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[心得] 高精度全国产GNSS多模卫星定位导航模组方案介绍

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安防传说人物

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发表于 2026-2-4 13:50:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、引言:国产GNSS技术的战略意义' ]. h) F1 i' F" Z
全球导航卫星系统(GNSS)作为现代信息社会的空间基础设施,在国防安全、经济建设和社会发展中具有不可替代的重要作用。近年来,随着中美科技竞争的加剧,发展自主可控的GNSS技术已成为国家战略的重要组成部分。E108全系列国产GNSS卫星定位导航模组,标志着我国在卫星导航核心技术领域实现了重要突破,为各行业提供了安全可靠的定位导航解决方案。- T" w5 X9 T6 |; U

1 U6 N# Q6 q* k1 [. c( d! W, g二、国产GNSS模组产品体系全景
' @9 N5 _) u+ _3 ~- r2.1 产品系列技术路线图8 o) c9 A6 ?( M  K/ ~* Y) {
技术演进路径:* M0 w% v# p& H( c" S. w$ \* V
9 T9 ]% u, k; u  S3 _# V2 t; X
基础多模定位(E108-GN02系列), U8 A6 {# y# F9 u

# E4 v" @5 j6 l4 k3 G5 W% f) |    ↓( ?9 J5 y; U! Z- ~
. A: i  |- e  W: h. e; R4 C  }
高性能多系统(E108-GN03系列)1 h+ |( J. n1 M* Q
& @. ~6 o$ D# H% R  r* W
    ↓& m. N- g( j, s( U
$ {) Q; z5 N* n/ p- t; C
专项北斗优化(E108-GN03B系列)
, n3 f! v. |% N5 F  d7 G
# n+ B5 ^. H( {- J6 L& |* z2 K* a    ↓. B( O  c3 b; ]1 Q1 C' q5 |

, Y5 S$ w9 ^, m9 ^# Q双频高精度(EWM108-GN05系列)4 Q# U7 b8 g9 c

) s) k; W$ o( ?" @* {6 r    ↓
8 J7 R: \' v3 n4 j! a  r2 @5 j- ]/ W
多频单北斗(EWM108-GN06B系列)( d' l! ~, n' f/ W( G

# i3 l; P. Q5 p    ↓
: g& l9 V; Y: Q9 z4 [
: v4 t. ]0 o6 Z! d7 Y/ F组合导航(E108-GN07IS系列)
3 z! [3 _* D9 t! v1 U! K$ K$ Y" M0 z7 }( F
2.2 各系列核心技术对比( A& X( a% ]5 E. j1 N
产品系列& A# s) c( b8 b+ {3 g; @( g+ h- Y

: D. B& c4 o0 l/ Y& b2 c核心芯片方案
8 C# t( F  ^/ n5 {- m* w( c3 W! t  D
支持卫星系统
$ F5 ~$ d. K8 z) |0 d+ \. C5 B3 @7 O3 n) L+ y5 g; G
定位精度; |" q$ \& s% c
8 x3 X' s+ h* I
特色功能
- N- @3 x: l* ^" P& a. u' V0 h7 S0 X% C9 c/ o% \
典型应用场景
  h8 u: [+ p+ Y+ o4 L) B7 n0 B2 e7 {0 F1 D
E108-GN020 M& @; O9 H; C6 U  J

4 B$ F9 f3 u$ J0 u% rGK9501
& T2 _+ F; w* E# u. x$ }2 j; ^. e' B5 C5 n
BDS/GPS/GLONASS
5 q8 V4 U6 F5 M/ |/ |/ e5 k! T
% a! l3 t5 C$ q  w& ^1 U2.5m
+ i% w9 u8 o6 d' p. x: g) v5 G. K0 Y) {9 ?4 e) T( {2 `" t. r% q$ w
低成本、小尺寸
+ o, D( i" y+ y& |9 w% ^% D9 K+ e& `. \
消费电子、基础定位
' y7 J! N$ M, k9 n( F0 e* ?- ~0 e- a& G9 g0 _& {. [2 U- q
E108-GN036 ]+ G7 Z/ v3 s: @

( _/ y* U* |, E, T3 ]8 J) gAT6558R7 A) o3 h: q& C4 x9 v+ B5 x1 g- ?

- @: G8 E0 e" X- sBDS/GPS/GLONASS6 ^5 s# [8 i4 {, ~
; ]3 y6 ?% V/ _
2.5m. g( B. Q# p( g! K! p

4 U8 a: }% Q: M高兼容性、快速定位+ ]6 A( d( K# v' E- l$ L* A
6 O: ?( {4 \9 X& U6 q! f  v- l
车载导航、物流追踪
% {; }: M2 s( i! U* L7 i
/ ~4 i0 Q# ?' U* H0 A5 D, ^, g' W& ^E108-GN03B$ H+ B- D  u7 M* R" x; }! i. w% [

5 M- O; P; B, T" _4 `& L6 p6 {0 _AT6668R2 q* h: c7 \( C" A- M

7 [, n* s: ^; L: K/ r单北斗系统
2 o) N5 x: }7 T1 N4 a+ {( _0 g: U, m% O1 C! L. R  V; h
2.5m1 Z+ K& u& f# \3 [7 J+ e$ e

, Y: D) ?. v: l0 L纯国产、安全可控
2 S: e( [  o2 t7 G# W: D# C$ p  e( t: ~6 \. b1 u% b
政府、电力等敏感行业9 x; b* k: ~* r. Z1 U
0 w3 c% ?8 E% R  i# Q
EWM108-GN05: }: q* g7 z' s+ A
0 Y* N1 {9 P4 j
HD8040D: E% M2 h+ T( t# c2 ]# I2 o+ T- s

/ f5 S' I7 f- y4 v全系统支持; g$ R6 V! n  R6 U4 p
" J! M# j; J1 Q2 S
1.0m2 T( O' {2 N# h% S+ k* F

2 B! }( [; W. B$ H双频定位、高精度
  q/ P/ P$ n  w% C! u2 Y. u& o2 ]' p) ?% ]1 r! v" n8 N% r. p
精准农业、测量测绘
( t6 m; M2 i( I* e4 L
+ {  s3 G1 b" N. J/ ]3 p2 x5 C- NEWM108-GN06B2 n2 k& |5 d! p" _" o

$ N. p  J- T! n( ^0 N+ |( ?AT9880B" b: a9 u- I) u
6 |& L# C5 ^- y9 I
多频北斗" O% `/ a0 |: Z! p& S& b9 P

7 J# Q5 [% W; w1 f1 b: l9 p1.0m
6 l  S! W$ w- b2 D  z0 S1 x) Q0 C+ X( H( V# F) ~4 B
城市峡谷优化
3 z$ L! U$ S3 R; ^. r! |' s
5 `0 z: d  e$ E  O7 _% P智能驾驶、无人机
" F) X, z7 U4 |" z! s3 O) D8 u' W
6 j" y+ H- \4 g+ p# ~  jE108-GN07IS. @: X# W) K4 \
; g$ A( f1 ^, }% ?8 x3 U% P. o
多芯片融合; B; G. F2 V" T6 K. ~: F0 n
* }% T, G; [$ a5 B. {( V
全系统+惯性导航: Q  R$ @' w6 h& S2 [# k* s

. y# H5 H% ]( ]' _: {厘米级
0 r# v& e# \, E6 H) q4 v* {0 V, \. b+ ]
组合导航、无缝定位
; Q4 _6 D1 X, j1 r
! N3 ^3 w9 }8 S. H* D) `; h高动态场景、隧道应用. O. k6 I: y  Z5 _  ]

1 x8 d5 ~, [9 H0 K' d三、核心技术突破与创新5 a+ O: L, q/ [6 B- E! `, }: L
3.1 芯片级自主可控技术+ L: R& j' b5 E
国产芯片技术路线:
+ r3 U" U+ v) R2 B9 f/ k' n3 \: h% S7 S! {
中科微AT系列:AT6558R、AT6668R、AT9880B等芯片全面覆盖从基础到高端应用3 W( r' b& N, z0 g: e
华大北斗HD系列:HD8040D双频芯片实现高精度定位技术突破
+ `" P! Z% @6 L" O4 _全产业链自主:从芯片设计、制造到封装测试的完整国产化链条2 }, f! Y$ N* I6 n; W* N( y
技术性能指标对比:$ z4 Z) {, O5 f
6 m' O# ^2 |" M# i( Y
| 芯片型号 | 工艺制程 | 功耗表现 | 定位更新率 | 冷启动灵敏度 |
! z( p. M+ X  n4 P" ^/ u  E$ H$ e
' u' \5 R2 U) K. V- V% [|---------|----------|----------|------------|-------------|4 j% s1 G( J) S' A$ b0 E" U

3 z$ N  L6 d; V; u; ]' X| AT6558R | 55nm | 跟踪电流≤35mA | 10Hz | -148dBm |9 O$ b* ^# {$ B7 |! h

3 [5 |8 l$ a; U, @# z7 ^( B| AT9880B | 40nm | 跟踪电流≤40mA | 20Hz | -148dBm |; f) ^8 X6 x, w% x" J
' h8 B: E" i7 i" O) Z; J
| HD8040D | 28nm | 跟踪电流≤25mA | 10Hz | -148dBm |
1 u9 c" e: U- r! E: i: h1 V' {( X4 A  u
*注:所有芯片均支持-40℃至85℃工业级工作温度*
4 ?. G. A+ q+ ]# P9 i1 O% p% t% c& k: Y8 @% t6 R# s
3.2 多系统多频点技术突破
% Y" O( f$ C  e# L. @卫星系统支持能力:
3 Z% G. R* b; _4 `9 D# ~$ O! X" G  Z  v) ?  j
基础系列:支持BDS B1、GPS L1、GLONASS L1等基本频点/ J- p6 @  U- Q* s
高端系列:支持BDS B1I/B1C/B2a/B2b、GPS L1/L2/L5、Galileo E1/E5a等多频点
$ J* f0 I! Y+ q+ b2 j. `专项优化:针对北斗三号新信号体制的专项优化接收# Q9 G# {& ?( k) Y  s6 Q( j- G9 V" r
频点技术优势:
( f5 w# p) Z4 r5 f
' \; q0 |9 W' W双频定位优势:- 消除电离层误差:L1+L5组合定位精度提升30%- 快速模糊度解算:双频信号大幅缩短固定时间- 抗干扰能力:多频点冗余增强系统可靠性5 A" p7 J6 c# c

, O: V0 O  I2 l: s3 O% T2 K四、关键技术特性详解
5 M" c2 a, m- W7 ^4 H. c) M. ]5 R4.1 高精度定位技术# k; i4 p  \' n
精度等级划分:
; z- q# p6 S/ w( _% j7 S
% k: z& l' a: W2 {米级精度(1.0-2.5m):满足大部分商用需求
5 z. a8 z( f& G亚米级精度(0.5-1.0m):专业应用场景
0 L* r. N4 |5 l, L4 E2 l厘米级精度(组合导航):特殊高精度需求. V! b. Q$ ^3 w- K( p; z( T
精度提升技术:
7 |1 `5 c# [& U6 J. ]2 C  p6 N% ^/ @4 r4 R
1. 多系统联合定位:BDS+GPS+GLONASS+Galileo四系统融合2. 差分增强技术:支持SBAS、地基增强等差分信号3. 抗多径技术:专用硬件电路抑制多径干扰4. 惯性导航补偿:IMU数据辅助GNSS定位  H; r- d3 K& }2 T- A
( F6 C: E+ X2 i6 y8 J- ?7 W
4.2 复杂环境适应性5 x6 u, g1 f. D4 F1 N
城市峡谷优化:
% C, \: V+ K& P5 Z! P( m8 n5 B) X
快速重捕获:信号遮挡后1秒内重新定位
0 O1 a1 z& [' J, m抗干扰技术:专用硬件加速电路抑制射频干扰3 Y8 t  `& s: k/ @* C# d
智能信号筛选:基于信噪比和仰角的智能信号选择
7 i% ?  `+ j# X高动态场景适配:
  Y3 S9 n# q' n& S' c
# K5 p# J8 `) D9 J1 p8 |1 |高更新率:最高20Hz定位输出,满足无人机、智能驾驶需求
) {% J* |7 Y  i, D5 j动态精度优化:速度精度可达0.05m/s,加速度支持4g
. T2 `% C3 h) F. ^连续定位保障:惯性导航与GNSS无缝切换
' p+ I  ^) b! T9 G' |' n6 z4 }4.3 低功耗与电源管理# A& L8 u6 R7 ^
功耗优化技术:
# m4 o3 U* G! |
7 l+ {% Q+ T. S3 f& f: V* h| 工作模式 | E108-GN03系列 | EWM108-GN05系列 | 技术优势 |! y' Z4 l+ J& F& ?
& g+ q% ~5 [2 h
|---------|---------------|-----------------|----------|
" O% P7 P9 ^6 Z: X3 K
3 Z  W3 f& O4 g5 a( N# E3 X2 k: {) [| 捕获模式 | 41mA@3.3V20mA@3.3V | 智能电源管理 |
: v, o. U! D4 I9 e% [; T$ ~& r1 X( `$ Z7 o: w
| 跟踪模式 | 52mA@3.3V25mA@3.3V | 动态电压调节 |, E# D7 L( @8 ~0 Z, D- }) U
$ m, e9 _* s5 R  A7 t, H) Q
| 休眠模式 | 48μA@3.3V | 10μA@3.3V | 超低功耗设计 |
/ M: }8 Q9 Z8 n" l" C/ Q' x9 U: B2 E% {1 f* `
| 待机模式 | 10μA@3.3V | 5μA@3.3V | RTC独立供电 |
8 S9 s' s2 W5 I3 S  s
: k6 {6 I- F: b( r5 n! X' \电源管理特性:
$ s2 O/ s) Z2 B; R) U9 s* h
: k7 u) @/ q; K6 [3 y( ]支持2.7-3.6V宽电压工作范围
3 D2 ^& Y( l4 Y; C: Y集成DCDC和LDO,电源效率超过90%0 H, q* x! Y) v9 X  U& @6 c
备份电源支持,RTC和RAM数据保持: ^/ e1 D: g6 ?6 }* c$ |( L0 J
五、通信接口与协议支持
$ C( r) m& F0 N2 l( N- l5.1 多样化通信接口
2 b9 Y- V; q& p/ d" r* q1 E接口类型全面覆盖:
6 i& H6 N4 [! i! X! V1 V# j1 Y; ^  x
| 接口类型 | 支持型号 | 波特率范围 | 应用场景 |% {7 l% j- c4 k! E& x
, P6 i3 q/ b- n1 W8 H3 x
|---------|----------|------------|----------|, w( F+ g# U/ c, o  g/ o: a
$ Y- Q. Y: o& p! T+ d8 s
| UART | 全系列 | 4800-460800bps | 通用嵌入式系统 |
5 \4 S" b* p& \3 G# z! @7 \2 T. G. p6 W+ e
| GPIO | E108系列 | 可配置 | 状态指示、控制信号 |
. ^4 T3 f9 P( J) S. [/ e3 A' X- d) Q& a; r; p) Z
| RS232 | EWD108系列 | 1200-115200bps | 工业设备连接 |9 p/ l3 x5 [5 h* I3 \$ x  m

4 ^8 i+ A2 l4 m8 X- ^| RS485 | EWD108系列 | 1200-115200bps | 远距离工业总线 |, u% r: S  y' A6 i! f
1 E# `  x9 l/ x8 E6 w
| Modbus RTU | EWD108系列 | 标准协议 | 工业自动化 |3 Y0 T9 S8 K2 O* `4 s6 o
! r9 [" h4 k5 x9 B) ~; `1 K5 L
5.2 标准协议支持% a, D. h# @3 y3 V0 b6 v: t  C" R
NMEA0183协议:! S1 T0 A1 G) ]' }% ?

# \# L2 n/ P0 X# F& R/ M. s支持V4.10及以前所有版本  N+ N( l/ A5 `8 o2 G
标准语句输出:GGA、RMC、GSA、GSV等8 d0 j5 t  s# c6 d
自定义消息扩展能力0 Q+ @; H, s$ [* X
专有协议支持:6 c7 J% ?1 Z4 ?4 K0 Q" |

. O) H7 `8 Z: }4 oModbus RTU寄存器映射定位数据  v3 M$ ~+ z7 k) E0 e3 ]
二进制协议高效数据传输. l$ z6 g3 f9 m! E+ G
自定义配置指令集
; Q+ y) M8 e1 x5 ~% E六、典型应用场景深度解析
1 q) W( Y: e9 w/ |. {6.1 智能交通与车联网
% E( F. F" R3 D9 t+ s车载定位系统:: d" q9 V  b5 C- u5 M1 ?

# R7 k  Q* t9 J: E- K: T硬件配置:- 主定位模块:EWM108-GN06B(高更新率、抗干扰)- 备份模块:E108-GN03(多系统冗余)- 通信接口:CAN总线+4G/5G通信
& G3 `. s& h, y4 Z
4 L% M; X+ H( Q. ~功能实现:- 实时定位监控:1Hz更新,精度2m以内- 轨迹记录:高密度点记录,支持回放分析- 电子围栏:基于位置的安全区域管理- 驾驶行为分析:结合IMU数据的驾驶安全评估
6 E1 x* ?9 ~7 Q4 p' U$ s
0 T% j9 x8 D3 I0 |6.2 精准农业与农机导航
( H% i2 @# o) |$ M0 E0 j  ]& z  p# \5 \农业自动化应用:
& r# Q9 G$ T9 `+ ^% X
1 Y( N2 I4 j5 j+ C8 x精度要求:- 平地作业:亚米级精度(0.5-1.0m)- 精细作业:厘米级精度(RTK增强)& y( f% i; ]3 C! f& P/ M, f/ z

6 U+ ?& L5 w, t0 k4 F5 x) _- P) h系统配置:- EWM108-GN05双频模块为基础定位- RTK差分接收机实现厘米级精度- 惯性导航补偿确保信号遮挡时连续作业
$ [' d, x+ s  c6 W
' m# f8 s* j: {- Y; b! W5 @效益分析:- 作业精度提升:减少重漏,节约种子化肥10-15%- 工作效率提升:24小时连续作业,人力成本降低50%, e/ X5 m- [: v; b
0 `# Q7 P. e3 R8 r9 E: Y: t" M2 {
6.3 电力系统时间同步
8 F1 |$ J" W( X, B! u2 a& A电网授时应用:" D; X, f# g5 Y2 @& r: P7 Q+ t
% X& Z/ @7 W: ]6 P: {, s
| 应用场景 | 时间精度要求 | 推荐型号 | 技术特点 |
1 n) Q, @1 s! E# n' M0 k
3 }9 J* O" W$ l/ Z  j0 |2 s|---------|-------------|----------|----------|
- L: N1 ?' R# A" q
1 t" ]! {* d% X" n% `) r, O| 智能电表 | 1ms | E108-GN03 | 成本优化 |
8 a. }7 S2 Y0 a% a4 E; m+ U& _% c% E6 `1 h: r% O
| 变电站自动化 | 1μs | EWM108-GN06B | 高精度授时 |2 P( D1 m) g1 q) z: b1 p
& n* J  g" ]% \2 _" b9 p3 W4 o
| 电网故障录波 | 100ns | E108-GN07IS | 组合导航增强 |
7 c( ?0 m) k" }/ I4 e, v, [  M% p3 D6 O1 n& q( Y2 |
9 q; h# I% y7 M  ]. o3 V, W
8 J: z' x0 D) c; P2 {, s' j
技术优势:; R  s! ~  Q( C: g
$ K& n; n; e7 M- M4 Q
- 北斗RDSS短报文双向授时
. L% R: f. g9 Y5 b
/ t6 ~( a5 j! [6 [- PPS脉冲信号精度优于10ns- [# j' o( V/ l* w8 O% K0 m: b  E( ]

: o! R2 s! f2 s- BDT时间与UTC时间同步
; ]/ W& G  c- y& ]% E' L, r
- N% s7 G5 o7 Z& C( ~7.4 无人机与智能驾驶: D3 o. h: [( C7 [. D
高动态应用挑战与解决方案:
1 ?' M- q& V4 ]! _% P7 Z* Y& J
$ y/ t  j5 z; q! x挑战一:城市峡谷信号遮挡$ ^: j: ^: E* J5 w6 R1 T) Q! _" U

: ]' D8 S; {7 K, @3 N' ]6 r: |' Z' K解决方案:EWM108-GN06B多频点技术+惯性导航补偿) _4 l( ^% b; u! p
" }5 i1 ]2 h* n3 Y/ M
挑战二:高加速度动态场景
! A6 y4 F# Y" C& [+ U
% E3 A+ J+ U* }( m, L% v- m; G3 u& I解决方案:20Hz高更新率+4g加速度支持. X1 G% w; F  ~& \
! Y# A  L2 h3 p& k* p! C6 W& l
挑战三:精准起降与航线跟踪4 c, f( S3 p) p) _% c+ X. \
6 v6 R1 s- ^7 @- p% z+ S
解决方案:厘米级RTK定位+视觉辅助+ w, F& H/ T- u$ h+ \% v: V

. `8 u; ?/ l* @3 k+ W( O  Z, d! k. q( f8 Q- z% j1 ?

& E* s1 L& U9 M2 z7 d7 c( s$ y随着新基建、数字经济等国家战略的深入推进,国产GNSS模组将在智能交通、精准农业、电力电网、应急救灾等领域发挥越来越重要的作用。选择全国产GNSS解决方案,不仅是技术经济的理性选择,更是支撑国家信息安全和发展战略的重要举措。
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