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[应用笔记] Lierda NT35E GP GNSS应用指导

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发表于 2023-3-8 18:02:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
  1 引言

  本文档主要描述了如何通过AT指令使用NT35E GP模组的GNSS功能,实现位置信息的获取。

  1.1 文档目的

  本文档详细描述了如何通过AT指令使用GNSS功能,其中包括打开/关闭GPS、CFG配置、NMEA语句获取、LOC位置信息获取、A-GPS辅助定位、自启动等,旨在帮助客户的开发人员尽快完成相关的应用开发。 

  2 环境搭建

  2.1 硬件环境

  用户可通过三种不同的方式查看NMEA报文的输出,分别为USB口输出、UART0口(DEBUG UART口)输出和UART1口(MAIN UART口)输出,引脚位置如表2-1所示。

表2-1 引脚对应表

  备注:模组默认不自动输出NMEA报文,需要通过AT指令进行设置,具体AT指令详见章节4.1.1。

  3 GNSS功能介绍

  3.1 简介

  NT35E Y0A-GP-BXX型号模组内部集成了GNSS芯片,该芯片支持多种星系定位系统。
  功能支持:
  ●支持冷、热、温启动(条件允许时实现热、温启动)。
  ●支持GPS、BeiDou、QZSS定位系统。
  ●支持A-GPS辅助定位。
  ●支持经纬度信息主动查询。
  ●NMEA报文格式为在标准NMEA4.1基础上扩展了相关语句。
  ●基于WGS84坐标系基准。

  备注:部分模组在GNSS开启前会自动进行GNSS固件刷新,因此会出现开启GNSS功能时间较长的现象,实测开启GNSS时间在7s以内。

  3.2 冷、温、热启动

  冷启动
  ●初次使用。
  ●电池耗尽导致星历信息丢失。
  ●关机状态下,移动1000公里以上距离。
  ●距离上次定位时间超过4个小时。

  热启动
  ●距离上次定位时间不足2个小时并且没有较大距离的位移发生。

  温启动
  ●距离上次定位时间超过2个小时,不足4个小时并且没有较大距离的位移发生。

  备注:若用户需要热启动或温启动GNSS功能,则在关闭GNSS前需要通过AT指令AT+LGPSDEL保存星历。

  3.3 A-GPS辅助定位介绍

  当前A-GPS使用原厂指定的域名服务器(lierda-api.rx-networks.cn)获取星历数据,暂不支持其他星历服务器获取星历。开启A-GPS辅助定位功能后,每次启动GNSS时,模组会通过网络获取星历数据,只请求一次,星历数据大小为5k Bytes左右。

  3.4 GNSS定位时间对比

  如表3-1所示为热启动、冷启动、A-GPS辅助定位启动实测定位时间对比。

表3-1 GNSS定位时间对比表

  3.5 GNSS功耗对比

  如表3-2所示为模组以不同模式开启GNSS功能的功耗对比。

表3-2 GNSS功耗对比表

  备注
  ●GNSS定位时间受环境影响大,实际定位时间以现场实测为准。
  ●上表中GNSS工作模式均为双系统联合定位。
  ●表中“连续跟踪”为模组定位完成后默认持续搜索新卫星的状态。
  ●关闭GNSS功能后,模组功耗与内部GNSS芯片无关,只与Cat.1模组侧相关,不同功耗模式与相关数据请参考《Lierda NT35E&NT26E-CN PMU低功耗应用指导》。

  4 GNSS详细操作流程

  4.1 AT+LGPSCFG配置GNSS

  4.1.1 NMEA语句上报

  通过AT指令AT+LGPSCFG="output"[,<outputvalue>]可以配置USB(Lierda Usb Serial Port 2)或者UART0输出NMEA报文。<outputvalue>参数默认为0,即关闭NMEA报文上报;该参数设置为1时,模组通过USB口输出NMEA报文;设置为2时,模组通过DEBUG UART口输出NMEA报文。

  备注
  1)当前DEBUG口为UART0,如果配置DEBUG口输出NMEA语句,其对应波特率为115200,并且配置为输出NMEA数据口后,不能将UART0配置为DEBUG口输出系统日志。
  2)USB NMEA口对应的枚举口为Lierda Usb Serial Port 2。
  3)该指令设置完成后立即生效,掉电保存。

  4.1.2 NMEA语句控制

  通过AT指令AT+LGPSCFG="nmeamask"[,<nmeamaskvalue>]可以控制NMEA语句的输出,如不需要上报的语句可以通过此参数设置,需要注意的是该指令直接发送命令到芯片,如果关闭部分语句的上报,会影响AT+LGPSLOC指令的查询结果。

  4.1.3 A-GPS控制

  通过AT指令AT+LGPSCFG="agpsmode"[,<agpsmodevalue>]可以设置是否启动A-GPS模式。如果要开启A-GPS辅助定位模式启动GNSS功能,则用户需要先通过指令设置A-GPS服务器地址。

  备注:当前A-GPS使用原厂指定的域名服务器(lierda-api.rx-networks.cn)获取星历数据,暂不支持其他星历服务器获取星历。

  4.1.4 自启动GNSS

  通过AT指令AT+LGPSCFG="autogps"[,<autogpsvalue>]可以设置是否开机自启动GNSS功能,启动GNSS功能后可通过AT指令AT+LGPSEND关闭。

  4.2 GNSS功能启动相关流程        

  4.2.1 冷启动
   AT+LGPS=1     //首次开机后开启GNSS

  4.2.2 热启动、温启动
   AT+LGPSDEL=1     //在关闭GNSS时设置保存星历
   AT+LGPSEND     //关闭GNSS
   //在2-4小时内重新开机,即可实现热启动和温启动
   AT+LGPS=4     //热启动、温启动GNSS

  4.2.3 A-GPS辅助定位启动
   //设置服务器地址,该指令掉电保存,设置一次后无需再设置
   AT+LGPSURL="lierda-api.rx-networks.cn"
   //开启A-GPS模式"agpsmode",该指令掉电保存,设置一次后无需再设置
   AT+LGPSCFG="agpsmode",1
   AT+CGPADDR     //确认网络附着成功可查询到分配IP
   AT+LGPS=2     //开机GNSS

  4.3 查询NMEA报文
  根据需要查看的字段发送对应AT指令即可。
   AT+LGPSGNMEA="GGA"
   AT+LGPSGNMEA="GSA"
   AT+LGPSGNMEA="RMC"
   AT+LGPSGNMEA="GSV"
   AT+LGPSGNMEA="VTG"
   AT+LGPSGNMEA="GLL"

  4.4 查询定位信息
   AT+LGPSLOC=2     //查询当前位置信息

  4.5 关闭GNSS功能
   AT+LGPSEND     //关闭GNSS功能

  5 GNSS指令操作示例

  5.1 启动、关闭操作流程

  5.1.1 冷启动
   AT+LGPS=1     //开启GNSS
   OK

   AT+LGPS?     //查询GNSS状态
   +LGPS: 1
   OK

  5.1.2 热、温启动
   AT+LGPSDEL=1     //设置保存星历
   OK

   AT+LGPSEND     //关闭GNSS
   OK

   AT+LGPS=4     //快速启动GNSS
   OK

  5.1.3 A-GPS辅助定位启动
   AT+CEREG?     //查询网络状态
   +CEREG: 0,1
   OK

   AT+LGPSURL="unicore-api1.rx-networks.cn"     //设置A-GPS服务器地址
   OK

   AT+LGPSCFG="agpsmode",1     //开启A-GPS辅助定位模式
   OK

   AT+LGPS=2     //打开GPS
   OK

  5.2 配置信息设置
   AT+LGPSCFG="output",1     //USB-AT口输出NMEA语句
   OK

   AT+LGPSCFG="output",2     //DEBUG口输出NMEA语句
   OK

   AT+LGPSCFG="output"     //查询输出NMEA语句端口
   +LGPSCFG: "output",1
   OK

   AT+LGPSCFG="gnsscfg"     //查询GNSS配置
   +LGPSCFG: "gnsscfg",7
   OK

   AT+LGPSCFG="gnsscfg",7     //打开全部定位系统
   OK

   AT+LGPSCFG="autogps"     //查询GNSS是否自启动
   +LGPSCFG: "autogps",1
   OK

   AT+LGPSCFG="agpsmode"     //查询A-GPS模式
   +LGPSCFG: "agpsmode",1
   OK

   AT+LGPSCFG="nmeamask"     //查询NMEA语句掩码
   +LGPSCFG: "nmeamask",31
   OK

  5.3 定位信息查询
   AT+LGPSGNMEA="GGA"     //GGA
   +LGPSGNMEA:$GPGGA,081700.00,3016.73518,N,11959.26094,E,1,09,3.64,18.4,M,,M,,*79
   OK

   AT+LGPSGNMEA="GSA"     //GSA
   +LGPSGNMEA: $GPGSA,A,3,07,194,08,21,09,199,27,30,16,,,,4.30,1.45,4.05,1*10
   OK

   AT+LGPSGNMEA="RMC"     //RMC
   +LGPSGNMEA:$GPRMC,081745.00,A,3016.73542,N,11959.26176,E,0.000,,290123,,,A,V*0C
   OK

   AT+LGPSGNMEA="GSV"     //GSV
   +LGPSGNMEA:$GPGSV,3,1,12,07,61,292,37,08,56,020,39,21,65,143,31,27,26,045,26,0*6A
   +LGPSGNMEA:$GPGSV,3,2,12,09,14,230,27,16,23,088,26,17,03,241,,30,27,314,30,0*6C
   +LGPSGNMEA:$GPGSV,3,3,12,01,,,23,194,66,079,34,199,54,166,32,195,70,108,24,0*66
   OK

   AT+LGPSGNMEA="VTG"     //VTG
   +LGPSGNMEA: $GPVTG,,T,,M,0.000,N,0.000,K,A*23
   OK

   AT+LGPSGNMEA="GLL"     //GLL
   +LGPSGNMEA: $GPGLL,3016.73478,N,11959.26270,E,081813.00,A,A*65
   OK

   AT+LGPSLOC=2     //查询当前位置信息
   +LGPSLOC: 021903.00,30.27895N,119.98767E,1.74,78.1,3,,0.949,1.758,070223,06
   OK

  5.4 NMEA报文
   $GPRMC,081801.00,A,3016.73471,N,11959.26235,E,0.000,,290123,,,A,V*06
   $GPGGA,081801.00,3016.73471,N,11959.26235,E,1,10,1.25,23.8,M,,M,,*7B
   $GPGLL,3016.73471,N,11959.26235,E,081801.00,A,A*6E
   $GPGSA,A,3,195,07,194,08,21,09,199,27,30,16,,,2.06,1.25,1.64,1*2A
   $GPGSV,3,1,12,07,61,292,36,08,56,020,40,21,65,143,30,27,26,045,26,0*64
   $GPGSV,3,2,12,09,14,230,32,16,23,088,26,17,03,241,,30,27,314,28,0*61
   $GPGSV,3,3,12,01,,,24,194,66,079,34,199,54,166,32,195,70,108,23,0*66
   $GPVTG,,T,,M,0.000,N,0.000,K,A*23
  备注:通过NMEA报文的自动输出或者主动查询GGA、LOC可判断是否定位成功。

  5.5 关闭GNSS功能
   AT+LGPSEND     //关闭GNSS功能
   OK

  6 注意事项

  ●GNSS的定位时间受外界条件影响,如果天线上方有遮挡或者阴天,将会引起搜星速度变慢,导致定位时间变长。
  ●使用A-GPS辅助定位功能时需要从服务器请求数据,请确保网络附着成功后再以辅助定位模式开启GNSS功能。

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