GPS – система глобального позиционирования

Views: 1038


Тестирование модуля GP4SF1109F2 от фирмы Global Position eXpert Co., Ltd

ConstellationGPS

GPS (англ. Global Positioning System — система глобального позиционирования, читается Джи Пи Эс) — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположениe. Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США.

Основной принцип использования системы — определение местоположения путём измерения моментов времени приема синхронизированного сигнала от навигационных спутников антенной потребителя. Для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно иметь четыре уравнения: «расстояние равно произведению скорости света на разность моментов приема сигнала потребителя и момента его синхронного излучения от спутников»… более подробно на http://ru.wikipedia.org/wiki/GPS

Для тестирования применена плата ILLISSI-M4B04 и плата ILLISSI-4B-05-primum PIC18F25K20 3V3 в качестве USB-USART. На плате ILLISSI-4B установлены джамперы которые позволяют использовать драйвер самостоятельно.

GPS_catcatcat_01_400


Основные характеристики модуля.

Чип модуль GSD4eTM WLCSP (the new SiRFstar IVTM architecture)
Частота L1 1575.42MHz, C/A code
Каналы 48
Частота обновления 1Hz
Скорость передачи данных 4800bps
Чувствительность Отслеживание – 163dBm
Захват – 148dBm
Время захвата Горячий старт (открытое небо) < 2s
Горячий старт (в помещении) < 15s
Холодный запуск (открытое небо) 37s (типичное)
Точность позиционирования Автономный < 5m (2D RMS)
SBAS < 2.5m (2D RMS)
Max. высота < 18,000 m
Max. скорость < 1,000 km/h
Power Непрерывное отслеживание: 58 mW (~0,060 мА)
Ток спящем режиме: 20 uA
TricklePower(1Hz) : 8 mW
Protocol Support:NMEA 0183 NMEA 0183 8 data bits, no parity, 1 stop bits (default),
1Hz: GGA, GSA, RMC; 5Hz: GSV(после фиксации)

The GP4SF1109F2 Приемный модуль поддерживает 4 вида NMEA сообщений формата:GGA, GSA, RMC, GSV.  GSV данные – доступны после фиксации спутников.

NMEA протокол Описание
GGA GPS зафиксированные данные
GSA GNSS DOP и активные спутники
GSV GNSS спутников в поле зрения
RMC Рекомендуемые минимальные характеристики GNSS данных

Физически модуль представляет собой (вид сверху):

GPS_catcatcat_03

Назначение  выводом модуля:

Номер вывода Название Функция Описание
1 VIN I DC напряжение питания VIO=1.8V
2 GND G Общий
3 RXD I Последовательный порт VIO=1.8V
4 TXD O Последовательный портVIO=1.8V
5 GND G Общий
6 GND G Общий
7 RF_IN I Вход GPS сигнала
8 GND G Общий
9 N/S I Выключает модуль отрицательным импульсом до 0,5с, отрицательным
импульсом >3 секунды, перезапускает или включает модуль.
10 ON/OFF I Включает модуль на переходе 0/1

Вариант подключения модуля для работы с логикой 3,3 вольта:

GPS_catcatcat_04Схема подключения модуля для тестирования:

GPS_catcatcat_05Для контроля передаваемых последовательностей используем гипертерминал.

GPS_catcatcat_06

Формируемые последовательности данных модулем:

После включения питания или после выхода их спящего состояния модуль выдает следующие последовательности (4 раза):

Последовательность при отсутствии видимости спутников.

$PSRF156,26,3,1,1,4c,0*75
$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B
$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B
$PSRF156,26,3,1,1,4c,0*75
$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B
$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B
$PSRF156,26,3,1,1,4c,0*75
$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B

После этого модуль повторяет три команды, с периодом в 1секунду:

$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B
$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B
$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B
$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B
$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B
$GPGGA,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*48
$GPGSA,*6E
$GPRMC,,*4B

При отсутствии видимости спутников данные в передачи отсутствуют.


Описание передаваемых команд:

GGA – Global Positioning System Fixed Data

Пример сообщения GGA:
$GPGGA,053740.000,2503.6319,N,12136.0099,E,1,08,1.1,63.8,M,15.2,M,,0000*64

Таблица 1.

Название Пример Единица Описание
Message ID $GPGGA Заголовок сообщения GGA
UTC Time 53740 hhmmss.sss – время UTC
Latitude 2503.6319 ddmm.mmmm – широта
N/S Indicator N N = северная или S = южная широта
Longitude 12136.01 dddmm.mmmm – долгота
E/W Indicator E E = восточная или W = западная долгота
Position Fix Indicator 1 См. таб. 2
Satellites Used 08 Видимых спутников от 0 до 12
HDOP 1.1 Фильтр точности по горизонтали
MSL Altitude 63.8 метры
Units M метры
Geoid Separation1 15.2 метры
Units M метры
Age of Diff. Corr. секунды Пусто если DGPS не используется
Diff. Ref. Station ID 0
Checksum* *64 Контрольная сумма
<CR><LF> Конец сообщения

Таблица 2. Флаг фиксации позиции.

Значение Описание
0 Позиция не определена, данные недоступны или недостоверны.
1 Режим GPS, режим SPS, координаты достоверны.
2 Дифференциальная GPS (DGPS), режим SPS, координаты достоверны.
3 Не поддерживается.
6 Точный расчет траектории, координаты достоверны.

Контрольная сумма: 8-битовая сумма (XOR) ASCII кодов всех символов (включая “,”) в последовательности между символами “$” и “*” (исключая их). Результат сложения записывается в реальном виде после символа “*”.

GSA—GNSS DOP and Active Satellites

Пример сообщения GSA:
$GPGSA,A,3,24,07,17,11,28,08,20,04,,,,,2.0,1.1,1.7*35

Таблица 3.

Название Пример Описание
Message ID $GPGSA GSA заголовок протокола
Mode 1 A См. таблицу 4
Mode 2 3 См. таблицу 5
ID of satellite used 24 Уровень сигнала на 1-й канал
ID of satellite used 07 Уровень сигнала на 2-й канал
…… ……
ID of satellite used Уровень сигнала на 12-й канал
PDOP 2 Ухудшение точности позиционирования
HDOP 1.1 Снижение точности по горизонтали
VDOP 1.7 Снижение точности по вертикали
Checksum *35
<CR> <LF> Конец сообщения

Таблица 4.

Значение Описание
M Вручную – вынуждена работать в 2D или 3D режиме
A Автоматически – разрешено для автоматического переключения 2D/3D

Таблица 5.

Значение Описание
1 Координаты недоступны
2 2D
3 3D

GSV—GNSS Satellites in View

Пример сообщения GSV:

$GPGSV,3,1,12,28,81,285,42,24,67,302,46,31,54,354,,20,51,077,46*73
$GPGSV,3,2,12,17,41,328,45,07,32,315,45,04,31,250,40,11,25,046,41*75
$GPGSV,3,3,12,08,22,214,38,27,08,190,16,19,05,092,33,23,04,127,*7B

Таблица 6.

Название Пример Единицы измерения Описание
 Message ID $GPGSV GSV protocol header
 Total number of messages1 3 Range 1 to 3
 Message number1 1 Range 1 to 3
 Satellites in view 12
 Satellite ID 28 Channel 1 (Range 01 to 32)
 Elevation 81 degrees Channel 1 (Range 00 to 90)
 Azimuth 285 degrees Channel 1 (Range 000 to 359)
 SNR (C/No) 42 dB-Hz Channel 1 (Range 00 to 99, null when not tracking)
 Satellite ID 20 Channel 4 (Range 01 to 32)
 Elevation 51 degrees Channel 4 (Range 00 to 90)
 Azimuth 77 degrees Channel 4 (Range 000 to 359)
 SNR (C/No) 46 dB-Hz Channel 4 (Range 00 to 99, null when not tracking)
 Checksum *73
 <CR> <LF>

RMC—Recommended Minimum Specific GNSS Data

Пример сообщения RMC:
$GPRMC,053740.000,A,2503.6319,N,12136.0099,E,2.69,79.65,100106,,,A*53

Таблица 7.

Название Пример Единицы измерения Описание
Сообщение ID $GPRMC RMC protocol header
UTC Time 53740 hhmmss.sss
Статус A A=data valid or V=data not valid
Широта 2503.6319 ddmm.mmmm
N/S Indicator N N = северная или S = южная широта
Долгота 12136.01 dddmm.mmmm
E/W индикатор E E = восточная или W = западная долгота
Скорость относительно земли 2.69 True
Курс относительно земли 79.65
Дата 100106 ddmmyy
Магнитное склонение
Изменение E=east or W=west (Not shown)
Режим A A=autonomous, D=DGPS, E=DR
Checksum *53
<CR> <LF> Конец сообщения

 


Файлы для загрузки

Описание модуля GP4SF1109F2 [wpdm_file id=214 template=”link-template-calltoaction3.php”]

Протокол NMEA [wpdm_file id=215 template=”link-template-calltoaction3.php”]

NMEA0183 [wpdm_file id=216 template=”link-template-calltoaction3.php”]



Это может быть интересно


  • Интерактивные LedИнтерактивные Led
    Views: 457 Тема проекта   продолжение следует…. Это может быть интересно
  • Цифровой тахометр для автомобиля CH-С3300Цифровой тахометр для автомобиля CH-С3300
    Views: 1894  Тахометр Ch-С3300 предназначен для индикации и контроля оборотов, времени работы и максимальных оборотов развиваемых двигателем во время поездки. Датчиком может использоваться как обычный контактный прерыватель или выход датчика …
  • Real-time music visualization technologyReal-time music visualization technology
    Views: 113 Music visualization technology in real time (RTMV-technology). Я не музикант і я не маю спеціальної музичної освіти, я інженер розробник вбудованих систем. Але моє хобі розроблення технології візуалізації …
  • Проект с использованием MCC часть 04Проект с использованием MCC часть 04
    Views: 1127 Теперь простого горения светиков нам не достаточно, заставим их мигать. Для начала используем первобытно простой способ, но достаточно простой. Используем функции delay, напрягаться откуда они берутся не будем, самое …
  • 12-BIT A/D CONVERTER WITH THRESHOLD DETECT на примере PIC24FJ128GA20412-BIT A/D CONVERTER WITH THRESHOLD DETECT на примере PIC24FJ128GA204
    Views: 820 Введение. 12-битный модуль A/D Converter является усовершенствованной версией 10-битного модуля, предлагаемого на некоторых устройствах PIC24. Оба модуля являются преобразователями, в своих ядрах, с последовательным приближением (SAR), в окружении …
  • LED модуль P10C4V12LED модуль P10C4V12
    Views: 3093 LED панели на обычных регистрах типа 74HC595. Они выпускаются как монохромные так двух и полно цветные, особенность, что они предназначены для текстовой информации и имеют один уровень яркости. Общую яркость …
  • ch-светомузыка от теории до реализацииch-светомузыка от теории до реализации
    Views: 688 Сразу оговоримся технология или теория ch-светомузыки, это постоянно развивающийся процесс и то что будет сказано сегодня завтра может быть опровергнуто и считаться ошибочным. Назовем само решение проблемы автоматического …
  • Проект с использованием MCC часть 15Проект с использованием MCC часть 15
    Views: 1510 EUSART – Универсальный асинхронный приёмопередатчик (УАПП, англ. Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, UART) — узел вычислительных устройств, предназначенный для организации связи с другими цифровыми устройствами. … читать на вики. Внесем изменения в нашу схему, …
  • Контроллер управления светодиодным освещением с дистанционным управлениемКонтроллер управления светодиодным освещением с дистанционным управлением
    Views: 2007 Все активнее светодиоды входят в нашу жизнь. Всё эффективнее становится светодиодное освещение. Всё ниже опускаются цены. Всё больше появляется возможностей получения сочных цветов, простоты в управлении. Всё чаще …
  • MCC – K42 – настройка модуля DMAMCC – K42 – настройка модуля DMA
    Views: 754 MCC – в версии v.3.95.0 и начиная ядра 4.85.0 конфигуратор предоставляет графический интерфейс для настройки модуля DMA. Для начала: Посмотреть какая версия МСС можно в закладке версии, если …



Поделись этим!