GPS – система глобального позиционирования


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 

Значок

GPS - описание модуля GP4SF1109F2 (EN) 377.85 KB 1723 downloads

GPS - описание модуля GP4SF1109F2 (EN) ...

Протокол NMEA 

Значок

GPS - описание NMEA 162.98 KB 1538 downloads

GPS - описание NMEA ...

NMEA0183

Значок

GPS - NMEA0183 58.70 KB 1837 downloads

GPS - NMEA0183 ...



Это может быть интересно


  • Гаджеты для домашней автоматики – Емкостной сенсорГаджеты для домашней автоматики – Емкостной сенсор
    Управление светодиодным освещением – Сенсор емкостной. Данный гаджет предназначен для управления освещением где необходимо включением освещение сенсорным прикосновением. Датчик позволяет управлять светодиодной нагрузкой в виде модулей или светодиодных лент освещения. Питание …
  • Простой цифровой регулятор мощностиПростой цифровой регулятор мощности
    Простой регулятор мощности с цифровой индикацией. Этот проект создан как обучающий, для ознакомления с основами построения сетевых регуляторов мощности. Устройства подобного типа можно использовать для управления освещением, скоростью работы вентиляторов …
  • ch-светомузыка и AK4113ch-светомузыка и AK4113
    Пришло время вернуться к светомузыке. На сегодня использование аналогового входа стало непрактичным, на сегодня необходимо использовать S/PDIF и Toslink. С этим надо было как то разобрать, что это такое, так …
  • Проект с использованием MCC часть 03Проект с использованием MCC часть 03
    Первым делом перенастроим регистры конфигурации, следующим образом: Отключим выход генератора (CLKOUT function is disabled. I/O function on the CLKOUT pin) Включим сторожевой таймер (WDT enabled) После этой настройки мы должны …
  • LCD драйвер – UC1601sLCD драйвер – UC1601s
    http://svetomuzyka.narod.ru/project/UC1601s.html Читайте обновление на http://catcatcat.d-lan.dp.ua/?page_id=178 В данный момент можно приобрести в ООО “Гамма” несколько типов индикаторов на драйвере UC1601s. RDX0048-GC, RDX0077-GS, RDX0154-GC и RDX0120-GC выполнены по технологии COG. Метки:UC1601s
  • Четырех канальный терморегулятор ch-4000Четырех канальный терморегулятор ch-4000
     Четыре независимых канала регулирования температуры, одновременно можно подключить 16 датчиков температуры DS18B20 с удалением до трехсот метров. Можно для регулировки выбрать любой датчик, подключенный к устройству. Каждый канал может работать как в …
  • Ultrasonic Level Meters – ULM –53LUltrasonic Level Meters – ULM –53L
    Измерение расстояния при помощи ультра звукового датчика ULM–53L–10. Диапазон измерения от 0,5 м до 10 м, полностью пластмассовый излучатель PVDF, механическое соединение фланцем из полиэтилена HDPE (исполнение “N”) Характеристики Диапазон измерения …
  • Часы-кухонный таймерЧасы-кухонный таймер
    Каждая кухня должна иметь кухонный таймер, который позволяет напоминать хозяйке когда проходить определенный промежуток времени. Например, печем пирог, варим яйца… , чтобы не смотреть постоянно на часы, установим таймер и через заданный …
  • Просто о внешних переменныхПросто о внешних переменных
     Часто возникает задача когда необходимо предавать данные между модулями программы. Например, передать данные между файлами, или управлять работой модулей. Для этого создаем заголовочный файл и описываем наши переменные как внешние. В …
  • WiFi ESP8266 ESP-202 (ESP-12F)WiFi ESP8266 ESP-202 (ESP-12F)
    Первое знакомство, сначала надо его купить… http://voron.ua/catalog/024404 Схема для подключения и тестирования По схеме ставим две кнопки, сброс и кнопку BT2, для перевода в режим обновления прошивки. Если надо сделать аппаратный сброс …



Поделись этим!