一、系统核心架构

首先，我们通过以下系统框图来直观地了解整个硬件方案的核心组成与数据流向：

如上图所示，整个硬件系统的核心是一颗MCU，它负责协调所有单元的工作：

* 定位与传感单元：提供核心的位置与运动数据。

* 人机交互单元：负责与用户进行信息交互。

* 电源与存储单元：为系统提供能源并保存关键数据。

二、 定位模块（方案核心）

推荐：一款成熟的多模GPS+北斗+GLONASS定位模块。

定位系统：必须支持多系统：GPS + 北斗+ GLONASS，北斗是核心，因为在中国地区，北斗卫星数量多，信号好，能显著提高定位精度和稳定性。多系统并行可接收的卫星数量更多，直接提升定位可靠性和精度。

首次定位时间：冷启动 < 50秒，热启动 < 5秒，这影响用户体验。冷启动时间越短，用户开机后等待测量的时间就越短。支持 A-GPS（辅助GPS） 功能的模块可以极大缩短首次定位时间。

灵敏度：高捕获和跟踪灵敏度，确保在弱信号环境下也能工作。

更新率：至少1Hz，5Hz或10Hz更好。更高的更新率意味着更密集的轨迹采样点，面积计算更准确。

定位精度：这是最重要的指标，选择市面上较好的单频模块，其开阔地精度最好能达到2米左右。

数据协议：NMEA 0183这是标准协议，通用性强，方便MCU通过UART口进行解析，获取经纬度、时间、卫星数等关键信息。

优势：

这是最核心的优势。单频GPS/BDS模块经过多年发展，已是完全成熟的红海市场，价格极具竞争力。这使得整机成本可以压到很低，契合广大农户的购买力。 

功耗低，续航长，单频模块仅需处理一个频段的信号，其运算复杂度和功耗都远低于双频模块。这对于需要长时间在田间工作的手持设备至关重要，可以轻松实现数天甚至数周的待机。满足应用场景的“足够精度”测亩仪的核心是测量相对面积，而非绝对坐标。在开阔的田野中，单频模块的相对精度（即两点之间的相对距离误差）远优于其绝对精度。通过合理的算法，可以将大面积（如1亩以上）的测量误差控制在用户可以接受的范围内。体积小，易于集成，单频模块及其外围电路非常简单，天线也可以做得比较小巧，非常适合于手持、便携的测亩仪设备。 

三、方案设计中如何扬长避短

天线是灵魂，必须选用高质量的有源GPS/北斗天线。天线的性能直接决定了模块能接收到多好的信号。确保天线在设备中有良好的“净空” 设计，即天线正面朝向天空，下方和周围尽量远离金属和电路板。软件算法也至关重要

滤波算法：必须采用卡尔曼滤波等算法，平滑轨迹，剔除因信号波动产生的“毛刺”和“跳点”。

延迟启动：在软件上设计“搜星完成”提示，建议用户等待信号稳定后再开始测量。

自动闭合：软件自动将测量路径的首尾点连接，形成闭合区域计算面积。

多点平均：对于测量的关键点（如拐角），可以短暂停留，让模块多次采样取平均值，提升该点精度。