針對所有全球導航衛星的技術

在停車場裡坐著,啟動導航系統並等著漏斗停止轉動以取得衛星訊號,頗讓人沮喪。這個重要的活動稱為首次定位時間 (TTFF),此時無線電接收器可以從可見衛星 (視線) 取得訊號,並且進行三角測量。

全球導航系統無線電訊號需考量視線,因此會受到大型建築物 (在導航中常被稱為「都市峽谷」)、森林樹冠、停車場/室內,以及吵雜的 RF 環境等阻礙的影響。所有這些阻礙都會讓導航接收器無法接收訊號或造成明顯接收延遲。

瞭解 STMicroelectronicsTeseo-LIV3F 全球導航衛星系統 (GNSS) 模組,及其相關評估板。

特定時間內接收到的衛星數量越多越好。

較新的 GNSS 系統可以從許多全球導航系統接收衛星系統。

ST 的 Teseo-LIV3F 模組從中脫穎而出,能從眾多全球標準中同時提取衛星訊號:GPS、Glonass、Galileo、QZSS、北斗。

STMicroelectronics 的 Teseo-Suite PC 軟體可用於視覺化和開發 Teseo GNSS 系列。(圖片來源:STMicroelectronics)

此功能稱為同步多星座,與僅使用 GPS 等系統或同時接收的系統數量有限的模組相比,這是極大的優勢。

還有其他方法可以減輕來自微弱或部分訊號的少量衛星接收情形。

Teseo-LIV3F 可使用自主式輔助 GPS。因此,對於提供網路可用性的裝置 (例如行動 GSM),能夠利用公共可用資料庫獲取衛星位置並預測其未來位置,代表能獲取前幾個可用的訊號,並根據可用資訊推斷當前位置。這需要進行大量的三角測量運算處理,並等待裝置進一步接收訊號。這轉換至快速首次定位時間。這可以說是高深的技術,但開發人員不必擔心,ST 的模組和開發環境會為您完成所有繁重的工作。

隨著使用者對手持裝置功能的要求越來越高,行動裝置市場的空間和飛行器的重量都非常寶貴。此元件具有極緊湊的 9.7 x 10.1 mm (0.38 x 0.39 in),因此更加與眾不同。

由於實體限制,有時候無法接收到訊號。隧道、室內,還有上文描述的城市峽谷以及嘈雜的 RF 環境,這就是採用「航位推測法」之時。

瞭解 ST 的資料庫和開發環境之後,我注意到可以輕鬆地利用其陀螺儀、加速計和慣性量測單元系列,測量裝置相對於空間的物理位置,允許裝置在無線電無法接收時保持地圖移動。

(圖片來源:STMicroelectronics)

為了更容易進行開發,ST 著手與 Nucleo 生態系統開發擴展板同時推出一款模組,該擴展板具有 Arduino 外形尺寸擴充板相容排針座連接器。

建議將此擴展板搭配 STM32 Nucleo 系列開發板中的NUCLEO-F401RENUCLEO-L476RGNUCLEO-L073RZ 板使用。

ST 的 X-Cube-GNSS1 STM32Cube 軟體擴充板也有利於成功開箱即用此開發擴充板。

此開發板的亮點是 STMicroelectronics 的 GNSS PC 開發工具 TESEO-SUITE,有助於導航接收器的視覺化、管理、配置和評估,支援韌體重新配置和未來的韌體升級等功能。

ST 的 AndroidHAL-Teseo 是針對行動市場快速發展的工具,這是一款 Android 硬體抽象層裝置驅動器,適用於 TESEO GNSS 解決方案。

對手機、平板裝置、自主式飛行器或車隊追蹤設計師而言,這是振奮人心的時刻,對這些裝置的使用者亦然。

關於作者

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Kristof Berg 是技術內容開發人員,在 2010 年加入 DigiKey。他擁有阿諾卡技術學院的電子工程技術應用科學副學士學位。他擅長的領域是 8 位元微控制器和 RF 專案。他在閒暇之餘會打造多種電子樂器。

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