PIN 脚示意图图 6-1 PIN 脚示意图 6.2 PIN 脚定义表 6-1 模块 PIN 脚定义序号名称 I/O 电平标准描述 1 NRST I External reset, active low 2 NC - NC( 请勿连接任何网络 ) 3 PPS O 1PPS,Time pulse 4 EXTINT I External Interrupt Pin( 不用, 则悬空 ) 5 GPIO I GPIO 4 / ,A/1

7 6 TXD1 O Serial port 1 send: data( 不用, 则悬空 ) 7 RXD1 I Serial port 1 receive: data( 不用, 则悬空 ) 8 NC - NC( 请勿连接任何网络 ) 9 VCC_RF O 3.3V±10% Output Voltage RF section( 不用, 则悬空 ) 10 GND I Ground 11 RF_IN I GNSS signal input(bd2 B1+GPS L1) 12 GND I Ground 13 GND I Ground 14 NC - NC( 请勿连接任何网络 ) 15 NC - NC( 请勿连接任何网络 ) 16 NC - NC( 请勿连接任何网络 ) 17 NC - NC( 请勿连接任何网络 ) 18 NC - NC( 请勿连接任何网络 ) 19 NC - NC( 请勿连接任何网络 ) 20 TXD0 O Serial port 0 send: data, FW update 21 RXD0 I Serial port 0 receive: data, FW update 22 VRTC I 2.0V~3.6V Backup voltage for RTC 7. 电气特性 7.1 绝对最大值参数符号最小值最大值单位条件供电电压 (VCC) Vcc V VCC 最大纹波 Vrpp 0 50 mv 输入管脚电压 Vin -0.5 Vcc +0.2 V 存储温度 Tstg ESD VESD(HBM) 2000 V All pins 5 / ,A/1

8 7.2 运行条件参数符号最小值典型值最大值单位条件供电电压 (VCC) Vcc V RTC 供电电压 (VRTC) Vrtc V 峰值电流 Iccp 100 ma Vcc = 3.3 V 输入管脚低电平 Vin_low 0.2*Vcc V 输入管脚高电平 Vin_high 0.7*Vcc V 输出管脚低电平 Vout_low 0.4 V Iout = 8 ma 输出管脚高电平 Vout_high Vcc 0.4 V Iout = 8 ma 天线增益 Gant db 接收机链路噪声系数 NFtot 3 db 运行温度 Topr 存储温度 Topr 传输及外设接口 PPS 秒脉冲 (PPS): 提供 1 个输出脉宽和极性可调的 PPS 信号 PPS 信号可为外部系统提供授时功能, 脉冲边缘触发方式以及宽度可调, 默认情况下每秒输出一个脉冲 UART 模块有两组串口, 分别为 UART0 与 UART1 UART0 支持数据传输固件升级功能, 输入 / 输出信号类型为 LVTTL 电平默认波特率为 9600bps, 最高可设为 bps, 串口波特率均可由用户自行配置设计产品时请确保 UART 0 连接 PC 或外部处理器, 用于固件升级 UART1 仅支持数据传输, 不支持固件升级, 留作备用 GPIO 预留 1 个通用 GPIO 接口, 可由用户灵活应用 EXTINT 提供 1 个外部中断信号 (External Interrupt) 输入管脚当模块进入低功耗休眠模式, 此信号可用于唤醒如果不使用, 该信号可以悬空 6 / ,A/1

9 9. 默认配置 9.1 串口设置 (CFGPRT) 串口号参数名默认配置说明波特率 9600 串口 0 输入协议指示 1 MXT 协议输出协议指示 3 NMEA 协议 +MXT 协议波特率 9600 串口 1 输入协议指示 1 MXT 协议输出协议指示 0 关闭 9.2 消息设置 (CFGMSG) 消息类型参数名默认配置说明 NMEA 消息 RMC 1 1Hz 输出 VTG 1 1Hz 输出 GGA 1 1Hz 输出 GSA 1 1Hz 输出 GSV 1 1Hz 输出 GLL 1 1Hz 输出 ZDA 0 关闭 GST 0 关闭 TXT 1 1Hz 输出 7 / ,A/1

10 9.3 导航系统设置 (CFGNAV 参数名默认配置说明 NavRate ms 定位频度 MeasRate 0 关闭 DynMode 0 接收机动态模式为自动模式 FixMode 0 接收机定位模式为自动模式 minelev 5 卫星截止角 5 度 9.4 NMEA 输出设置 (CFGNMEA) 参数名默认配置说明 nmeaver h40 默认输出 NMEA4.0 扩展协议版本 8 / ,A/1

11 10. 机械规格模块结构尺寸如下 : 参数数值 (mm) 参数数值 A 16.9±0.1 G 1.5±0.1 B 12.2±0.1 H 0.82±0.1 C 2.4±0.1 K( 邮票孔外沿 ) 0.8±0.1 D 1.5±0.1 N( 邮票孔外沿 ) 0.5±0.1 E 1.1±0.1 M 0.9±0.1 F 3.0±0.1 图 10-1 外形尺寸 9 / ,A/1

12 11. 包装及运输 11.1 ESD 防护模块为静电敏感器件, 请注意运输和生产过程中的防静电处理切勿随意用手触摸或用非防静电烙铁进行焊接, 以免损坏模块图 11-1 防静电处理 12. 参考设计 12.1 设计注意事项为使能够正常工作, 需要正确连接以下信号 : (1) 为 VCC 引脚提供可靠的电源 (2) 将模块所有 GND 引脚接地 (3) 连接 RF_IN 信号至天线, 线路保持 50 欧姆阻抗匹配 (4) 确保串口 0 连接到 PC 或外部处理器, 用户可以用此串口接收定位信息数据软件升级也需要通过该串口进行 (5) 如需使用天线检测功能, 需要使用模块的 VCC_RF 引脚对有源天线进行馈电为获得良好性能, 设计中还应特别注意如下几项 : (1) 供电 : 良好的性能需要稳定及低纹波电源来保证电压纹波峰峰值不要超过 50mV 采用 LDO 保证供电纯净 ; 布局上尽量将 LDO 靠近模块放置 ; 加宽电源走线或采用分割铺铜面来传输电流 ; 电源走线避免经过大功率与高感抗器件如磁性线圈 (2)UART 接口 : 确保主设备与模块管脚信号波特率对应一致 10 / ,A/1

13 (3) 天线接口 : 天线线路注意阻抗匹配, 尽量短且顺畅, 避免走锐角 (4) 天线 : 为了保证较好的信噪比, 确保天线与电磁辐射源有很好的隔离, 特别是 1559~1577MHz 频段的电磁辐射 (5)PCB 布板尽量避免在正下方走线 (6) 本模块是温度敏感设备, 温度剧烈变化会导致其性能降低, 使用中尽量远离高温气流与大功率发热器件 (7) 如需外部对模块进行 RST, 需保证驱动电流 >5mA 12.2 天线模块采用 3.3V 电源的有源天线时可以把 VCC_RF 引脚输出通过馈电电感给天线供电, 这种情况下可以实现天线检测功能图 V 有源天线方案若采用非 3.3V 的有源天线, 则把天线所需偏置电压 V_BIAS 通过馈电电感给天线供电图 12-2 其他电压范围的有源天线方案若采用无源天线, 则把天线与 RF_IN 管脚直接相连, 而 VCC_RF 悬空即可 11 / ,A/1

14 图 12-3 无源天线方案 12.3 串口的 2 个串口是 LVTTL 电平, 若需和 PC 连接, 需要通过 RS232 电平转换图 12-4 串口连接到 PC 12.4 参考设计原理图最小参考设计原理图如下, 外部提供 VDD 3.3V 和 VBAT 供电, 射频输入接有源天线, 通过 VCC_RF 提供馈电 3.3V 给有源天线工作通过 DB9 连接电脑串口, 模块串口输出 NMEA0183 协议数据 12 / ,A/1

15 图 12-5 最小参考设计原理图射频输入连接无源天线时, 可外部增加 LNA( 低噪放 ) 与 SAW( 声表滤波器 ),LNA 的供电通过模块 VCC_RF 提供 13 / ,A/1

16 12.5 参考设计 PCB 封装图 12-6 PCB 封装参考 12.6 推荐炉温曲线模块焊接推荐炉温曲线如下图示 : 图 12-7 推荐炉温曲线 14 / ,A/1

17 模块为无铅产品, 默认后续加工为无铅焊接我公司对模块无铅焊接在实际 SMT 生产中做过验证以下推荐温度设置以无铅焊接为例为了保证焊接质量, 建议在模块生产前做预烘烤, 烘烤温度 120 ±5, 烘烤时间 4 个小时升温阶段升温斜率 : 最大 3 /s 升温温度区间 :50 ~150 预热阶段预热阶段时间 : 60~120s 预热温度区间 : 150~180 回流阶段超过熔点温度 217 的时间 : 40~ 60s 焊接峰值温度 : 不超过 245 冷却阶段降温斜率 : 最大 4 /s 注意事项 : (1) 为防止模块焊接中出现脱落, 请不要将模块设计在板子背面焊接, 即最好不要经历两次焊接循环 (2) 焊接温度的设置取决于产品工厂的诸多因素, 如主板性质锡膏类型锡膏厚度等, 请同时参考相关 IPC 标准以及锡膏的指标 (3) 由于有铅焊接温度相对较低, 若采用此焊接方式, 请优先考虑板子上的其他元器件 13. 联系方式 Skylab M&C Technology Co., Ltd. 深圳市天工测控技术有限公司地址 : 深圳市龙华新区龙华办事处工业东路利金城科技工业园 9 栋 6 楼电话 : ( 销售 ) 电话 : ( 技术 ) 传真 : sales1@skylab.com.cn 网址 : / ,A/1

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