产品简介
本章介绍UM982模块的基本信息，包括以下⽅⾯：
产品概况
主要特点
技术指标
模块概览
产品概况
UM982是和芯星通自主研发的新一代全系统、全频点、高精度定位定向模块，该产品的设计基于NebulasⅣTM ——和芯星通自主研发的新一代全系统、全频点、射频基带及高精度算法一体化GNSS SoC芯片。了解更多关于NebulasⅣTM芯片的信息，见1.4 模块概览。
UM982主要面向无人机、割草机、精准农业及智能驾考等领域，支持全系统、全频点片上 RTK 定位及双天线定向解算，可作为移动站或基站使用。
UM982支持配置多系统联合定位或单系统独立定位模式，可同时跟踪多频点信号。UM982内置抗干扰单元，在复杂电磁环境下仍可确保准确的定位精度。
UM982支持多种通信接口，包括UART、I2C*和SPI*。此外，还支持1PPS、EVENT、CAN*等接口，可满足不同应用场景的需求。了解更多关于UM982接口的信息，见1.3 技术指标。
*I2C、SPI、CAN为预留接口，暂不支持。
主要特点
UM982 全系统、全频点、高精度定位定向模块具有以下特点：
支持双天线输入，
支持全系统、全频点、片上RTK定位及双天线定向解算，
支持BDS B1I/B2I/B3I + GPS L1/L2/L5 + GLONASS G1/G2 + Galileo E1/E5a/E5b + QZSS L1/L2/L5 + SBAS，
应用Dual-RTK 双RTK引擎技术，
支持自适应识别差分输入RTCM格式，
16 mm x 21 mm x 2.6 mm表面贴装，
了解更多关于UM982的系统及频点信息，见 1.3 技术指标。
技术指标
本小节介绍UM982的技术指标数据，包括星座、频点、定位定向精度等，详细信息见表1-1。
| 基本信息 | |||||
| 通道 | 1408个通道，基于NebulasⅣTM | ||||
| 星座 | BDS、GPS、GLONASS、Galileo、QZSS | ||||
| 主天线频点 | BDS: B1I、B2I、B3I GPS: L1C/A、L2P (Y)/L2C、L5 GLONASS: G1、G2 Galileo: E1、E5a、E5b QZSS: L1、L2、L5 |
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| 从天线频点 | BDS: B1I、B2I、B3I GPS: L1C/A、L2C GLONASS: G1、G2 Galileo: E1、E5b QZSS: L1、L2 |
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| 电源 | |||||
| 电压 | +3.0 V~3.6 V DC | ||||
| 功耗 | 600 mW1 | ||||
| 性能指标2 | |||||
| 单点定位 (RMS)3 | 平面：1.5 m 高程：2.5 m |
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| DGPS (RMS)3,4 | 平面：0.4 m+1 ppm 高程：0.8 m+1 ppm |
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| RTK (RMS)3,4 | 平面：0.8 cm+1 ppm 高程：1.5 cm+1 ppm |
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| PPP (RMS)5 | 平面：5 cm 高程：10 cm |
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| 定向精度(RMS) | 0.1度/1 m 基线 | ||||
| PPS精度(RMS) | 20 ns | ||||
| 速度精度(RMS)6 | 0.03 m/s | ||||
| 首次定位时间7 | 冷启动＜30 s 热启动＜4 s |
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| 初始化时间3 | ＜5 s (典型值) | ||||
| 初始化可靠性3 | ＞99.9% | ||||
| 数据更新率 | 定位测向20 Hz 20 Hz原始观测量 |
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| 差分数据 | RTCM 3.X | ||||
| 数据格式 | NMEA - 0183 Unicore |
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| 观测值精度（RMS）2 | |||||
| BDS | GPS | GLONASS | Galileo | ||
|---|---|---|---|---|---|
| B1I、L1C/A、G1、E1伪距 | 10 cm | 10 cm | 10 cm | 10 cm | |
| B1I、L1C/A、G1、E1载波相位 | 1 mm | 1 mm | 1 mm | 1 mm | |
| B3I、L2P(Y)、L2C、G2伪距 | 10 cm | 10 cm | 10 cm | 10 cm | |
| B3I、L2P(Y)、L2C、G2载波相位 | 1 mm | 1 mm | 1 mm | 1 mm | |
| B2I、L5、E5a、E5b伪距 | 10 cm | 10 cm | 10 cm | 10 cm | |
| B2I、L5、E5a、E5b载波相位 | 1 mm | 1 mm | 1 mm | 1 mm | |
| 物理特性 | |||||
| 封装 | 48 pin LGA | ||||
| 尺寸 | 21 mm × 16 mm × 2.6 mm | ||||
| 重量 | 1.82 g ± 0.03 g | ||||
| 环境指标 | |||||
| 工作温度 | -40 °C ~ +85 °C | ||||
| 存储温度 | -55 °C ~ +95 °C | ||||
| 湿度 | 95% 非凝露 | ||||
| 振动 | GJB150.16A-2009 MIL-STD-810F |
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| 冲击 | GJB150.18A-2009 MIL-STD-810F |
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*.I2C、 SPI、 CAN为预留接⼝，暂不⽀持。 1.双天线 10Hz PVT + 10Hz RTK + 10Hz Heading。 2.该部分内容为针对UM982的主天线性能。 3.测试结果受大气条件、基线长度、GNSS天线类型、多路径、可见卫星数以及卫星几何构型等影响，可能会有偏差。 4.测量使用1公里基线和天线性能良好的接收机，不考虑可能的天线相位中心偏移误差。 5.开阔天空且无干扰环境下收敛20分钟。 6.开阔天空，无遮挡场景，99% @静态。 7.-130dBm @可用星超过12颗。
模块概览
本小节介绍UM982的整体结构，主要介绍射频部分、GNSS芯片和外部接口。
（1）射频部分
接收机通过同轴电缆从天线获取过滤和增强的GNSS信号。射频部分将射频输入信号转换成中频模拟信号，并将中频模拟信号转换为NebulasIVTM 芯片所需的数字信号。
（2）NebulasIVTM 芯片
NebulasIVTM 芯片是和芯星通自主研发的新一代全系统、全频点、射频基带及高精度算法一体化GNSS SoC芯片。该芯片具有以下特点：
采用22nm 低功耗工艺，
支持1408个超级通道，
内置双核CPU，并集成高速浮点处理器及RTK专用协处理器，
支持单芯片完成高精度基带处理和RTK定位定向解算。
（3） 外部接口
UM982具有以下外部接口：
*I2C、SPI、CAN为预留接口，暂不支持。
硬件介绍
本章介绍UM982的硬件基础信息，包括以下⽅⾯：
引脚功能
电⽓特性
机械尺⼨
引脚功能
UM982模块有48个引脚。图2-1 是UM982的引脚分布情况，表2-1 是UM982的引脚功能描述。
表2-1 UM982 引脚功能描述
| 序号 | 引脚名称 | I/O | 描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | / | 地 |
| 2 | ANT1_IN | I | GNSS天线信号输入（主天线） |
| 3 | GND | / | 地 |
| 4 | GND | / | 地 |
| 5 | V_BCKP | I | 当模块主电断电时，V_BCKP给和RTC及相关寄存器供电。 电平要求2.0V~3.6V。 常温@25°C，模块主电断电时，V_BCKP的工作电流小于60uA。 不使用热启动功能时，V_BCKP需接VCC，不能接地或者悬空。 |
| 6 | SPIS_CSN | I | 从SPI片选输入 |
| 7 | SPIS_MOSI | I | 从SPI数据输入 |
| 8 | SPIS_CLK | I | 从SPI时钟输入 |
| 9 | SPIS_MISO | O | 从SPI数据输出 |
| 10 | SPIS_SDRY | O | 从SPI中断输出 |
| 11 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 12 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 13 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 14 | ERR_STAT | O | 异常指示，高电平有效。 模块系统自检不通过时，输出高电平； 模块自检通过输出低电平。 |
| 15 | PVT_STAT | O | PVT定位指示，高电平有效。 模块能进行定位时输出高电平； 不定位输出低电平。 |
| 16 | RTK_STAT | O | RTK定位指示，高电平有效。 RTK固定解时输出高电平； 其他定位状态或者不定位输出低电平。 |
| 17 | RXD1 | I | 串口1接收，LVTTL电平 |
| 18 | TXD1 | O | 串口1发送，LVTTL电平 |
| 19 | RXD2 | I | 串口2接收，LVTTL电平 |
| 20 | TXD2 | O | 串口2发送，LVTTL电平 |
| 21 | SCL | I/O | I2C时钟 |
| 22 | SDA | I/O | I2C数据 |
| 23 | VCC | POWER | 供电电源（+3.3 V） |
| 24 | VCC | POWER | 供电电源（+3.3 V） |
| 25 | BIF | / | BIF：Built-in Function（内部功能）， 建议加通孔测试点与10K上拉电阻， 不能悬空/接地/接电源/外设IO。 |
| 26 | BIF | / | BIF：Built-in Function（内部功能）， 建议加通孔测试点与10K上拉电阻， 不能悬空/接地/接电源/外设IO。 |
| 27 | TXD3 | O | 串口3发送，可复用为CAN TXD，LVTTL电平 |
| 28 | RXD3 | I | 串口3接收，可复用为CAN RXD，LVTTL电平 |
| 29 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 30 | PPS | O | 秒脉冲，输出脉宽和极性可调 |
| 31 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 32 | EVENT | I | 事件输入信号，频度和极性可调 |
| 33 | RESET_N | I | 系统复位，低电平有效，电平有效时间不少于5 ms |
| 34 | GND | / | 地 |
| 35 | GND | / | 地 |
| 36 | ANT2_IN | I | GNSS天线信号输入（从天线） |
| 37 | GND | / | 地 |
| 38 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 39 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 40 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 41 | GND | / | 地 |
| 42 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 43 | GND | / | 地 |
| 44 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 45 | GND | / | 地 |
| 46 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 47 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
| 48 | RSV | / | 保留管脚，必须悬空 |
电气特性
本小节介绍UM982电气特性，包括以下方面：
最大耐受值
工作条件
IO阈值特性
天线特性
最大耐受值
| 参数 | 符号 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 供电电压 (VCC) | VCC | -0.3 | 3.6 | V |
| 输入管脚电压 | Vin | -0.3 | 3.6 | V |
| GNSS主/从天线信号输入 | ANT1_IN/ANT2_IN | -0.3 | 6 | V |
| 主/从天线射频输入功率 | ANT1_IN/ANT2_IN input power | / | +10 | dBm |
| 存储温度 | Tstg | -55 | 95 | ℃ |
工作条件
| 参数 | 符号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 供电电压 (VCC)8 | VCC | 3.0 | 3.3 | 3.6 | V | / |
| VCC最大纹波 | Vrpp | 0 | / | 50 | mV | / |
| 工作电流9 | Iopr | / | 180 | 300 | mA | VCC=3.3 V |
| 工作温度 | Topr | -40 | / | 85 | ℃ | / |
| 功耗 | P | / | 600 | / | mW | / |
IO阈值特性
| 参数 | 符号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 输入管脚低电平 | Vin_low | 0 | / | 0.6 | V | / |
| 输入管脚高电平 | Vin_high | VCC×0.7 | / | VCC+0.2 | V | / |
| 输出管脚低电平 | Vout_low | 0 | / | 0.45 | V | Iout = 2 mA |
| 输出管脚高电平 | Vout_high | VCC-0.45 | / | VCC | V | Iout = 2 mA |
天线特性
| 参数 | 符号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 最佳输入增益 | Gant | 18 | 30 | 36 | dB | / |
8此范围已经包含了电源纹波，即在考虑纹波的情况下，VCC供电电压范围还必须在3.0V~3.6V之间。 9由于产品内部装有电容，上电时刻会产生冲击电流。在实际应用场景下，需评估确认冲击电流导致的电压跌落对系统的影响。
机械尺寸
本小节介绍UM982的长、宽、厚等尺寸信息。
| 参数 | 最小值（mm） | 典型值（mm） | 最大值（mm） |
|---|---|---|---|
| A | 20.80 | 21.00 | 21.50 |
| B | 15.80 | 16.00 | 16.50 |
| C | 2.40 | 2.60 | 2.80 |
| D | 2.78 | 2.88 | 2.98 |
| E | 0.95 | 1.05 | 1.15 |
| F | 1.55 | 1.65 | 1.75 |
| G | 1.17 | 1.27 | 1.37 |
| H | 0.70 | 0.80 | 0.90 |
| K | 1.40 | 1.50 | 1.60 |
| M | 4.10 | 4.20 | 4.30 |
| N | 3.70 | 3.80 | 3.90 |
| P | 2.00 | 2.10 | 2.20 |
| R | 0.90 | 1.00 | 1.10 |
| X | 0.72 | 0.82 | 0.92 |
| Y | 1.00 | 1.05 | 1.10 |
| T | 1.03 | 1.08 | 1.13 |
| Ø | 0.41 | 0.51 | 0.61 |
硬件设计
本章介绍UM982的硬件设计相关内容，包括以下⽅⾯：
最小系统推荐设计
外部天线馈电设计
模块上电与下电
接地与散热
PCB封装推荐设计
最小系统推荐设计
本小节介绍UM982的最小系统设计方案，包括原理图及推荐的电感、电容、电阻信息。
| 符号 | 描述 |
|---|---|
| L1 | 推荐使用0603封装的68 nH射频电感 |
| C1 | 推荐使用100 nF + 100 pF两个电容并联 |
| C2 | 推荐使用100 pF电容 |
| C3 | 推荐使用n*10 μF+1*100 nF电容并联，总容值不小于30 μF |
| R1 | 推荐使用10 kΩ电阻 |
外部天线馈电设计
UM982 采取从模块外部向天线馈电的方式。
为了提高系统对雷击和浪涌的防护能力，建议采取以下措施：
选择高耐压、大功率的馈电芯片。
在馈电电路中增加气体放电管、压敏电阻、TVS管等大功率防护器件。
Caution
天线馈电（ANT_BIAS）和模块主供电（VCC）应采用不同的电源轨，以减小模块损坏的可能性。如果ANT_BIAS和VCC采用相同的电源轨，则天线端引入的ESD、浪涌、过压会加到模块主供电上，可能导致模块损坏。
| 符号 | 描述 |
|---|---|
| L1、L2 | 馈电电感，推荐0603封装的68nH射频电感 |
| C1、C3 | 去耦电容，推荐各由100nF/100pF两个电容并联 |
| C2、C4 | 隔直电容，推荐100pF的电容 |
| D1、D4 | ESD二极管，应选用支持高频信号（2000MHz以上）的ESD防护器件 |
| D2、D3 | TVS二极管，根据馈电电压、天线耐压等指标选择钳位特性达标的TVS管 |
模块上电与下电
模块上电与下电须满足以下要求：
（1）VCC
上电起始电平需要低于0.4V。
上电电源坡道必须是单调的，不能有平缓处。
上电的下冲与振铃需小于5% VCC。
上电时间间隔需大于500ms。上电时间间隔，即模块VCC下电低于0.4V后，到下一次开始上电之间的间隔。
Note
PN为2310415000002的模块，VCC上电波形从10%到90%的上升时间需在100μs ~ 1ms范围内。
（2）V_BCKP
上电起始电平需要低于0.4V。
上电电源坡道必须是单调的，不能有平缓处。
上电的下冲与振铃需小于5% V_BCKP。
上电时间间隔需大于500ms。上电时间间隔，即模块V_BCKP下电低于0.4V后，到下一次开始上电之间的间隔。
接地与散热
UM982模块中部有35个焊盘排列成矩阵型，如图3-3所示，用于接地与散热。在PCB设计时须接到大面积地平面上，以加强模块散热。
PCB封装推荐设计
建议UM982的PCB焊盘尺寸与模块焊盘相同，如图3-4 PCB封装推荐设计。了解模块尺寸参数，见机械尺寸。
Note
为方便后期硬件调试及测试，可在模块各功能引脚信号上预留适当测试点。
可根据客户生产工艺要求，优化 PCB 焊盘尺寸设计，以确保生产过程中的可制造性和可靠性。
生产要求
本章提供 UM982 焊接温度及钢网建议，并说明焊接过程中的注意事项。
回流焊
UM982的焊接方式推荐使用无铅焊接。焊接温度曲线见图4-1，具体描述见表4-1。
表4-1 UM982 焊接温度区间描述
| 阶段 | 描述 |
|---|---|
| 升温阶段 | 升温斜率：最大3°C/s 升温温度区间：50°C~150°C |
| 预热阶段 | 预热阶段时间：60s~120s 预热温度区间：150°C~180°C |
| 回流阶段 | 超过熔点温度217°C的时间：40s~60s 焊接峰值温度：不超过245°C |
| 冷却阶段 | 降温斜率：最大4°C/s |
Note
为防止模块焊接中出现脱落，请不要将模块设计在板卡背面焊接，且最好不要经历两次焊接循环。
焊接温度的设置取决于产品工厂的诸多因素，如主板特性、锡膏类型、锡膏厚度等，请同时参考相关IPC标准以及锡膏的指标。
由于有铅焊接温度相对较低，若采取有铅焊接方式，请优先考虑板卡上的其他元器件。
钢网
钢网的开孔方式需要满足客户产品的设计要求以及检验规范，钢网厚度推荐使用0.15mm（建议不低于0.12 mm）。
Note
可根据客⼾⽣产⼯艺要求，优化钢⽹设计，以确保⽣产过程中的可制造性和可靠性。
包装
本章介绍UM982的产品标签信息和产品包装信息。
标签说明
UM982 模块的标签信息见图5-1。
本手册适用的UM982模块应具备以下PN号：
PN：2310415000002，
PN：2310415000012。
包装说明
（1） 包装方式
UM982模块为表面贴装器件，使用载带、卷盘方式包装。模块包装在真空密封的铝箔防静电袋中，内附干燥剂防潮。
UM982模块在真空密封的铝箔防静电袋中的保存期限（shelf life）为1年。
Caution
烘烤作业时需要将模块从包装中取出，因为载带等包装材料只能承受55℃的温度。
表5-1 UM982 包装信息
| 项目 | 描述 |
|---|---|
| 模块数量 | 250片/卷 |
| 卷盘尺寸 | 料盘：13英寸 外径：330±2 mm 内径：180±2 mm 内径宽：44.5±0.5 mm 壁厚：2.0±0.2 mm |
| 载带 | 模块间距（中心距）：24 mm |
图5-3 是UM982的卷装示图，包装规格如下：
10个边孔的累计公差不超过±0.2mm。
载带材料规格为PS黑色抗静电，（表面阻抗105－1011）（表面静电压<100V）厚度0.35mm。
13英寸卷轮卷装长度为6.816米（前段空包长度：0.408米，零件包装长度：6米，后段空包长度：0.408米）。
13英寸卷轮包装零件总颗数：284颗（前段空包颗数：17颗，实际包装零件颗数：250颗，后段空包颗数：17颗）。
所有尺寸设计参照EIA－481－C－2003。
载带在250mm长度以内最大弯曲度不超过1mm。
（2）湿度卡
UM982包装内含有湿度卡，卡片上不同百分比的标识圈的颜色反映包装内湿度情况。需重点关注以下标识圈及颜色：
30%标识圈显示为蓝色，表示湿度情况正常，见图5-4。
20%标识圈显示为粉色、30%标识圈显示为淡紫色，需按要求烘焙产品后再进行贴片，见图5-5。
UM982模块的湿度敏感等级为3，与湿敏等级相关的包装及操作注意事项参照标准 IPC/JEDEC J-STD-033。了解更多信息，可访问JEDEC网站。
