10MHz GPSDO を組み立てる その５（GPS受信モジュールの設定）

GPS衛星を利用した基準信号発生器の製作情報は、国内外に多数存在します。
その中には、時間測定用の設定である「位置固定設定」についての記載があります。

この設定は、高価なGPS用器材にだけ備わっている機能だと思っていましたが、普通に入手できる安価なGPSモジュールにも時間測定用の設定が存在することが分かりました。

U-bloxの「位置固定設定」

U-blox社のM8などのモジュールを設定するためには、同社のソフト「u-center」を使用します。
このソフトの「NAV5」欄の「Navigation Modes」にある「Dynamic Model」項目では、以下の設定が出来ます。

0 – Portable：通常の設定です。携帯端末で測位を行う際に使用します。
2 – Stationary：時間基準用のモードです。固定局（移動速度ゼロ）に使用できます。

そのほかに、Pedestrian（徒歩移動）、Automotive（自動車移動）、At sea（海上移動）、Airborne < 1g（重力加速度1G)、Airborne < 2g （重力加速度2G）、Airborne < 4g （重力加速度4G）、Wrist （腕時計）、Bike（オートバイ移動）などが選べます。

トランジスタ技術の「GPS電子工作特集号」のコラム（トランジスタ技術２０１６年２月号 P48）では、通常の設定と位置固定設定で1PPSのゆれ具合を測定していますが、誤差の標準偏差が標準では2.8nS、位置固定設定では1.6nSとなっています。（実際のグラフは、もっと差があるように見えます。）

ATGM336Hの「位置固定設定」

今回使用しているGPSモジュールは、「杭州中科微电子有限公司」の「ATGM336H」です。
このモジュールにも「位置固定設定」がないかを調査します。

マニュアルの確認

マニュアルを探しましたが、中国語版のみしか見つかりませんでした。

１０ページ少々の中国語のマニュアルの中で参考になるのは

・ボーレート範囲: 4800 bps ~115200 bps
・デフォルト 9600bps
・8 データ ビット
・パリティなし
・1 ストップ ビット

という情報ぐらいでした。
色々と調べてみると、U-bloxのu-centerのように、販売元のHPに設定ソフトがあるようです。

それでは、「位置固定設定」を、やってみよう！

製造会社のHP

「杭州中科微电子有限公司」https://icofchina.com/のHPに行きます。（私は中国語が分からないので、右上の「English」を選びましたが、表示は中国語のままで何も変わりませんでした。）

それっぽい項目を選びます。「下载中心」（項目をコピーしてGoogle翻訳したら「ダウンロードセンター」でした。）を押します。
「GnssToolKit3.zip」を選んでダウンロードします。（ウイルス検査は問題ありませんでした。）

ソフトウエア（GnssToolKit）で設定

ソフトウエアの設定

ダウンロードしたソフトは、インストールしなくても大丈夫です。お好きなフォルダに解凍してください。「ATGM336H」をパソコンにつないで接続先のComポートを確認してから「GnssToolKit3.exe」を実行します。（アンテナはなくても大丈夫です。）

ソフトを起動したら中国語が出来る人以外は、下図の所を押して「English」を選びます。
「設定を反映するにはソフトを再起動」の指示が出るので、「OK」を押してソフトを再起動します。
やっと理解できるようになりました。

GPSモジュールの接続

「ATGM336H」をUSBモジュールを介して接続します。
まず、接続先のCOM番号にして、9600bpsに設定します。

何も起きないので、接続されていないのか何度もやり直しましたが、「View」の「NMEA」を選ぶと通信状況が確認できました。

実際の設定変更

「View」の「Configuration」を選びます。
その中から「PCAS11」を押します。

「Portable」から「Stationary」に変えて、下のバーにある「Send」と「Save」を押してモジュールに記憶させます。（下段を見るとコマンドラインから「$PCAS11.1*1C」と送っても設定が出来そうですが、セーブコマンドが見つけられなかったのでGUIでやるのが無難でしょう。）

確認のために一度ソフトを終了し、GPSモジュールを抜いて再度挿入します。
ソフトを立ち上げて同じ場所を確認すると、「Stationary」になっています。
設定変更は成功しました。

これで、1PPSの安定度がアップしたはずです。
GPSモジュールをGPSDOに組み込んで、正常動作を確認しました。
これから数日間、GPSDOを立ち上げてログを取って比較します。