ねむいさんのぶろぐ

GPSモジュールを試用する8

20230822追:
最強のGNSSモジュールSAM-M10Qをゲットせよ！
20230822追:

去年、東海自然歩道の家山->久能尾のルートにてGLONASSに対応したGms-g6aという
GNSSモジュールをお披露目しました。今回はこのモジュールと過去の製品と実際の
フィールド上で性能比較を行いましたのでお知らせします。

去年私はMT3339というQZSS(みちびき)対応のチップが載ったPA6Cを紹介しています。
Gms-g6aはそれに加えてロシア版GPSであるGLONASS、同じく欧州版のGALILEOに対応
(ただしオプション扱い)したMT3333というチップが搭載され、アンテナもパッチ
アンテナではなく軽量小型のチップアンテナとなっています。過去の製品と
カタログ上のスペックを比較すると以下のようになります。
"

一般的には受信感度は利得に指向性があるパッチアンテナ>チップアンテナと
なりますが、Gms-g6aではGLONASSも標準で測位に利用できるのでそれがどこまで
寄与できるかに焦点が集まるはずです！その前に…

先にも言ったようにGms-g6aは指向性が低いチップアンテナのため実装時はパッチ
アンテナの物と全く違う配慮が必要になります。データシートをよく読んで設計を
行いましょう。

もちろん電源の配線も重要です。受信感度の低下を抑えるためにVCCラインの
ばたつきは50mV以内に収める必要があります。今回は秋月さんの3端子コンデンサ
を使い、綺麗な電源電圧波形を得ています。

また、Gms-g6aではGLONASS補足時に吐き出される一部センテンスが動的に
変わります。たとえば$GPRMCの場合は$GNRMCとなりGLONASSの捕捉が
わかる仕組みとなっています。
したがって自作のGPSロガーで使用する場合、"$GNxxx"のセンテンスの解釈を
新たに加える必要性があります。
さらに使ってみて判明しましたが一定時間補足できないとローパワーモードに入って
しまい黙ってしまうのでテストパケット等を送信して起こしてやる必要もあります。
詳しい操作はは私のSTM32Primer2を使ったGPSロガーのソースコードを参照
してください。厳しい環境に耐え抜いて使用されてきたお墨付きです。

そして今回の目玉の実地における比較ですが、今回は上空が開けていて遮蔽物が
ない場所として、地元の東山山頂公園(将軍塚の近くにある)を実験場所として
選びました。

因みにここは野良猫が

沢山いるのですがどの子も不自然に丸々と太った…

ひなたぼっこして…

おっと失礼、本来の目的はGPSモジュールの比較試験でしたね～

今回の比較試験の対象としてMTK3329が載ったUP501,MT3339が載ったおなじみPA6C、
そして今回の目玉のMT3333が載ったGms-g6aをサンプルとして選び、各モジュールの
cold,warm,hotスタート時の補足時間の平均を行います。

このモジュールはSTM32Primer2をベースにしたGPSロガーに接続され、同ロガーの
VCP機能を経由してPCにUARTのデータを垂れ流しにします。

PC側のツールはGTopが提供するGNSS対応の新しいツール"GPSViewer"を使って
ます。各起動状態のテスト回数の指定もできてxlsx形式でデータが保存できる
すごいやつです！

Gms-g6aから各状態からの補足時間を記録していきました。この日の最低気温は
氷点下になっていたそうですが…めっちゃ寒かった…ぶるぶる…

…Gms-g6aのコールドスタートの補足がなかなかうまくいきませんので後回し…
まぁ他のモジュールもコールドはこんなもんでしょと思ったのですが…

(UP501の補足テスト中)
やべー曇ってきたよ…風も出てきた…

(↑見えづらいですが雪が舞ってます)
ﾌﾞﾙﾌﾞﾙｶﾞｸｶﾞｸ
さてGms-g6aのコールドのデータ取り直そう…
いつの間にか猫ちゃん達も暖かい場所に逃げたようで居なくなっていました。

すっかり体が冷え切った頃に最後のデータも採り終わりましたがおかげで風邪
ひいてしまいました。さて、気になる結果ですが、下の表に今回使用した3つの
モジュールの各状態からのTTFFと各DOPの平均です。

御覧の通りPA6Cが全てにおいて圧倒的な性能を見せつけました…orz
PA6CとGms-g6aはパッチアンテナvsチップアンテナという空中線の性質の差も
あります。
残念ながらGLONASSの付与を持ってしてもパッチアンテナの物との差は埋められ
ないようですね。とはいえチップアンテナは非常に軽量でパッチアンテナよりも
壊れずらいので測位が少し劣るのを理解して使う分では十分使用に足ると思います
(私も実際に東海自然歩道で使用しましたし)。

というわけでPA6C最強伝説が図らずも証明されてしまいましたがMT3333/MT3332の
乗ったモデルはパッチアンテナ版も存在するようなので為替レートが落ち付いたころに
またパッチアンテナ版を購入して挑戦していきたいと思います！