在LuatOS環(huán)境中進(jìn)行GNSS定位開發(fā)，是許多物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的基礎(chǔ)需求。本指南旨在提供一份實(shí)戰(zhàn)向?qū)В瑤?jīng)歷從GNSS定位的初始化設(shè)置，到對(duì)NMEA標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的解碼解析，再到將追蹤到的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)上報(bào)云端的完整過(guò)程。

一、GPS 概述

GPS 最先來(lái)自美國(guó)，1978 年，美國(guó)發(fā)射了第一顆 GPS 衛(wèi)星，發(fā)明和實(shí)踐了衛(wèi)星定位技術(shù)。衛(wèi)星定位技術(shù)原理是，覆蓋全球的多顆定位衛(wèi)星連續(xù)發(fā)射一定頻率的無(wú)線電信號(hào)，移動(dòng)終端上集成便攜式衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)，接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)并測(cè)量衛(wèi)星到終端接收機(jī)之間的距離，最終由移動(dòng)終端利用多顆衛(wèi)星位置和與這些衛(wèi)星的距離計(jì)算出移動(dòng)終端的具體位置。后來(lái)出現(xiàn)了歐洲的 Galileo、俄羅斯的 GLONASS、中國(guó)的北斗等，所以如今的 GPS 實(shí)質(zhì)上是作為一個(gè)衛(wèi)星定位技術(shù)體系 GNSS 的代名詞，而不是單指美國(guó)的 GPS 系統(tǒng)。

GPS 提供的服務(wù)包括定位、授時(shí)和導(dǎo)航。定位服務(wù)就是 GPS 終端獲得其位置的服務(wù)，授時(shí)服務(wù)就是 GPS 終端獲得正確時(shí)間的服務(wù)，導(dǎo)航服務(wù)是計(jì)算 GPS 終端速度和運(yùn)動(dòng)方向的服務(wù)。GPS 不限制終端數(shù)，在 GPS 衛(wèi)星信號(hào)不被阻擋的情況下，在地球上任何地點(diǎn)、任何時(shí)間，任何 GPS 終端都可以得到正確的位置和時(shí)間。定位只需要一個(gè)條件，那就是能夠接收到足夠多的衛(wèi)星信號(hào)。因此在室內(nèi)通常無(wú)法定位。

Air8000 作為集成了 4G、Wi-Fi、BLE、GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）等多功能的高性能工業(yè)引擎，其內(nèi)置的 GPS 模塊能夠提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確的定位服務(wù)。

二、演示功能概述

本教程將演示如何使用 Air8000 的 GPS 功能，包括硬件連接、軟件配置、代碼編寫等步驟，最終實(shí)現(xiàn)通過(guò) Air8000 獲取 GPS 信息，并將其進(jìn)行本地處理或上傳至指定的服務(wù)器。

三、準(zhǔn)備硬件環(huán)境

3.1 Air8000 核心板

3.2 GPS 天線

參考：硬件環(huán)境清單：https://docs.openluat.com/air8000/luatos/common/hwenv/，準(zhǔn)備以及組裝好硬件環(huán)境。

四、準(zhǔn)備軟件環(huán)境

1. 燒錄工具Luatools；

2. 內(nèi)核固件文件（底層 core 固件文件）：LuatOS-SoC_V2014_Air8000_2.soc；此頁(yè)面有新版本固件的話選用最新版本固件。

3. LuatOS 需要的腳本和資源文件：https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/module/Air8000/demo/GPS

4. lib 腳本文件：使用 Luatools 燒錄時(shí)，勾選 添加默認(rèn) lib 選項(xiàng)，使用默認(rèn) lib 腳本文件；

準(zhǔn)備好軟件環(huán)境之后，接下來(lái)查看如何燒錄項(xiàng)目文件到 Air8000 開發(fā)板中，將本篇文章中演示使用的項(xiàng)目文件燒錄到 Air8000 開發(fā)板中。

五、GPS 軟硬件參考

5.1 API 接口介紹

本教程使用 api 接口為:

https://docs.openluat.com/osapi/core/libgnss/

5.2 GPS 硬件設(shè)計(jì)

GPS 在硬件設(shè)計(jì)中天線部分是比較關(guān)鍵的，可以參考這篇文章：（Air8000 GNSS 硬件設(shè)計(jì)指導(dǎo)：https://docs.openluat.com/air8000/luatos/hardware/design/gnssant/）

在核心板上內(nèi)置 GNSS ipex 連接器，同時(shí)內(nèi)置 3.3V LDO, 用于有源天線供電。因此可以使用外部有源天線直接連接 GNSS 連接器。

注意：目前有源天線供電僅支持 3.3V 有源天線，請(qǐng)注意連接的有源天線的供電范圍。

六、代碼示例介紹

6.1 軟件代碼介紹

6.2 效果展示

將定位成功后的經(jīng)緯度復(fù)制到此頁(yè)面：https://www.openluat.com/GPS-Offset.html?？梢圆榭次恢眯畔⒑妥鴺?biāo)系轉(zhuǎn)換后的經(jīng)緯度。

七、總結(jié)

本教程詳細(xì)介紹了如何使用 Air8000 的 GPS 功能，包括硬件連接、軟件配置、代碼編寫等步驟。通過(guò)本教程的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該能夠掌握 Air8000 GPS 功能的基本使用方法，并能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行擴(kuò)展和應(yīng)用。

八、注意事項(xiàng)與常見問(wèn)題

8.1、GPS 定位經(jīng)緯度不準(zhǔn)確

1、坐標(biāo)沒(méi)有糾偏，參考：http://www.openluat.com/GPS-Offset.html進(jìn)行糾偏處理

2、周圍有比較高的障礙物，會(huì)導(dǎo)致定位誤差

3、在開闊地帶，正常情況下定位精度只能做到 5 米

4、不能在室內(nèi)測(cè)試，必須到室外測(cè)試；如果只能在室內(nèi)測(cè)試，可以淘寶搜索“gps 信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器”

8.2、Air8000 獲取到的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)是基于什么坐標(biāo)系

使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) WGS-84 坐標(biāo)系，需要自己進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換各 GPS 坐標(biāo)系說(shuō)明以及轉(zhuǎn)換方法。

8.3、GPS 天線如何設(shè)計(jì)

參考：https://docs.openluat.com/air8000/luatos/hardware/design/gnssant/

8.4、可視衛(wèi)星、可用衛(wèi)星有什么區(qū)別

可視衛(wèi)星是當(dāng)前區(qū)域，接收條件良好情況下，應(yīng)該可以收到衛(wèi)星信號(hào)的衛(wèi)星。

可用衛(wèi)星是當(dāng)前已經(jīng)收到信號(hào)并正在使用參與定位的衛(wèi)星。

8.5、 GGA 和 RMC 應(yīng)該用哪個(gè)

視具體情況而定，建議用 gga，信息相對(duì)更全面。

8.6、如何解讀 NMEA 報(bào)文每個(gè)字段的含義

參考：NMEA-0183 協(xié)議簡(jiǎn)介

8.7、車載使用時(shí)需要天線引出到車頂上嗎

1、擋風(fēng)玻璃如果沒(méi)有貼膜或者貼了不含金屬材料的膜，可以放在擋風(fēng)玻璃下，但是 gps 信號(hào)會(huì)有一定衰減，在萬(wàn)不得已的情況下，可以放在擋風(fēng)玻璃下，最好再實(shí)際測(cè)試確認(rèn)一下。 2、擋風(fēng)玻璃如果貼了含有金屬材料的膜，則不能放在擋風(fēng)玻璃下，必須將天線到車頂。

8.8、如何輸出原始 NMEA 數(shù)據(jù)

可以通過(guò) libgnss.bind(id, next_id)接口進(jìn)行綁定。

今天的內(nèi)容就分享到這里了~

審核編輯 黃宇