迅为iTOPiMX6开发板MiniLinuxGPS使用文档

本文档介绍的是在 MiniLinux 系统环境下 iTOP-iMX6 的 GPS 实验调试步骤。给用户提 供了“iTOP-iMX6-MiniLinux-GPS_V1.0.zip”压缩包&＃xff0c;即 GPS 实验 C 程序源码。

利用GPS定位卫星&＃xff0c;在全球范围内实时进行定位、导航的系统&＃xff0c;称为全球卫星定位系 统&＃xff0c;简称 GPS。GPS 是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度 的卫星导航系统&＃xff0c;能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信 息&＃xff0c;是卫星通信技术在导航领域的应用典范&＃xff0c;它极大地提高了地球社会的信息化水平&＃xff0c;有力地 推动了数字经济的发展。

说到定位和导航&＃xff0c;大家容易有几个误区&＃xff0c;请务必理解以下知识点。

1&＃xff09;.GPS 导航&＃xff0c;在嵌入式领域&＃xff0c;一般指的是通过卫星信号导航。GPS 卫星高度一般在 2 万 公里左右&＃xff0c;频段在 1Ghz-2Ghz&＃xff0c;先不介绍 GPS 信号&＃xff0c;通过对比 WIFI 路由器和GPS来了解关 于 GPS 的常识。

当使用的 WIFI 路由器的时候&＃xff0c;WIFI 信号在周围空旷的情况下可以传输2百米左右&＃xff0c;信号 传输距离和功率有关系&＃xff0c;GPS 卫星上的发射功率比一般的 WIFI 天线强&＃xff0c;但是要将GPS信号 发射 2 万公里远&＃xff0c;卫星体积重量也是有限的&＃xff0c;所以到地面的时候&＃xff0c;信号相对是比较弱的。

WIFI信号频段一般在 2.4G 左右&＃xff0c;和 GPS 信号频段差距不大。在屋子内部使用无线 WIFI 的时候&＃xff0c;如果中间墙隔着&＃xff0c;信号拐几个弯之后&＃xff0c;信号就会变的非常弱。在电磁场理论中&＃xff0c;频段 越高&＃xff0c;穿透能力越强&＃xff0c;散射能力越弱。直白的解释就是&＃xff0c;频段高了&＃xff0c;就拐不了弯了&＃xff0c;它更喜欢 直着走。所以&＃xff0c;WIFI 信号转弯之后&＃xff0c;信号就会弱&＃xff0c;GPS 信号也是同样的道理&＃xff0c;高山和高楼都 很容易阻挡 GPS 信号。

所以&＃xff0c;在测试 GPS 信号的时候&＃xff0c;尽量在空旷室外&＃xff0c;周围没有高楼&＃xff0c;不是山洼的地方测 试&＃xff0c;这种情况信号会强一些。

2&＃xff09;.可能有人有疑问&＃xff0c;为什么手机导航定位在屋子里面可以&＃xff0c;而且那么精准。请注意&＃xff0c;一般 的手机中&＃xff0c;是没有 GPS 卫星定位功能的&＃xff0c;手机是通过 WIFI 或者 3G/4G 定位的&＃xff0c;必须要有WIFI 或者流量才能定位。大家可以先关闭 WIFI 和流量&＃xff0c;再尝试用 GPS 来定位&＃xff0c;肯定是不行 的。

WIFI定位的原理是通过路由器来实现的&＃xff0c;每一个公司或者普通居民家里的光纤和宽带&＃xff0c; 都有唯一的标识&＃xff0c;这个标识是和位置一一对应的&＃xff0c;通过标识当然就可以定位。

3G/4G 的流量定位&＃xff0c;是通过信号塔来实现的&＃xff0c;手机可以接收到信号塔&＃xff08;打电话&＃xff0c;通过流 量上网&＃xff0c;都是通过信号塔&＃xff0c;可以搜索“铁塔公司”&＃xff0c;国内的信号塔都是属于这个公司的&＃xff09;&＃xff0c;信 号塔的位置是固定的&＃xff0c;通过信号塔当然也是可以定位。

无论是 WIFI 还是流量定位&＃xff0c;它们都不是严格意义上的 GPS 卫星定位。

3&＃xff09;.可能有人有疑问&＃xff0c;GPS 定位好像不如通过 3G/4G 和 WIFI 定位&＃xff0c;有什么用&＃xff1f;

GPS 导航仪&＃xff0c;汽车上使用&＃xff0c;汽车在路中间行驶&＃xff0c;信号还是蛮好的^_^&＃xff0c;而且买了设备之 后&＃xff0c;不用每个月都缴费&＃xff0c;汽车上如果使用的是 GPS 定位&＃xff0c;在前挡风玻璃雨刮器下方都有引出 来的天线。

另外像野外施工作业&＃xff0c;手机信号可能都没有&＃xff08;一般使用卫星电话&＃xff09;&＃xff0c;就更别提 WIFI 了&＃xff0c; GPS 卫星定位是非常好的选择。类似&＃xff0c;在阿富汗作战的美国大兵&＃xff0c;肯定也是用的卫星定位。

4&＃xff09;.另外可能有疑问&＃xff0c;为什么收音机接收广播信号的时候&＃xff0c;在犄角旮旯都可以收听到。就一 个发射塔&＃xff0c;可以穿越整个地球&＃xff0c;用这么小的收音机接收信号。广播信号的频段是很特殊的&＃xff0c;它 是通过大气的电离层来实现远距离传输的&＃xff0c;这是另外一个课题了&＃xff0c;如果大家对无线电感兴趣&＃xff0c; 可以找电磁场或者无线电相关的书籍来看一看。

1.硬件连接

测试 GPS 模块&＃xff0c;使用的是 iTOP-iMX6 全能板开发板。使用 GPS 专用天线&＃xff0c;并将探头延 伸至窗外&＃xff0c;以确保 GPS 信号强度&＃xff0c;如下图所示。

2.测试软件使用

将“iTOP-iMX6-MiniLinux-GPS_V1.0”中“topeet_gpstest”目录下可执行文件拷贝 到开发板上&＃xff0c;修改权限&＃xff0c;使用命令“./topeet_gpstest /dev/ttymxc2 &”&＃xff0c;如下图所示 。

如下图所示&＃xff0c;接收到 GPS 信号。

然后我们可在超级终端上看到 GPS 回传的信息&＃xff0c;注意当信号不强时&＃xff0c;部分数据读取不 到&＃xff0c;模块上电运行几分钟之后可能才会有完整信息&＃xff0c;信号实在太弱的情况&＃xff0c;可能什么信号都没 有。

GPS卫星有24颗&＃xff0c;地球上任意一点&＃xff0c;最多能够接收到 12 颗卫星信号。如下图所示&＃xff0c;提 示有三颗星&＃xff0c;信号比较弱&＃xff0c;可以勉强定位。由于作者是在室内测量&＃xff0c;又是阴天&＃xff0c;这种情况测量 得出的数据误差就比较大&＃xff0c;理论上三颗卫星就可以定位。但是需要更加精准&＃xff0c;则需要更多的卫 星来校准纠偏&＃xff0c;如果能够达到 5 颗卫星以上&＃xff0c;汽车导航仪理论上就可以接受了。

如上图所示&＃xff0c;接收到的纬度为 N38.537504&＃xff0c;经度为 E115.29091270.07。如下图所示&＃xff0c; 可以通过“http://www.gpsspg.com/maps.htm”等网站将经纬度转化为具体地址。