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本文檔介紹的是在 MiniLinux 系統(tǒng)環(huán)境下 iTOP-iMX6 的 GPS 實(shí)驗(yàn)調(diào)試步驟。給用戶(hù)提 供了“iTOP-iMX6-MiniLinux-GPS_V1.0.zip”壓縮包，即 GPS 實(shí)驗(yàn) C 程序源碼。 利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，稱(chēng)為全球衛(wèi)星定位系 統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng) GPS。GPS 是由美國(guó)國(guó)防部研制建立的一種具有全方位、全天候、全時(shí)段、高精度 的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能為全球用戶(hù)提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時(shí)等導(dǎo)航信 息，是衛(wèi)星通信技術(shù)在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用典范，它極大地提高了地球社會(huì)的信息化水平，有力地 推動(dòng)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 說(shuō)到定位和導(dǎo)航，大家容易有幾個(gè)誤區(qū)，請(qǐng)務(wù)必理解以下知識(shí)點(diǎn)。 1）.GPS 導(dǎo)航，在嵌入式領(lǐng)域，一般指的是通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)導(dǎo)航。GPS 衛(wèi)星高度一般在 2 萬(wàn) 公里左右，頻段在 1Ghz-2Ghz，先不介紹 GPS 信號(hào)，通過(guò)對(duì)比 WIFI 路由器和GPS來(lái)了解關(guān) 于 GPS 的常識(shí)。 當(dāng)使用的 WIFI 路由器的時(shí)候，WIFI 信號(hào)在周?chē)諘绲那闆r下可以傳輸2百米左右，信號(hào) 傳輸距離和功率有關(guān)系，GPS 衛(wèi)星上的發(fā)射功率比一般的 WIFI 天線強(qiáng)，但是要將GPS信號(hào) 發(fā)射 2 萬(wàn)公里遠(yuǎn)，衛(wèi)星體積重量也是有限的，所以到地面的時(shí)候，信號(hào)相對(duì)是比較弱的。 WIFI信號(hào)頻段一般在 2.4G 左右，和 GPS 信號(hào)頻段差距不大。在屋子內(nèi)部使用無(wú)線 WIFI 的時(shí)候，如果中間墻隔著，信號(hào)拐幾個(gè)彎之后，信號(hào)就會(huì)變的非常弱。在電磁場(chǎng)理論中，頻段 越高，穿透能力越強(qiáng)，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(hào)轉(zhuǎn)彎之后，信號(hào)就會(huì)弱，GPS 信號(hào)也是同樣的道理，高山和高樓都 很容易阻擋 GPS 信號(hào)。 所以，在測(cè)試 GPS 信號(hào)的時(shí)候，盡量在空曠室外，周?chē)鷽](méi)有高樓，不是山洼的地方測(cè) 試，這種情況信號(hào)會(huì)強(qiáng)一些。 2）.可能有人有疑問(wèn)，為什么手機(jī)導(dǎo)航定位在屋子里面可以，而且那么精準(zhǔn)。請(qǐng)注意，一般 的手機(jī)中，是沒(méi)有 GPS 衛(wèi)星定位功能的，手機(jī)是通過(guò) 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(guān)閉 WIFI 和流量，再?lài)L試用 GPS 來(lái)定位，肯定是不行 的。 WIFI定位的原理是通過(guò)路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)公司或者普通居民家里的光纖和寬帶， 都有唯一的標(biāo)識(shí)，這個(gè)標(biāo)識(shí)是和位置一一對(duì)應(yīng)的，通過(guò)標(biāo)識(shí)當(dāng)然就可以定位。 3G/4G 的流量定位，是通過(guò)信號(hào)塔來(lái)實(shí)現(xiàn)的，手機(jī)可以接收到信號(hào)塔（打電話(huà)，通過(guò)流 量上網(wǎng)，都是通過(guò)信號(hào)塔，可以搜索“鐵塔公司”，國(guó)內(nèi)的信號(hào)塔都是屬于這個(gè)公司的），信 號(hào)塔的位置是固定的，通過(guò)信號(hào)塔當(dāng)然也是可以定位。 無(wú)論是 WIFI 還是流量定位，它們都不是嚴(yán)格意義上的 GPS 衛(wèi)星定位。 3）.可能有人有疑問(wèn)，GPS 定位好像不如通過(guò) 3G/4G 和 WIFI 定位，有什么用？ GPS 導(dǎo)航儀，汽車(chē)上使用，汽車(chē)在路中間行駛，信號(hào)還是蠻好的^_^，而且買(mǎi)了設(shè)備之 后，不用每個(gè)月都繳費(fèi)，汽車(chē)上如果使用的是 GPS 定位，在前擋風(fēng)玻璃雨刮器下方都有引出 來(lái)的天線。 另外像野外施工作業(yè)，手機(jī)信號(hào)可能都沒(méi)有（一般使用衛(wèi)星電話(huà)），就更別提 WIFI 了， GPS 衛(wèi)星定位是非常好的選擇。類(lèi)似，在阿富汗作戰(zhàn)的美國(guó)大兵，肯定也是用的衛(wèi)星定位。 4）.另外可能有疑問(wèn)，為什么收音機(jī)接收廣播信號(hào)的時(shí)候，在犄角旮旯都可以收聽(tīng)到。就一 個(gè)發(fā)射塔，可以穿越整個(gè)地球，用這么小的收音機(jī)接收信號(hào)。廣播信號(hào)的頻段是很特殊的，它 是通過(guò)大氣的電離層來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)�，這是另外一個(gè)課題了，如果大家對(duì)無(wú)線電感興趣， 可以找電磁場(chǎng)或者無(wú)線電相關(guān)的書(shū)籍來(lái)看一看。 1.硬件連接 測(cè)試 GPS 模塊，使用的是 iTOP-iMX6 全能板開(kāi)發(fā)板。使用 GPS 專(zhuān)用天線，并將探頭延 伸至窗外，以確保 GPS 信號(hào)強(qiáng)度，如下圖所示。
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2.測(cè)試軟件使用 將“iTOP-iMX6-MiniLinux-GPS_V1.0”中“topeet_gpstest”目錄下可執(zhí)行文件拷貝 到開(kāi)發(fā)板上，修改權(quán)限，使用命令“./topeet_gpstest /dev/ttymxc2 &”，如下圖所示 。
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如下圖所示，接收到 GPS 信號(hào)。
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然后我們可在超級(jí)終端上看到 GPS 回傳的信息，注意當(dāng)信號(hào)不強(qiáng)時(shí)，部分?jǐn)?shù)據(jù)讀取不 到，模塊上電運(yùn)行幾分鐘之后可能才會(huì)有完整信息，信號(hào)實(shí)在太弱的情況，可能什么信號(hào)都沒(méi) 有。 GPS衛(wèi)星有24顆，地球上任意一點(diǎn)，最多能夠接收到 12 顆衛(wèi)星信號(hào)。如下圖所示，提 示有三顆星，信號(hào)比較弱，可以勉強(qiáng)定位。由于作者是在室內(nèi)測(cè)量，又是陰天，這種情況測(cè)量 得出的數(shù)據(jù)誤差就比較大，理論上三顆衛(wèi)星就可以定位。但是需要更加精準(zhǔn)，則需要更多的衛(wèi) 星來(lái)校準(zhǔn)糾偏，如果能夠達(dá)到 5 顆衛(wèi)星以上，汽車(chē)導(dǎo)航儀理論上就可以接受了。
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