[经验分享] 【得捷电子Follow me第1期】-4- 实现定位功能

一、Air530定位模块基本介绍

这个GPS模块是自己参加这期FOLLOW-ME活动的主要原因。这次使用的GPS模块是Seeed推出的Air530，不仅仅支持GPS，还有咱们中国的北斗，包括： GPS / Beidou / Glonass / Galileo / QZSS / SBAS。

  相关的参数如下：

• Supply voltage 3.3V/5V
• Working current up to 60mA
• Interface UART
• Time of warm start 4s 
• Time of cold boot 30s 

该模块有4个引脚，分别是：

硬件连接图：

二、GPS数据解析

下面是本文的核心，主要是该如何从接收到的数据中解析出定位信息。

其实通过读取UART数据，可以发现有非常多种格式的卫星数据可以获取，

    $GNGGA：GPS/北斗定位信息

    $GNGSA：当前卫星信息

    $GPGSV：可见GPS卫星信息

    $BDGSV：可见北斗卫星信息

    $GNRMC：推荐定位信息

    $GNVTG：地面速度信息

    $GNGLL：大地坐标信息

    $GNZDA：当前时间UTC(1)信息

本文选择了其中一种：GNGLL。

    $GNGLL,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>*<8><CR><LF>
    <1>纬度ddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0）
    <2>纬度N（北纬）或S（南纬）
    <3>经度dddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0）
    <4>经度E（东经）或W（西经）
    <5>UTC时间，hhmmss.sss格式
    <6>状态，A=定位，V=未定位
    <7>模式指示，A－自动模式；D－差分模式；E－估算（航位推算）模式；M－手动
    输入模式；S－模拟器模式
    < 8>校验值

主要的代码如下：

def getGPS(gpsModule):
    global FIX_STATUS, TIMEOUT, latitude, longitude, satellites, GPStime
    
    timeout = time.time() + 8 
    while True:
        gpsModule.readline()
        buff = str(gpsModule.readline())
        parts = buff.split(',')
        print(buff)
    
        if (parts[0] == "b'$GNGLL" and len(parts) == 8):
            if(parts[1] and parts[2] and parts[3] and parts[4] and parts[5] and parts[6] and parts[7]):
                print(buff)
                
                latitude = convertToDegree(parts[1])
                if (parts[2] == 'S'):
                    latitude = -latitude
                longitude = convertToDegree(parts[3])
                if (parts[4] == 'W'):
                    longitude = -longitude
                #satellites = parts[7]
                GPStime = str((int(parts[5][0:2])+8)%24) + ":" + parts[5][2:4] + ":" + parts[5][4:6]
                FIX_STATUS = True
                break
                
        if (time.time() > timeout):
            TIMEOUT = True
            break
        utime.sleep_ms(500)
        
def convertToDegree(RawDegrees):
    RawAsFloat = float(RawDegrees)
    firstdigits = int(RawAsFloat/100) 
    nexttwodigits = RawAsFloat - float(firstdigits*100) 
    
    Converted = float(firstdigits + nexttwodigits/60.0)
    Converted = '{0:.6f}'.format(Converted) 
    return str(Converted)

控制台输出结果如下，可以看到在获取到有效的GNGLL数据后，接下来程序正确解析出了精度和纬度。

----------------------
mytime is: 2023-06-06 Tues 09:09:44
mytime is: 2023-06-06 Tues 09:09:45
mytime is: 2023-06-06 Tues 09:09:46
mytime is: 2023-06-06 Tues 09:09:47
mytime is: 2023-06-06 Tues 09:09:48
b'$GNGSA,A,3,06,08,09,16,24,39,,,,,,,3.7,2.1,3.0,4*3C\r\n'
b'$GNGLL,3168.46110,N,12176.26956,E,010943.000,A,A*49\r\n'
b'$GNGLL,3418.46110,N,12156.26956,E,010943.000,A,A*49\r\n'
Printing GPS data...
 
Latitude: 33.307686
Longitude: 123.437828
Satellites: 
Time: 9:09:43
----------------------

看来正确解析出了精度和纬度的前提是获取有效的GNGLL数据，，

我只选择了一个比较简单的GNGLL，还有别的好多格式可以用，可以先在控制台看看哪个格式的信号比较好

比如：

$GPGGA, 103005, 3807.038, N, 07128.99030, E, 1, 07, 1.43, 134.5, M, 42.9, M, , *7

• $: This indicates the start of the NMEA sentence
• GPGGA : Global Positioning System Fix Data
• 103005 : This is the UTC time when the data was accessed in HH:MM:SS. In this case the time is 10:30:05 UTC
• 3807.038, N : Latitude 38 degrees 07.038′ N
• 07128.99030, E : Longitude 71 degrees 28.00030′ E
• 1 : GPS fix
• 07 : Number of satellites being tracked
• 1.43 : Horizontal dilution of position
• 134.5, M : This shows the altitude (m) above the sea level
• 42.9, M : Height of geoid (mean sea level)
• Empty field : time in seconds since last DGPS update
• Empty field : DGPS station ID number
• *78 : the checksum data