本文檔介紹的是在 MiniLinux 系統環境下iTOP-4418開發板和6818開發板的GPS實驗調試步驟。給 用戶提供了“iTOP-4418-MiniLinux-GPS_V1.0.zip”壓縮包,即 GPS 實驗 C 程序源碼。 利用 GPS 定位衛星,在全球范圍內實時進行定位、導航的系統,稱為全球衛星定位系 統,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、全時段、高精度 的衛星導航系統,能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時等導航信 息,是衛星通信技術在導航領域的應用典范,它極大地提高了地球社會的信息化水平,有力地 推動了數字經濟的發展。 說到定位和導航,大家容易有幾個誤區,請務必理解以下知識點。 1).GPS 導航,在嵌入式領域,一般指的是通過衛星信號導航。GPS 衛星高度一般在 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 于 GPS 的常識。 當使用的 WIFI 路由器的時候,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系,GPS 衛星上的發射功率比一般的 WIFI 天線強,但是要將 GPS 信號 發射 2 萬公里遠,衛星體積重量也是有限的,所以到地面的時候,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。在屋子內部使用無線 WIFI 的時候,如果中間墻隔著,信號拐幾個彎之后,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,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,這種情況信號會強一些。 2).可能有人有疑問,為什么手機導航定位在屋子里面可以,而且那么精準。請注意,一般 的手機中,是沒有 GPS 衛星定位功能的,手機是通過 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現的,每一個公司或者普通居民家里的光纖和寬帶, 都有唯一的標識,這個標識是和位置一一對應的,通過標識當然就可以定位。 3G/4G 的流量定位,是通過信號塔來實現的,手機可以接收到信號塔(打電話,通過流 量上網,都是通過信號塔,可以搜索“鐵塔公司”,國內的信號塔都是屬于這個公司的),信 號塔的位置是固定的,通過信號塔當然也是可以定位。 無論是 WIFI 還是流量定位,它們都不是嚴格意義上的 GPS 衛星定位。 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^_^,而且買了設備之 后,不用每個月都繳費,汽車上如果使用的是 GPS 定位,在前擋風玻璃雨刮器下方都有引出 來的天線。 另外像野外施工作業,手機信號可能都沒有(一般使用衛星電話),就更別提 WIFI 了, GPS 衛星定位是非常好的選擇。類似,在阿富汗作戰的美國大兵,肯定也是用的衛星定位。 4).另外可能有疑問,為什么收音機接收廣播信號的時候,在犄角旮旯都可以收聽到。就一 個發射塔,可以穿越整個地球,用這么小的收音機接收信號。廣播信號的頻段是很特殊的,它 是通過大氣的電離層來實現遠距離傳輸的,這是另外一個課題了,如果大家對無線電感興趣, 可以找電磁場或者無線電相關的書籍來看一看。 1.硬件連接 測試 GPS 模塊,使用的是 iTOP-4418(6818)全能板開發板。使用 GPS 專用天線,并 將探頭延伸至窗外,以確保 GPS 信號強度,如下圖所示。 2.測試軟件使用 將“iTOP-4418-MiniLinux-GPS_V1.0”中“topeet_gpstest”目錄下可執行文件拷貝 到開發板上,修改權限,使用命令“./topeet_gpstest /dev/ttyAMA3 &”,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,注意當信號不強時,部分數據讀取不 到,模塊上電運行幾分鐘之后可能才會有完整信息,信號實在太弱的情況,可能什么信號都沒 有。 GPS衛星有24顆,地球上任意一點,最多能夠接收到 12 顆衛星信號。如下圖所示,提 示有三顆星,信號比較弱,可以勉強定位。由于作者是在室內測量,又是陰天,這種情況測量 得出的數據誤差就比較大,理論上三顆衛星就可以定位。但是需要更加精準,則需要更多的衛 星來校準糾偏,如果能夠達到 5 顆衛星以上,汽車導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,經度為 E115.29091270.07。如下圖所示, 可以通過“http://www.gpsspg.com/maps.htm”等網站將經緯度轉化為具體地址。 |
迅為iTOP-4418/6818開發板-MiniLinux-GPS使用文檔 iTOP-4418開發板 支持動態調頻,AXP228電源管理,低功耗運行 系統支持:Android4.4/5.1.1、Linux3.4.39、QT2.2/4.7/5.7、Ubuntu12.04 內存:1GB DDR3(2GB)存儲:16GB存儲EMMC;4MB的EEPROM用來存儲關鍵數據 底板:125mm * 190mm;核心板:50mm*60mm CPU:四核 Cortex-A9-八核 Cortex-A53 板載 : 4G、GPS、WIFI藍牙、千兆以太網、重力加速度計、CAN/RS485接口等 資料的話,原理圖、底板的PCB、驅動程序源碼、芯片和LCD數據、開發環境、使用手冊+++網盤的資料(光盤+百度云) |
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