GPS F9P 模組設定¶
本指南涵蓋 SparkNavi F9P RTK GPS 模組接到 SparkNavi Blue 的接線、ArduPilot 重要參數，以及——更重要的——為什麼我們建議這樣設。完整硬體規格請參考 SparkNavi F9P 產品頁。
1. 你需要的硬體¶
- 1 顆 SparkNavi F9P 模組（雙 GPS / RTK Yaw 設定則需 2 顆）
- 1 副多頻 L1/L2/E5b 天線 （實際精度取決於天線品質，比任何其他因素都重要）
- SparkNavi Blue 隨附的 GPS 連接線
- 安裝有 Mission Planner 的 Windows 電腦（或 QGroundControl）
2. 接線¶
SparkNavi Blue 提供兩個 GPS 接口：GPS1（8-pin）與 GPS2（6-pin）。兩者共用 I²C2 匯流排——這正是為什麼每顆 F9P 上的 BMM150 羅盤都能被自動偵測。
| 訊號 | F9P 腳位 | Blue GPS1 腳位 | Blue GPS2 腳位 |
|---|---|---|---|
| +5 V | 1 | 1 | 1 |
| UART RX | 2 | 2 (TX) | 2 (TX) |
| UART TX | 3 | 3 (RX) | 3 (RX) |
| I²C SCL | 4 | 4 | 4 |
| I²C SDA | 5 | 5 | 5 |
| GND | 6 | 8 | 6 |
接 GPS1 時，腳位 6、7（safety switch + LED）保持斷路即可。
3. ArduPilot 參數¶
單顆 F9P（接於 GPS1）：
| 參數 | 數值 | 說明 |
|---|---|---|
GPS1_TYPE |
2 |
u-blox 驅動 |
GPS_AUTO_CONFIG |
3 |
建議值——見 §4 |
GPS_AUTO_SWITCH |
1 |
採用最佳訊號 |
GPS_PRIMARY |
0 |
以 GPS1 為主 |
雙 F9P（兩顆相同模組分別接 GPS1 與 GPS2）：
| 參數 | 數值 | 說明 |
|---|---|---|
GPS1_TYPE / GPS2_TYPE |
2 / 2 |
兩者皆 u-blox |
GPS_AUTO_CONFIG |
3 |
與單顆設定相同——見 §4 |
GPS_AUTO_SWITCH |
2 |
Blend 模式——見 §4 |
GPS_INJECT_TO |
127 |
向兩顆廣播 RTCM 修正 |
寫入參數後重新啟動飛控。
4. 為什麼這樣設定¶
這是大部分設定教學會略過、但對實際運用最關鍵的部分。
為什麼 GPS_AUTO_CONFIG = 3¶
ArduPilot 預設的 GPS_AUTO_CONFIG = 1 會在開機時用已知良好的預設值設定 GPS，但不會清除模組內可能殘留的舊設定（不同 baud rate、不同訊息頻率、不同 RTCM 過濾規則等）。對於 u-blox Gen 9 等級的模組（ZED-F9P 屬於這代），這些殘留設定可能會與 ArduPilot 想做的事互相干擾，產生難以追蹤的問題。
把 GPS_AUTO_CONFIG 設為 3 會讓 ArduPilot 先清除模組內所有非 ArduPilot 設定，再套用預設值。結果是一個可重現、可預測的開機狀態——這在模組會在不同機體間移轉，或是模組從外場回來而你無法確定它的設定歷史時，影響非常大。
為什麼兩顆相同 F9P 要用 GPS_AUTO_SWITCH = 2（Blend）¶
Blend 模式的設計前提是「兩顆 GPS 是同型號、解算品質接近」。兩顆 F9P 都收一樣的星座、若有注入 RTCM 修正也吃同一套，產出的解算在統計上是等價的。取兩者平均能壓制各自獨立的瞬時誤差——精度雖然只小幅提升，但很穩定。
這跟混搭設定（例如 F9P + M8N）的情境完全不同。混搭情境下 F9P 明顯更好，你不會想讓 M8N 把它平均下來；該情境下應該用 GPS_AUTO_SWITCH = 4（主 GPS 有 3D fix 時優先用主 GPS）。
EKF3 抗干擾機制（EK3_OPTIONS bit 0）¶
對於可能在 RF 受干擾環境作業的平台——國防、軍事空域附近、高功率廣播或雷達發射源附近——將 EK3_OPTIONS bit 0 設為 1 會改變 EKF3 在 GPS 恢復後的行為。GPS 重新鎖定後，不會立刻被導航濾波器採用；必須先重新通過 preflight 階段的 GPS 品質檢查。這能避免被人為破壞過的 GPS 訊號在恢復後立刻被信任。
這個選項不能做什麼
這只在「短時間干擾後 GPS 恢復」這種情境下保護解算品質。它不是無 GPS 環境下的導航替代方案。持續無 GPS 的飛行需要光流 + 測距、視覺慣性里程計，或外部位置注入。
5. SparkNavi Blue 特有注意事項¶
幾件用 Blue 接 F9P 時專屬、不在通用 ArduPilot 文件中的事項：
兩顆 BMM150 共用 I²C2。 兩顆 F9P 接到 Blue 時，兩個內建的 BMM150 磁力計都會出現在同一條 I²C 匯流排上、但有不同的 I²C 位址。ArduPilot 會自動將兩者識別為外部羅盤。SparkNavi Blue 沒有內部羅盤，所以這兩顆 BMM150 會自動成為主、次羅盤——你不需要手動關閉內部羅盤。
羅盤優先順序——選遠離雜訊源的那顆。 在兩顆外部羅盤的情境下，COMPASS_PRIO1_ID 應設定為實體位置上離 ESC、電源線、高電流路徑較遠那顆 BMM150 的 device ID（可在 Mission Planner 的 Compass 設定畫面找到 ID）。這是在裝兩顆 GPS 的多旋翼上能單獨改善 yaw 穩定性最有效的一招。
原廠接線無需改造。 Blue 隨附的 GPS 連接線已照 1 對 1 對應接好，可直接使用。若你自行製作連接線（例如客製機體），請依照 §2 的腳位對照表接。
6. 驗證¶
完成接線、寫參數、重啟後，在 Mission Planner 中應該看到：
- 3D fix 在戶外空曠處 30 秒內取得
- 衛星數 20–30+ 顆（多星座是 F9P 的強項）
- HDOP 一分鐘內降到 1.0 以下
- 若有 RTK：開始注入 RTCM 修正後約 35 秒內進入 RTK Float → RTK Fixed
若你看到 3D fix 但開了修正後一直停在 RTK Float（或更差），最常見的原因是 GPS_INJECT_TO 沒設成 127。
7. 疑難排解¶
| 症狀 | 可能原因 |
|---|---|
| 偵測不到 GPS | 接線方向反了，或 GPS1_TYPE = 0 |
| 有 3D fix 但 HDOP 很高 | 天線位置不好——太靠近碳纖維，或天空遮蔽 |
| 卡在 RTK Float | 天線是單頻的，或注入的修正流不是多頻 |
| Pre-arm 提示 Compass FAILED | COMPASS_ORIENT 與 GPS 模組實體朝向不一致 |