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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流江苏星宇芯联电子科技有限公司模块手册.精品文档.江苏星宇芯联电子科技有限公司GNM251型模块用户手册北斗RDSS/RNSS多模模块目 录1、功能描述11.1 概述11.2 产品特性21.3 性能指标31.4 应用41.5 功能框图42、模块接口规范52.1 硬件接口52.2 软件接口63、机械特性114、电气特性115、环境适应性126、参考电路137、注意事项138、变更记录141、功能描述1.1 概述图1-1 GNM251型模块外观图GNM251型模块为江苏星宇芯联电子科技有限公司推出的一款支持北斗RDSS/RNSS功能的多模模块。模块
2、集成了高性能RDSS射频收发芯片、5W输出功率的功放模块、北斗专用RDSS基带芯片，以及一款国产BD2 B1/GPS L1小型化导航定位模块，可实现RDSS有源定位、短报文通信和RNSS导航定位等功能。GNM251型模块的尺寸为58.3mm46.5mm7.8mm（不含MCX连接器），体积为业内最小。模块集成度高、功耗低、对外接口非常简单，且与市面常见模块接口兼容，方便用户使用。1.2 产品特性1. 模块内部RDSS/模块内置两路LNA，其中一路LNA为S频点，实现对RDSS 卫星信号进行滤波，低噪声放大，用户无需外置LNA，直接连接无源天线即可；另外一路LNA为BD2 B1/GPS L1频点，
3、为可配置电路，可以根据客户使用的天线类型来进行相应的硬件配置；2. 模块内部RDSS/RNSS功能双串口独立输出，上位机可通过相应的串口对RDSS/RNSS功能进行软件版本升级；3. 模块内置5W高效率功放模块，能够满足绝大多数客户对模块发射功率的需求；4. 模块内置BD2 B1/GPS L1双模模块，支持三种工作模式，并可通过串口命令相互切换： 单BD2 B1工作模式； 单GPS L1 工作模式； BD2 B1/GPS L1双模工作模式。5. 模块平均待机功耗为0.8W，功耗低。1.3 性能指标表1-1 GNM251模块主要性能指标参数性能指标备注RDSS参数输入驻波比2.0接收信号灵敏度-
4、127.6dBm发射功率36.5dBm载波抑制30dBc调制相位误差3定位/通信定位、通信成功率：95%(连续24小时)测试环境良好定位精度：100米锁定时间冷启动首捕时间：2s失锁重捕时间： 1sRNSS参数输入频点BD2 B1 + GPS L1(可配置)数据更新率1Hz默认1Hz首次定位时间冷启动时间：35s热启动时间：2s重捕获时间：2s定位精度水平5m测试环境开阔无遮挡高程10m测速精度1.0m/s灵敏度捕获-144dBm跟踪-159dBm串口波特率4800115200bps默认9600bps其他参数工作电压接收5V发射5V待机功耗160mAVCC（+5V）发射功耗3.0AVCCPA（
5、+5V）瞬态功耗温度范围工作-20+60存储-40+70重量1.4 应用l 车载导航监控l 海洋渔业管理l 气象探测l 电信/电力行业授时l 单兵手持终端l 北斗数传终端1.5 功能框图1.5.1 模块RDSS部分功能框图图1-2 GNM251型模块RDSS部分功能框图GNM251型模块RDSS部分主要包含4块功能电路部分：LNA电路、Transceiver电路、基带处理电路、PA电路。外接无源天线，输入输出接口为UART口，3.3V TTL电平，默认波特率为115200bps。1.5.2 模块RNSS部分功能框图图1-3 GNM251型模块RNSS部分功能框图GNM251型模块RNSS部分主
6、要包括两部分电路：LNA电路和RNSS/GPS模块电路。如图1-3所示，图中加虚线框的LNA部分可以配置为两种模式：外接无源天线模式和外接有源天线模式。输入输出数据接口为UART口，3.3V TTL电平，默认波特率为9600bps。GNM251型模块RNSS部分还集成了精准的1pps输出功能。2、模块接口规范2.1 硬件接口模块射频接口采用MCX-KYD11，串口通信和电源接口采用25pin 板板连接器，连接器型号为：DF9_25S_1V（广濑）。连接器引脚定义如表2-1所示：表2-1 电源数据接口定义表序号定义备注1,2,3,4,5VCCPA电源接口6,7,8,9VCC10,11,12,13
7、,16,21,22GND地151PPSRNSS 1PPS输出，3.3V TTL电平18RX0串口0，RDSS串口通信接口，3.3V TTL电平，默认波特率为115200bps20TX017RX1串口1，GPS&BD2串口通信接口，3.3V TTL电平，默认波特率为9600bps19TX123IC_SD北斗RDSS系统SIM卡接口24IC_SRSTN25IC_SCLK14NCNo Connect2.2 软件接口2.2.1 RDSS软件接口串口0为RDSS串口，接口协议参照有源输入输出军标4.0协议（可升级为2.1协议），默认波特率为115200bps，可根据用户需求更改；2.2.2 RNSS软件
8、接口2.2.2.1语句格式和内容语句格式定义如下： $,*语句类型标识(IDsss)由两部分组成，(ID)为语句标识符(详见表2-2)，(sss)为语句格式符(详见表2-3和表2-4)。语句类型标识字段之后为数据体，由若干数据字段(d1,d2,dn)组成。的计算是从$到*之间的所有字符（不包括$字符和*字符本身）ASCII码的校验和（各字节做异或运算再转换为16进制，共两字节）。表示回车和换行(十六进制分别为0x0D和0x0A，C语言为”rn”)。表2-2 语句标识符标示符含义BD北斗二代卫星系统GP全球定位系统（GPS-global positioning system）GN全球导航卫星系统
9、（GNSS-global navigation satellite system）CC计算机系统（Computer Control）P专用语句表2-3 输出语句格式符格式符语句内容RMC 最简导航传输数据GGA位置信息GLL大地坐标位置信息GSA精度因子和有效卫星号GSV可视的卫星状态TXT短文本信息的传送表2-4 输入语句格式符格式符语句内容SIR 设置当前系统工作状态，用于工作模式切换CAS01设置串口通信波特率CAS02设置NMEA输出更新率 RMO设定输出或停止输出语句2.2.2.2输出语句RNSS串口默认输出RMC、GGA、GLL、GSA、GSV、TXT语句，具体语句详细说明请参考星
10、宇芯联RNSS输入输出语句详细说明。输出语句举例如下（BD2 B1/GPS L1双模）：$GNRMC,050912.00,A,2309.92716,N,11325.85883,E,0.1,161211,A*6D$GNGGA,050912.00,2309.92716,N,11325.85883,E,1,07,2.2,17.3,M,0.0,M,2.5*73$GNGLL,2309.92716,N,11325.85883,E,050912.00,A,0*00$GPGSA,A,3,02,04,12,25,05,3.3,2.2,2.5,2.5*37$BDGSA,A,3,06,09,3.3,2.2,2.5,
11、2.5*2E$GPGSV,3,1,10,02,46,336,42,04,44,039,37,05,50,246,34,10,58,022,*7B$GPGSV,3,2,10,12,30,285,41,13,21,056,17,36,129,23,01,038,*73$GPGSV,3,3,10,25,11,309,34,26,12,183,*7F$BDGSV,2,1,8,01,48,129,03,46,233,04,31,109,06,59,348,35*5A$BDGSV,2,2,8,07,13,165,08,55,173,09,54,296,36,10,04,186,*50$GNTXT,01,0
12、1,01,ANTENNA OK*2B2.2.2.3输入语句RNSS模块具有定位模式切换、NMEA串口波特率设置、NMEA输出语句更新率与开关设置等功能，可通过上位机给模块发送相应的控制指令即可启动相应的功能。注意模块上电后的1秒内为自检时间，不响应任何输入语句，输入语句必须在模块上电1秒后发送。建议两次输入语句发送的间隔大于2秒。1) 定位模式切换指令用户通过NMEA串口给模块发送模式切换指令可完成定位模式切换功能，具体功能及相应指令如表2-5（表示两个字节0x0D和0x0A）。指令发送后可从RMC或GGA语句上报的标识符判断当前的工作模式（GN为双模、BD为单北斗、GP为单GPS）。表2-5
13、 定位模式切换指令工作模式指令单BD2（冷启动）$CCSIR,1,1*48单GPS（冷启动）$CCSIR,2,1*4BBD2/GPS双模（冷启动）$CCSIR,3,1*4A单BD2（不重启）$CCSIR,1,0*49单GPS（不重启）$CCSIR,2,0*4ABD2/GPS双模（不重启）$CCSIR,3,0*4B2) 波特率设置指令用户通过NMEA串口给模块发送波特率设置指令可完成波特率切换功能，具体功能及相应指令如表2-6（表示两个字节0x0D和0x0A）。注意双模工作模式下，卫星较多的时候4800波特率（在1Hz输出频率的时候）有可能输出数据不完整，建议选择合适的波特率（如9600bps1
14、Hz）。表2-6 波特率设置指令波特率(bps)指令4800$PCAS01,0*1C9600$PCAS01,1*1D19200$PCAS01,2*1E38400$PCAS01,3*1F 57600$PCAS01,4*18115200$PCAS01,5*193) 语句输出更新率设置指令用户通过NMEA串口给模块发送输出语句更新率指令可完成NMEA语句输出更新率切换功能，具体功能及相应指令如表2-7（表示两个字节0x0D和0x0A）。注意双模工作模式下，卫星较多的时候2Hz的输出频率（波特率为9600的时候）有可能输出数据不完整，建议选择合适的输出频率（如9600bps1Hz）表2-7 语句输出更
15、新率设置指令（举例）语句更新周期（ms）指令500 $PCAS02,500*1A1000$PCAS02,1000*2E2000$PCAS02,2000*2D3000$PCAS02,3000*2C4000$PCAS02,4000*2B4) 语句开关设置指令用户通过NMEA串口给模块发送输出语句开关指令可关闭或打开相应的NMEA语句，并且可同时调整输出语句的频率，具体功能及相应指令如表2-8（表示两个字节0x0D和0x0A）。表2-8 语句开关设置指令（举例）输出频率操作语句指令0s关闭所有语句$CCRMO,3,*4F0s关闭GGA$CCRMO,GGA,1,*0C0s关闭GLL$CCRMO,GLL
16、,1,*0A0s关闭GSA$CCRMO,GSA,1,*180s关闭GSV$CCRMO,GSV,1,*0F0s关闭RMC$CCRMO,RMC,1,*110s关闭TXT$CCRMO,TXT,1,*151s打开所有语句$CCRMO,4,1.0*671s打开GGA$CCRMO,GGA,2,1.0*201s打开GLL$CCRMO,GLL,2,1.0*261s打开GSA$CCRMO,GSA,2,1.0*341s打开GSV$CCRMO,GSV,2,1.0*231s打开RMC$CCRMO,RMC,2,1.0*3D1s打开TXT$CCRMO,TXT,2,1.0*393、机械特性模块外形及尺寸如图3-1所示：图3
17、-1 GNM251型模块外形尺寸图4、电气特性GNM251型模块电源接口包含：VCC和VCCPA，其中VCC用于模块的接收，VCCPA用于模块的发射。VCC: 输入电压：+4.2V+5.2V典型电压：+5V接收时工作电流：160mA5VVCCPA：输入电压：+4.9V+5.2V典型电压：+5V发射电流：3.0A5V（要求VCC、VCCPA的电源峰间纹波电压小于 100 mV，同时VCCPA电源供电能力3.5A）5、环境适应性1、工作温度：-20+602、储存温度：-40+703、湿度：95%（温度+45）4、振动：符合GJB 150.16A-2009中的“第24类 低限完整性试验”规定；5、冲
18、击：符合GJB 150.18A-2009中的“程序-功能性冲击”和“程序-坠撞安全”规定；6、可靠性：平均故障间隔时间（MTBF）5000小时。（备注：第4、5、6项随整机测试）6、参考电路GNM251型模块25pin连接器外围参考电路如图6-1所示图6-1 模块应用参考电路其中，C1、C3为100uF，C2、C4为100nF。7、注意事项1、模块供电请严格按照第4小节中的要求，请勿过压，否则有可能导致模块损坏。2、选择质量可靠的无源天线，将天线置于无明显遮挡的户外或窗外测试，并保证环境无明显干扰。3、确保模块接口连接正确并且确认天线已经连接，再进行加电，严禁带电插拔天线，否则有可能导致模块烧毁。4、若串口数据收发不正常，请检查串口号选择是否匹配、波特率设置是否正确。（如有其他未尽事项，可以和相关技术人员联系）8、变更记录序号变更日期原因主要内容版本拟制12014-5-23更新更新了产品外观图、结构图、推荐电路图等内容V1.0许振22014-6-17更新更新了功能框图、模块的待机电流、RNSS软件接口协议内容V2.0许振3456