GPS – система глобального позиционирования

Visits: 1020


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


  • Проект с использованием MCC часть 11Проект с использованием MCC часть 11
    Visits: 817 Можно несколько облагородить программу вынести наши процедуры обработки нажатия кнопок в отдельные функции. Но вы должны понимать, что это хоть и не значительно, но будет тормозить общую скорость …
  • Development Boards PIC18F47Q84Development Boards PIC18F47Q84
    Visits: 842 Microchip тішить новими мікроконтролерами. Особливістю цього MCU – це багата інтелектуальна периферія, що дозволяє вирішувати такі завдання на 8 бітних MCU, які неможливо реалізувати на деяких навіть 32 …
  • Audio-bluetooth modules F-6188 (BK8000L)Audio-bluetooth modules F-6188 (BK8000L)
    Visits: 2261Следующий модуль на чипе BK8000L. Заводское обозначение F-6188 также основным производителем не выпускается и отдан на тиражирование. с нижней стороны имеет маркировку В этом варианте мне попалась вроде полноценная …
  • WiFi ESP8266 – AT команды связанные с функцией Wi-FiWiFi ESP8266 – AT команды связанные с функцией Wi-Fi
    Visits: 5224 AT команды связанные с функцией Wi-Fi Функции Wi-Fi подключения, запускаться из командной строки Команда Описание  1 AT+CWMODE Проверка, настройка режима работы Wi-Fi (sta/AP/sta+AP), (не рекомендуется для новых проектов). 2 …
  • Регулятор влажностиРегулятор влажности
    Visits: 1361 Регулятор ILLISSI-CH-1000 предназначен для контроля и регулировки относительной влажности в диапазоне от 0 до 100%. Регулятор позволяет работать как в режиме осушения, так и увлажнения. Для измерения возможно …
  • NeoPixel LED и PIC18NeoPixel LED и PIC18
    Visits: 1646   Еще раз об управлении светодиодами на драйвере WS2812 и ему подобных. Как известно эти светики управляются по однопроводной шине. Основная особенность, что программно можно описать передачу данных, …
  • Светодиоды со встроенным драйвером WS2812BСветодиоды со встроенным драйвером WS2812B
    Visits: 913 Производитель http://www.world-semi.com Краткое описание продукции фирмы Каталог продукции” catcatcat_ws_19 catcatcat_ws_15 catcatcat_ws_11 catcatcat_ws_07 catcatcat_ws_03 catcatcat_ws_18 catcatcat_ws_14 catcatcat_ws_10 catcatcat_ws_06 catcatcat_ws_02 catcatcat_ws_05 catcatcat_ws_09 catcatcat_ws_13 catcatcat_ws_17 catcatcat_ws_16 catcatcat_ws_12 catcatcat_ws_08 catcatcat_ws_04 catcatcat_ws_01 This jQuery …
  • ch-4060 – регулятор температуры и влажности на датчике DHT11/DHT22/AM2302ch-4060 – регулятор температуры и влажности на датчике DHT11/DHT22/AM2302
    Visits: 2406 На плате ch-4000 очень легко собрать устройство регулятора температуры и влажности. Датчик DHT11  самый недорогой вариант для создания такого устройства, правда точность его не велика, но для бытовых устройств …
  • My libraries for Altium DesignerMy libraries for Altium Designer
    Visits: 3809 Attention, this version of the database is outdated today. See updates in articles https://catcatcat.d-lan.dp.ua/altium-designer-my-setup-system-and-project-structure  and https://catcatcat.d-lan.dp.ua/altium-designer-my-setup-system-and-project-structure-v23-2/    My libraries for Altium designer  (Updated V – 29/05/2022) (c) 2021 …
  • Самый простой индикатор уровня звукового сигналаСамый простой индикатор уровня звукового сигнала
    Visits: 6206 Демонстрационный проект создания индикаторов уровня с использованием WS2812B. Изучив этот проект вы сможете  самостоятельно изготавливать и конструировать свои индикаторы уровня звукового сигнала. Дополнительно читайте статью Бегущие огни на …



Поделись этим!