迅為iTOP-iMX6開發(fā)板-MiniLinux-GPS使用文檔

ID:188759 · 發(fā)表于 2018-8-1 10:00

本文檔介紹的是在 MiniLinux 系統(tǒng)環(huán)境下 iTOP-iMX6 的 GPS 實(shí)驗(yàn)調(diào)試步驟。給用戶提供了“iTOP-iMX6-MiniLinux-GPS_V1.0.zip”壓縮包，即 GPS 實(shí)驗(yàn) C 程序源碼。

利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡稱 GPS。GPS 是由美國國防部研制建立的一種具有全方位、全天候、全時(shí)段、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時(shí)等導(dǎo)航信息，是衛(wèi)星通信技術(shù)在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用典范，它極大地提高了地球社會的信息化水平，有力地推動了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

說到定位和導(dǎo)航，大家容易有幾個(gè)誤區(qū)，請務(wù)必理解以下知識點(diǎn)。

1）.GPS 導(dǎo)航，在嵌入式領(lǐng)域，一般指的是通過衛(wèi)星信號導(dǎo)航。GPS 衛(wèi)星高度一般在 2 萬公里左右，頻段在 1Ghz-2Ghz，先不介紹 GPS 信號，通過對比 WIFI 路由器和GPS來了解關(guān) 于 GPS 的常識。

當(dāng)使用的 WIFI 路由器的時(shí)候，WIFI 信號在周圍空曠的情況下可以傳輸2百米左右，信號傳輸距離和功率有關(guān)系，GPS 衛(wèi)星上的發(fā)射功率比一般的 WIFI 天線強(qiáng)，但是要將GPS信號發(fā)射 2 萬公里遠(yuǎn)，衛(wèi)星體積重量也是有限的，所以到地面的時(shí)候，信號相對是比較弱的。

WIFI信號頻段一般在 2.4G 左右，和 GPS 信號頻段差距不大。在屋子內(nèi)部使用無線 WIFI 的時(shí)候，如果中間墻隔著，信號拐幾個(gè)彎之后，信號就會變的非常弱。在電磁場理論中，頻段越高，穿透能力越強(qiáng)，散射能力越弱。直白的解釋就是，頻段高了，就拐不了彎了，它更喜歡直著走。所以，WIFI 信號轉(zhuǎn)彎之后，信號就會弱，GPS 信號也是同樣的道理，高山和高樓都很容易阻擋 GPS 信號。

所以，在測試 GPS 信號的時(shí)候，盡量在空曠室外，周圍沒有高樓，不是山洼的地方測試，這種情況信號會強(qiáng)一些。

2）.可能有人有疑問，為什么手機(jī)導(dǎo)航定位在屋子里面可以，而且那么精準(zhǔn)。請注意，一般的手機(jī)中，是沒有 GPS 衛(wèi)星定位功能的，手機(jī)是通過 WIFI 或者 3G/4G 定位的，必須要有WIFI 或者流量才能定位。大家可以先關(guān)閉 WIFI 和流量，再嘗試用 GPS 來定位，肯定是不行的。

WIFI定位的原理是通過路由器來實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)公司或者普通居民家里的光纖和寬帶，都有唯一的標(biāo)識，這個(gè)標(biāo)識是和位置一一對應(yīng)的，通過標(biāo)識當(dāng)然就可以定位。

3G/4G 的流量定位，是通過信號塔來實(shí)現(xiàn)的，手機(jī)可以接收到信號塔（打電話，通過流量上網(wǎng)，都是通過信號塔，可以搜索“鐵塔公司”，國內(nèi)的信號塔都是屬于這個(gè)公司的），信號塔的位置是固定的，通過信號塔當(dāng)然也是可以定位。

無論是 WIFI 還是流量定位，它們都不是嚴(yán)格意義上的 GPS 衛(wèi)星定位。

3）.可能有人有疑問，GPS 定位好像不如通過 3G/4G 和 WIFI 定位，有什么用？

GPS 導(dǎo)航儀，汽車上使用，汽車在路中間行駛，信號還是蠻好的^_^，而且買了設(shè)備之后，不用每個(gè)月都繳費(fèi)，汽車上如果使用的是 GPS 定位，在前擋風(fēng)玻璃雨刮器下方都有引出來的天線。

另外像野外施工作業(yè)，手機(jī)信號可能都沒有（一般使用衛(wèi)星電話），就更別提 WIFI 了， GPS 衛(wèi)星定位是非常好的選擇。類似，在阿富汗作戰(zhàn)的美國大兵，肯定也是用的衛(wèi)星定位。

4）.另外可能有疑問，為什么收音機(jī)接收廣播信號的時(shí)候，在犄角旮旯都可以收聽到。就一個(gè)發(fā)射塔，可以穿越整個(gè)地球，用這么小的收音機(jī)接收信號。廣播信號的頻段是很特殊的，它是通過大氣的電離層來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)�，這是另外一個(gè)課題了，如果大家對無線電感興趣，可以找電磁場或者無線電相關(guān)的書籍來看一看。

1.硬件連接

測試 GPS 模塊，使用的是 iTOP-iMX6 全能板開發(fā)板。使用 GPS 專用天線，并將探頭延伸至窗外，以確保 GPS 信號強(qiáng)度，如下圖所示。

2.測試軟件使用

將“iTOP-iMX6-MiniLinux-GPS_V1.0”中“topeet_gpstest”目錄下可執(zhí)行文件拷貝到開發(fā)板上，修改權(quán)限，使用命令“./topeet_gpstest /dev/ttymxc2 &”，如下圖所示。

如下圖所示，接收到 GPS 信號。

然后我們可在超級終端上看到 GPS 回傳的信息，注意當(dāng)信號不強(qiáng)時(shí)，部分?jǐn)?shù)據(jù)讀取不到，模塊上電運(yùn)行幾分鐘之后可能才會有完整信息，信號實(shí)在太弱的情況，可能什么信號都沒有。

GPS衛(wèi)星有24顆，地球上任意一點(diǎn)，最多能夠接收到 12 顆衛(wèi)星信號。如下圖所示，提示有三顆星，信號比較弱，可以勉強(qiáng)定位。由于作者是在室內(nèi)測量，又是陰天，這種情況測量得出的數(shù)據(jù)誤差就比較大，理論上三顆衛(wèi)星就可以定位。但是需要更加精準(zhǔn)，則需要更多的衛(wèi) 星來校準(zhǔn)糾偏，如果能夠達(dá)到 5 顆衛(wèi)星以上，汽車導(dǎo)航儀理論上就可以接受了。

如上圖所示，接收到的緯度為 N38.537504，經(jīng)度為 E115.29091270.07。如下圖所示，可以通過“http://www.gpsspg.com/maps.htm”等網(wǎng)站將經(jīng)緯度轉(zhuǎn)化為具體地址。

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