[GPS模块经验分享]. PDF

【分享使用GPS模块的经验】2019-02-13目录1.简介3 2.定位精度3 3.定位模块输出信息53.1 GPGGA / GNGGA，GPRMC / GNRMC 53.2定位输出频率63.3时间信息73.4速度和方位角信息7 4.组合导航7 5.差分定位8 6.如何在Google Earth 9中显示轨迹9 7.如何根据经度和纬度找到距离131.简介GPS定位模块广泛用于各种产品，而不是共享自行车，定位手表，汽车Tbox等产品. 本文以瑞士U-blox公司的NEO-M8N定位模块为例，该模块直接通过串行端口输出信息，以分享您的经验. 2.定位精度当前市场上有一些模块与Ublox定位模块和各种其他定位设备完全引脚兼容. 用户应如何评估定位效果？以Ublox NEO-M8N和家用定位模块为例，无法通过以下数据表中的描述来判断定位性能的好坏. 图1: Ublox定位精度描述图2: 家用定位模块定位精度描述首先在手册中介绍2.5m CEP的概念，2.5m并不意味着每个定位精度都在2.5m以内. CEP是一个统计概念，全名是“可能的循环误差”，即循环概率误差.

由于甚至在同一位置，由于各种因素，每个定位输出的结果也不同，因此定位点将形成离散分布. 以平均点为中心，将包含50％点的圆的半径称为圆概率误差. 换句话说，2.5mCEP的50％将落在以平均值为中心的2.5m半径的圆之内，而50％的结果将在2.5m圆之外. 如何测试定位模块的实际定位效果？一种方法是原位静态测试，即选择某个点，进行1小时以上的静态测试，记录所有点，然后进行统计分析. 下图是静态测试的点分布图. 图中的红色圆圈是平均点. 可以看出，精度可以达到至少2m CEP. 图3: 静态测试点的分布也可以用于运动测试. 例如，沿着一条直线，来回走动以收集多组数据并分析其轨迹. 图4: 运动轨迹测试3.定位模块的输出信息3.1 GPGGA / GGNGA，GPRMC / GNRMC输出NEMA-0183声明是通过串行口通过的，该协议所定义的声明非常多，最常用的有$ GPGGA，$ GPRMC两种. 但是，定位模块的输出通常以$ GN前缀开头为$ GNGGA和$ GNRMC，这表明它是多个卫星系统（如GPS和北斗）的组合定位. $ GPRMC，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，<10>，<11>，<12> * hh字段0: $ GPRMC，语句ID，指示该语句为推荐值. 最小特定GPS / TRANSIT数据（RMC）推荐的最小定位信息字段1: UTC时间，hhmmss.sss格式字段2: 状态，A =定位，V =不是定位字段3: 纬度ddmm.mmmm，度-分钟格式（前导数字不足，则填写0）例如，将4000.86638转换为度是00.86638 / 60 = 0.0144396666666注意: GPS坐标通常具有两个表达式: dddmm .mmmm（度数分钟格式）: Ddd表示度数； mm.mmmm表示分钟，其中分钟的整数部分在小数点之前，而分钟的小数部分在小数点之后； ddd.mm.ss（度gps模块怎么用，分，秒）: ddd表示度，mm表示分钟，ss代表秒，有些代表ss作为小数部分.

Ublox定位模块GNGGA是第一种方法. 必须指出的是，由于格式转换问题，许不小心造成了计算错误. 栏位4: 纬度N（北纬）或S（南纬）栏5: 经度dddmm.mmmm，度和分钟格式（前导数字不足，请填写0）栏6: 经度E（东经）或W （西经）字段7: 速度，节，节0.0到1851.8. 1结= 1.852 km / h区域8: 方位角，000.0至359.9度. 与真正的北方成顺时针方向的角度. 例如，45°表示东北. 栏位9: UTC日期，DDMMYY格式栏位10: 磁偏角（000-180）度（前导数字不足以填写0）栏位11: 磁偏角方向，E =东，W =西栏12: 模式指示（仅NMEA0183 3.00版输出，A =自主定位，D =差分，E =估计，N =数据无效）*后者hh是$到*所有字符的ASCII码XOR校验和$ GPGGA，<1>，<2 >，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，M，<10>，M，<11>，<12> * hh字段0: $ GPGGA，语句ID，指示该语句是全球定位系统修订数据（GGA）GPS定位信息字段1: UTC时间，hhmmss.sss，小时，分钟和秒格式字段2: 纬度ddmm.mmmm，度和分钟格式（前导数字，如果不足，请填写0）字段3: 北纬度N（北纬）或S（南纬）字段4: 经度dddmm.mmmm，度和分钟格式（前导数字不足，请填写0）字段5: 经度E（东经）或W（W est经度）字段6: GPS状态，0 =未定位，1 = GPS单点定位固定解，2 =差分定位，3 = PPS解决方案； 4 = RTK固定解决方案； 5 = RTK浮点解决方案； 6 =估计值； 7 =手动输入模式； 8 =模拟模式；字段7: 使用中的卫星数（00-12）（前导数字小于0）字段8: HDOP水平精度因子字段9: 高度（-9999.9-99999.9）字段10: 地球椭球相对于卫星的高度大地水准面. 字段11: 差分时间（自上次接收到差分信号以来的秒数. 如果不是差分定位，它将为空）字段12: 差分站ID号0000-1023（如果前导位数为不够，将用0填充. 如果不是差分定位，则为空）*后者的hh是$到*所有字符的ASCII码XOR校验和3.2定位输出频率制造商的最高定位输出频率为不同，通常为1Hz，5Hz，10hz.

不同的应用程序要求也不同. 例如，对于车载系统，频率不应太低，最好达到10Hz，因为按照100km / h的速度，即27.7m / s. 10Hz，每秒输出10次，基本上在3m左右有一点输出. 如果是1hz，则汽车已经行驶了几十米，并且位置没有变化，这是不合理的. 有关U-blox M8N的输出频率，请参阅芯片数据手册: 如果是GPS＆GLONASS定位，则输出频率为5hz. 3.3时间信息GPRMC / GNRMC中的第一个字段是时间信息，UTC时间和hhmmss.sss格式. 例如，053156.60、05小时，31分钟和56秒. 北京时区是东八区，比世界协调时间早8小时. UTC加8小时为北京时间，相当于北京时间13:31:56. 此字段更有用. 例如，当设备将信息上载到服务器时，需要使用时间戳记以使用GPS时间. 此外，由于GPS使用的原子钟具有很高的时钟精度，因此也可以校准系统时间. 3.4速度和方位角信息GPRMC / GNRMC7和8字段是速度和方位角信息. 速度可用于指示设备的运行速度，而方位角可用于确定设备的移动方向. 应该注意的是，当速度下降到接近于0时，方位角字段将不复存在.

4. 组合导航需要组合导航的原因是，在某些GPS信号不好的地方，例如隧道，高架桥等，GPS定位会出现严重的漂移. 目前，如果您使用集成导航（GPS +惯性导航），将会有更大的改进. 让我给你看一组照片. 在下图中，红色轨迹是集成导航定位，白线是普通GPS定位，红色圆圈正在穿过桥孔. 普通的GPS定位轨迹明显偏移，集成导航会更好. 图4: 集成导航和定位与普通GPS定位5.差分定位差分的目的是提高定位精度. 其实现是将GPS放在参考站上进行观察. 根据基站的已知准确坐标，计算从基站到卫星的距离校正值，并通过基站实时发送此数据. 用户接收机在进行GPS观测的同时gps模块怎么用，还接收基站发送的校正号，并校正其定位结果，从而提高了定位精度. 可以提高差分定位校正后的定位精度. 现有的差分基站和定位终端通常通过移动运营商网络或无线数据传输站来发送差分校正信息. 国内最大的网络差分服务提供商是千寻. 对于终端设备，它需要自己的Internet访问功能. 购买Chihiro的差异帐户后，您可以从Chihiro的服务器中获取差异更正信息，并将其写入. 定位模块将自动将差分定位数据输出到定位模块中.

差分校正信息的标准格式为RTCM，其中包括RTCM2.3，RTCM3.2和其他版本. 不同的定位模块支持不同的版本. 对于Ublox NEO-M8N，在输出差分信息时，其行为如下: 可以由GNGGA字段6和字段11判断，当字段6为2并且字段11不为空时，表示差分输出. 如果未正常连接任何差速器，则字段6可以是1或2，而2表示SBAS的位置. 但是字段11没有值. 6.如何在Google Earth中显示运动轨迹将GPS生成的数据导入到Google Earth中以查看运动轨迹是一种更直观的方法. 具体步骤如下: 1）将GPS模块串口输出的NEMA-0183格式数据另存为txt文件. 2）安装GPSBabel软件和Google Earth软件，百度网盘下载链接: link: / s / 1kL2PsiY0czGVwNCmESEk8w提取代码: 7mzl3）打开GPSBabel软件gpsbabelfe.exe4）打开Goog​​le Earth软件，选择文件-打开-打开第二步中生成的kml格式文件，然后将在软件中显示轨迹. 如果需要修改线的颜色，宽度，图标形状，颜色修改方法如下: 另外，单击工具，标尺也可以测量距离7. 如何根据两个已知点查找经纬度到经纬度，如何计算距离？纬度定义为地球表面上一点随地球自转形成的轨迹.

任何纬纱都是圆形和平行的. 纬度的长度是赤道周长的余弦乘以纬度的纬度，因此赤道最长. 赤道离赤道越远，周长越短，到达极点时它缩小到0. 从赤道到南北各相隔90°，子午线定义为连接地球表面南北两极的大圆线上的半圆弧. 任何两个子午线的长度相等，并且在北极和南极相交. 每个经线都有其相应的值，东西方向为180°. 对于每个度差，子午线的纬度可以具有一定的值. 但是，由于纬度线圈的长度随着纬度的变化而变化，因此不可能简单地计算出每单位经度的距离的某个值. 给定两个点的经度和纬度，计算距离的公式如下: Lat，Lung1代表点A的纬度和经度，Lat2，Lung2代表点B的纬度和经度，这里的单位是弧度而不是角度，并注意有正面和负面；点b = Lung1-Lung2的纬度之差是两个点的经度之差； 6378.137是地球的半径，单位为公里；该公式的特定推导可以参考: /softfair/p/distance_of_two_latitude_and_longitude_points.h tml了解高中的三角函数. 此外，以下URL还可以计算两点之间的距离: /wp-content/uploads/2008/09/latlung_dis.html附加C代码main.c示例: #include #include const double PI = acos（-1.0）; const double EARTH_RADIUS = 6378.137; // km静态double rad（double d）{return d * PI / 180.0;} // km double GetDistance（double lat1，double lng1，double lat2，double lng2）（double radLat1 = rad（lat1）; double radLat2 = rad （lat2）; double a = radLat1-radLat2; double b = rad（lng1）-rad（lng2）; double s = 2 * asin（sqrt（pow（sin（a / 2），2）+ cos（radLat1）* cos（radLat2）*战俘（sin（b / 2），2）））* EARTH_RADIUS; // s =（双精度）（（long int）（s * 10000 + 0.5））/ 10000; //四舍五入精确到0.1mreturn s的小数位；} int main（）{双倍距离； printf（“ Hello Friend \ r \ n”）；双精度lat1 = 40.017621，lng1 = 116.346346，lat2 = 40.014331，lng2 = 116.348446；距离= GetDistance（lat1，lng1，lat2，lng2）; printf（“ Distance =％f \ r \ n”，distance）;返回0;}感兴趣的童鞋可以实际运行该程序并与上述网络版本的计算结果进行比较.

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