GNSS板卡使用指南

GNSS板卡使用指南

引言

GNSS（全球导航定位系统）板卡作为获取精确位置信息的关键设备，在众多领域如测绘、自动驾驶、无人机等发挥着重要的作用。正确使用GNSS板卡是确保其发挥**性能，提供高精度定位结果的前提。本文将详细介绍GNSS板卡的使用方法，涵盖从硬件链接到软件配置的全流程。

一、硬件链接

（一）选择合适的天线

1.天线类型：GNSS板卡通常需要搭配特定类型的天线，常见的有全向天线、定向天线等。全向天线适用于需要全方位接收卫星信号的场景，如车载导航；定向天线则可增强特定方向的信号接收能力，在一些对信号方向有要求的测绘应用中较为常用。

2.天线安装位置：天线应安装在开阔、无遮挡的位置，以确保能接收到尽可能多的卫星信号。避免将天线安装在金属物体附近，因为金属会反射或屏蔽卫星信号，影响定位精度。在车辆应用中，一般将天线安装在车顶；对于无人机，天线通常安装在机体顶部较为合适。

（二）链接天线与板卡

使用适配的射频线缆将天线与GNSS板卡的天线接口相连。确保链接牢固，避免松动导致信号传输不稳定。不同的板卡和天线可能采用不同类型的接口，如TNC、SMA等，需根据实际情况选择正确的连接线。

（三）板卡与主机链接

1.串口链接：许多GNSS板卡支持串口通讯，可通过串口线将板卡与主机（如电脑、微控制器等）相连。如果板卡是TTL串口形态，需使用TTL转USB的转接线连接到电脑端；若是RS232接口形态，则可直接使用标准串口转USB先链接到电脑USB接口。连接后，在主机端可使用串口助手等工具与板卡进行通信，串口默认波特率常见为115200，但也可能因板卡型号而异，可查阅板卡手册确认。

2.USB链接：部分板卡具备USB接口，这种连接方式更为便捷，通过USB线将板卡与主机相连后，板卡会在电脑端虚拟链接2路串口，串口编号可通过设备管理器界面查看，这2路虚拟串口可像普通串口一样进行双向数据通讯，波特率默认一为 115200。同时，USB 连接还会虚拟一路网口，在网络连接界面下，可看到带有特定标记的虚拟网卡。

3.网卡连接：对于支持网口通信的GNSS板卡，可使用以太网线将板卡与主机的网口相连。这种连接方式在需要高速数据传输或远程控制板卡的场景中较为适用，如在一些大型测绘项目中，通过网口可将板卡与远程服务器相连，实现数据的实时传输和处理。

二、软件设置

（一）安装驱动程序

1.串口驱动：若使用串口连接板卡，在主机系统中可能需要安装相应的串口驱动程序，以确保主机能正确识别板卡的串口。例如，对于某些特定的板卡，在 WIN11 系统下插上板卡后，需要额外安装 ublox 的虚拟串口驱动，安装好后虚拟串口才能正常识别。

2.USB驱动：当通过 USB 连接板卡时，多数情况下操作系统能自动识别并安装通用的 USB 驱动。但对于一些特殊板卡，可能需要安装其厂商提供的专用 USB 驱动，以获取更好的兼容性和功能支持。安装驱动后，可在设备管理器中查看板卡是否已被正确识别。

（二）配置板卡参数

1.波特率设置：波特率决定了数据传输的速率，需在主机端的通信软件（如串口助手、专用的 GNSS 配置软件等）中设置与板卡一致的波特率。一般板卡出厂默认有一个波特率值，如 9600、38400 等，也可在板卡的设置选项中调整为其他合适的值。例如，在使用 UBLOX 自家的 GNSS 管理软件 u-center 设置基于 USB 输出的 F9P 模块时，可在设置中选择自动协商波特率（Receiver->Autobauding），也可手动设置波特率。

2.定位模式设置：GNSS 板卡通常有多种定位模式，如单点定位、差分定位（RTK、DGPS 等）。在不同的应用场景中，需设置相应的定位模式。以 UBLOX F9P 模块为例，在进行高精度定位时，若作为基准站，需打开基础设置（View->Message View->UBX->CFG->TMODE3），选择基准站模式，同时还需设置两个收敛条件；若作为流动站，则需确保能接收 RTCM3 报文并向主机发送 UBX+NMEA 报文，只需配置端口全协议放行即可（View->Message View->UBX->CFG->PRT）。

3.数据输出设置：可设置板卡输出的数据类型和格式，如 NMEA（美国国家海洋电子协会）格式、UBX（u-blox 自定义）格式等。不同的数据格式包含不同的定位信息字段，用户可根据实际需求选择。例如，在一些需要与其他遵循 NMEA 标准的设备进行数据交互的场景中，可设置板卡输出 NMEA 格式的数据。此外，还可设置数据输出的频率，如每秒输出一次定位数据，或根据应用需求设置为更高或更低的频率。

4.其他参数设置：根据板卡的功能和应用场景，还可能需要设置诸如卫星系统选择（如仅使用 GPS、同时使用 GPS 和 GLONASS 等）、天线延迟补偿、坐标系统等参数。这些参数的设置需根据具体的应用需求和实际测量环境进行调整，以获得**的定位效果。例如，在一些需要高精度定位且对坐标系统有特定要求的测绘项目中，需准确设置坐标系统参数。

三、常见应用场景及使用要点

（一）测绘领域

1.静态领域：在进行静态测量时，将 GNSS 板卡与天线稳定安装在测量点上，设置为静态测量模式。通常需要较长时间（如 30 分钟至数小时）来采集卫星数据，以获得高精度的坐标信息。在测量过程中，要确保天线位置固定不变，避免外界干扰。完成数据采集后，可使用专业的测绘软件对采集到的数据进行后处理，进一步提高定位精度。

2.动态测量（RTK）：RTK（实时动态差分定位）是测绘中常用的动态测量方法。需要设置一个基准站和一个或多个流动站。基准站需设置好坐标信息，并向流动站发送差分改正数据。流动站在接收卫星信号的同时，接收基准站发来的差分数据，进行实时解算，从而获得厘米级的定位精度。在设置基准站时，要确保其能稳定发送 RTCM3 报文，流动站能成功接收。

（二）自动驾驶领域

1.车辆定位：GNSS 板卡为自动驾驶车辆提供实时的位置信息，是车辆定位的重要传感器之一。在车辆上安装 GNSS 板卡时，要考虑车辆的电磁环境，避免干扰。同时，由于自动驾驶对定位精度和可靠性要求极高，一般会采用高精度的 GNSS 板卡，并结合其他传感器（如 IMU 惯性测量单元）进行融合定位，以提高在复杂环境下（如城市峡谷、隧道等）的定位性能。

2.路径规划与导航：板卡提供的位置信息用于车辆的路径规划和导航。车辆控制系统根据 GNSS 板卡提供的实时位置，结合地图信息，规划出**行驶路径，并引导车辆行驶。在这个过程中，需要确保 GNSS 板卡输出的位置信息准确、及时，以保障自动驾驶的安全性和准确性。

（三）无人机领域

1.飞行定位与导航：无人机依靠 GNSS 板卡实现精确的飞行定位和导航。在起飞前，需确保无人机上的 GNSS 板卡能稳定接收卫星信号，并进行初始化。飞行过程中，板卡实时提供无人机的位置、速度等信息，无人机控制系统根据这些信息调整飞行姿态和航线。由于无人机飞行环境复杂，可能会遇到信号遮挡等问题，因此一些高端无人机采用多天线、多频段的 GNSS 板卡，以提高信号接收的可靠性和定位精度。

2.定点悬停与降落：在无人机进行定点悬停和降落时，GNSS 板卡的定位精度尤为关键。通过精确的定位，无人机能够准确悬停在指定位置，并实现平稳降落。在这些操作中，还可能结合其他传感器（如超声波传感器、视觉传感器等）来进一步提高定位的准确性和安全性。

四、注意事项

（一）信号干扰问题

1.电磁干扰：在 GNSS 板卡的使用过程中，要避免周围存在强电磁干扰源，如大功率无线电发射设备、高压电线等。这些干扰源可能会干扰卫星信号的接收，导致定位精度下降甚至无法定位。在选择安装位置时，应尽量远离这些干扰源。

2.多径效应：多径效应是指卫星信号经过建筑物、地面等物体反射后，与直接到达的信号相互干扰，影响定位精度。为减少多径效应的影响，天线应安装在开阔、无反射物的地方，或者使用具有抗多径功能的天线和板卡。

（二）设备兼容性

在选择 GNSS 板卡、天线以及与之连接的主机设备时，要确保它们之间的兼容性。不同厂商的产品在接口类型、通信协议、电气特性等方面可能存在差异，不兼容的设备可能导致连接失败或功能无法正常实现。在购买设备前，应仔细查阅产品手册，了解其兼容性信息。

（三）数据安全与备份

在一些应用场景中，GNSS 板卡采集到的数据可能涉及重要信息，如测绘数据、车辆行驶轨迹等。因此，要重视数据的安全与备份。定期对采集到的数据进行备份，防止数据丢失。同时，采取适当的安全措施，如设置访问权限、加密传输等，保护数据的安全性和隐私性。