物联网AI MicroPython传感器学习 之 GPS户外定位模块

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一、产品简介

HT2828Z3G5L是一款高性能的面向车载组合导航领域的定位G-MOUSE，系统包含同时支持北斗和GPS的高性能卫星接收机芯片。具备全方位功能，能满足专业定位的严格要求。体积小巧，可以装置在汽车内部任何位置，低功耗，能适应个人用户的需要。
该产品采用了新一代AT6558D低功耗芯片，高灵敏度，在城市峡谷、高架下等信号弱的地方，都能快速、准确的定位。可广泛应用开发多种GPS终端产品，如：汽车导航汽年保全系统、车辆监控以及其他卫星定位应用等。

接口说明

标号	名称	功能描述
1	VBAT/PPS	兼容备用电池/时间标准脉冲输出
2	VCC	系统主电源，供电电压为3.3~5V,工做时消耗电流约25mA
3	TX	UART/TTL接口，可选RS232_TXD
4	RX	UART/TTL接口，可选RS232_RXD
5	GND	接地
6	EN	电源使能，高电平/悬空模组工作，低电平模组关闭

二、技术参数

• 行业标准的25_25_4mm高灵敏度GPS天线
• 采用0.5PPM高精度TCXO
• 内建RTC晶体及皮法电容更快的热启动
• 内建LNA,低噪声信号放大器
• 采用6558D芯片，内置FLASH，支持温启动
• 1～10Hz定位更新速率
• 支持AssistNow Online和AssistNow Offline等A-GPS服务
• GPS、北斗、GLONASS、（WMS，EGNOS,MSAS，GAGAN)混合引擎

三、软件接口

Gnss(uartObj) - 创建全球导航定位传感器驱动对象

• 函数原型

gnssObj = Gnss(uartObj)

• 参数说明：

参数	类型	必选参数？	说明
uartObj	UART	是	传入UART对象

• 返回值

若创建Gnss对象成功，返回Gnss对象；若创建Gnss对象创建失败，抛出Exception

• 示例代码

from machine import UART,Pin    # 驱动库
import gnss                     # gnss定位驱动库

uartObj = UART(1, baudrate=9600,bits = 8,stop = 1, tx=Pin(33), rx=Pin(32))
gnssObj = gnss.GNSS(uartObj) # GNSS设备初始化
print("Testing gnss ...")

• 输出

Testing gps ...

getLocation() - 获取GPS信息值

• 函数功能：

解析更新GPS数据

• 函数原型：

Gnss.getLocation()

• 参数说明：

无

• 返回值：

成功：返回gnss定位信息值，数据类型：字典，含义如下：
longitude(纬度)
latitude(经度)
altitude(海拔)

• 示例：

from machine import UART,Pin    # 驱动库
import gnss                     # gnss定位驱动库

uartObj = UART(1, baudrate=9600,bits = 8,stop = 1, tx=Pin(33), rx=Pin(32))
gnssObj = gnss.GNSS(uartObj) # GNSS设备初始化
print("Testing gnss ...")

location = gnssObj.getLocation()
print("The gnss infor 纬度-%d 经度-%d 海拔-%d",location.longitude, location.latitude, location.altitude)

• 输出

Testing gnss ...
The gnss infor 纬度-xx 经度-xx 海拔-xx

四、接口案例

• 案例代码

from machine import UART,Pin    # 驱动库
import gnss                     # gnss定位驱动库
import utime

uartObj = UART(1, baudrate=9600,bits = 8,stop = 1, tx=Pin(33), rx=Pin(32))
gnssObj = gnss.GNSS(uartObj) # GNSS设备初始化
print("Testing gnss ...")

while True:
    utime.sleep(1)
    location = gnssDev.getLocation()
    print("The gnss infor 纬度-%d 经度-%d 海拔-%d",location.longitude, location.latitude, location.altitude)

• 输出

Testing gnss ...
The gnss infor 纬度-xx 经度-xx 海拔-xx

五、工作原理

1、电气特性

输入电压	宽电压范围：主电源为3.3～5V
工作电流	30mA
备用电压	1.8～3.6V
温度范围	5% to 95% non-condensing
工作温度	-40度~100度
存储温度	-55度~100度

2、模块性能

标号	名称	功能描述
1	芯片	AT65558D(内置FLASH,支持温启动)
2	频率	BDS/GPS/1.5611-1.57542GHz
3	C/A码	1.023MHz码流
4	可用波特率	4800，19200，38400，57600，115200bps（默认9600）
5	通道	三通道射频，支持GPS+BDS（默认）、BDS+GLONASS、GPS+GLONASS输出
6	SWR	S11<=1.3
7	SWR	S22<=1.3
8	Log Mag	S212>=20.0dB
9	Smith	S11:50欧姆+5%
10	灵敏度	跟踪：-162dBm,捕捉：-148dBm
11	冷启动	平均35秒
12	冷启动灵敏度	-148dBm
13	温启动	平均10秒
14	热启动	平均1秒
15	热启动灵敏度	-156dBm
16	AGPS网络辅助星历数据	3s（平均)
17	定位精度	<5m
18	授时精度	30ns
19	方向	<0.5Degree
20	参照坐标系	WGS-84
21	速率	<0.1m/s
22	最大海拔高度	50000米
23	标准时钟脉冲	0.25Hz~1KHz
24	最大速度	515m/s
25	最大加速度	<=4G
26	更新频率	1～10Hz（默认1Hz）
27	端口界面	UART:232/TTL
28	输出语句	NMEA 0183 V3.0(GGA，GSA，GSV，RMC,VTG，GLL)协议数据

GPS是全球定位系统（Global Position System）的简称，常见于汽车、手机中。民用GPS的定位精度在10~20米之间，这是为什么用手机的GPS定位，有时候明明在陆地上，却被认为在河里的原因。GPS定位的原理很简单，叫做三角定位法（Triangulation）。原理如下图所示：

装在无人车上的GPS接收机，首先量测无线电信号到达卫星的传播时间，再将传播时间乘以光速，即可得到当前GPS接收机到达卫星的距离，有了距离，就可以根据几何原理求得位置了。

若已知GPS接收机到达1号卫星和3号卫星的距离，那么1号和3号卫星根据距离产生两个球体（图中绿色和蓝色的球体），两个球体的相交的部分为圆形，该圆形与地球表面靠近的任何一个点都有可能是当前无人车（GPS接受装置）的位置。
因此仅根据这两个距离信息，还无法确定当前无人车的具体位置。此时通过引入第三个卫星的距离，就能较为准确地确定无人车的位置。这就是三角定位法的原理。

参考文献

[1] GPS模块购买链接