GPS模塊使用手冊一、GPS模塊的幾個重要指標1.衛星軌跡全球有24顆GPS衛星沿6條軌道繞地球運行(每4個一組)，GPS接收模塊就是靠接收這些衛星來進行定位的。但一般在地球的同一邊不會超過12顆衛星，所以一般選擇可以跟蹤12顆衛星以下的器件就可以了。當然，所能跟蹤的衛星數越多，性能越好。大多數GPS接收器可以追蹤812顆衛星。計算2維坐標至少需要3顆衛星，4顆衛星可以計算3維坐標。2.并行通道由于最多可能有12顆衛星是可見的，GPS接收器必須按順序訪問每一顆衛星來獲取每顆衛星的信息，所以市面上的GPS接收器大多數是12并行通道型的，這允許它們連續追蹤每一顆衛星的信息。12通道接收器的優點包括快速冷啟動和初始化衛星的信息，而且在森林地區可以有更好的接收效果。一般12通道接收器不需要外置天線，除非是在封閉的空間，如船艙或車廂中。3.定位時間定位時間是指重啟GPS接收器時，確定現在位置所需的時間。對于12通道接收器，冷啟動時的定位時間一般為35 min，熱啟動時為1530 s。4.定位精度普通GPS接收器的水平位置定位精度在510 m內。5.DGPS功能DGPS是一個固定的GPS接收器，用于接收衛星的信號。DGPS可以準確地計算出理論上衛星信號傳送到的精確時間，然后將它與實際傳送時間相比較，并計算出差值。DGPS將這個差值發送出去，其它GPS接收器就可以利用這個差值得到一個更精確的位置讀數(510 m或者更少的誤差)。許多GPS設備提供商在一些地區設置了DGPS發送機，供客戶免費使用，只要客戶所購買的GPS接收器有DGPS功能即可。6.信號干擾要獲得一個很好的定位信號，GPS接收器必須至少能接收到35顆衛星。如果是在峽谷中或兩邊高樓林立的街道上，或者是在茂密的叢林里，有可能接收不到足夠的衛星，無法定位或者只能得到二維坐標。同樣，如果在一個建筑里面，有可能無法更新位置。一些GPS接收器有單獨的天線可以貼在擋風玻璃上，或者將一個外置天線放在車頂上，這有助于接收器收到更多的衛星信號。二、HOLUX M-89 GPS模塊特性我們選用的是臺灣生產的HOLUX M-89 GPS模塊，并為其配備了PCB板，以方便與單片機進行連接，下面與反面如下圖所示， HOLUX M-89 GPS接收衛星信號時一般還需要配備天線，如下圖所示：HOLUX M-89 GPS模塊主要特性如下：產品特征通 道：并行32通道頻 率：L1 1575.42MHzC/A碼（1.023MHZ碼片速率）跟蹤靈敏度：-159dB動態性能速 度：515米/秒加速度：4g顛 簸：20米/秒捕獲時間重獲取時間：0.1秒熱啟動時間：1秒溫啟動時間：33秒冷啟動時間：36秒精度定位： 10米（2D RMS） 1-5米 （DGPS）速度： 0.1米/秒時間： 1ms數據特性I/O信息：1個全雙工串行TTL接口數據傳輸速率： 480038400 (標準：9600)格式： SiRF二進制和NMEA-0183（v3.01）GGA,GLL,GSA,GSV,RMC,VTGDGPS協議：RTCM SC-104，類型1，2和9脈沖延時： 100ms電氣特性輸入電壓： 3.35VDC后備電源： 直流3V輸入電流： 80mA物理特性尺寸： 25.4mm(D)25.4mm(W)3mm(H)重量： 7g環境特性操作溫度： -30+85存貯范圍： -40+85三、12864顯示GPS數據實驗1.HOLUX M-89 GPS模塊與DD-900實驗開發板的連接HOLUX M-89 GPS模塊安裝在一塊PCB板上，板上引出有6針間距為2.54mm的插針，可方便地與頂頂電子開發的DD-900實驗開發板進行連接，各插針管腳功能及其與DD-900實驗開發板的連接方法如下：1腳：指示燈，通電常亮，接收到衛星開始閃爍，模塊板上帶有LED燈，實驗時可不接。2腳：外部復位輸入，模塊內部有復位電路，實驗時可不接。3腳：模塊串口數據輸出。接DD-900實驗開發板MCU的RXD腳（P30腳）。4腳：模塊串口數據輸入。接DD-900實驗開發板MCU的TXD腳（P31腳）。5腳：GND。接DD-900實驗開發板的地端。6腳：電源輸入，電壓范圍：3.3-5V，接DD-900實驗開發板的3.3V或5V端。2.GPS源程序實驗步驟（1）打開STC下載軟件，將“12864液晶屏顯示GPS數據C51源程序”中的“GPS_12864.hex”目標文件下載到DD-900實驗開發板上。（2）取一只12864液晶顯示屏，將其插到DD-900實驗開發板上。（3）將GPS模塊與天線連接好。（4）找四根杜邦線，將GPS模塊與DD-900實驗開發板的連接好。斷開232與單片機的短接插針。使單片機只能與GPS模塊進行通信。（5）打開DD-900實驗開發板電源，約幾十秒后，在12864液晶屏上即可顯示出經度、緯度、時間、海拔高度等信息，如下圖所示：以上信息的意思為：東經120度23.7285分，北緯36度17.3538分，時間為15點10分52秒，海拔高度為145.6米。需要注意的是，實驗時，要將GPS模塊和天線放置在室外，以便接收到衛星信號，另外，GPS啟動時需要一定的啟動時間，GPS啟動后才能接收到并計算出正確的數據。另外，如果你沒有采用DD-900實驗開發板，而是采用其它實驗板，需要將單片機晶振頻率設置為11.0592MHz，以保證GPS模塊與單片機按照9600的波特率進行通信。四、用串口調試助手查看GPS數據1.GPS模塊與DD-900的連接（1）GPS模塊通過DD-900實驗開發板串口，可以方便地與PC機進行連接，連接方法如下：（2）GPS模塊的3腳（模塊串口數據輸出）接DD-900實驗開發板MCU的TXD腳（P31腳），注意，與上個實驗不同。（3）GPS模塊的4腳（模塊串口數據輸入）接DD-900實驗開發板MCU的RXD腳（P30腳），注意，與上個實驗不同。（4）GPS模塊5腳（GND）接DD-900實驗開發板的地端。（5）GPS模塊6腳（電源輸入）接DD-900實驗開發板的3.3V或5V端。（6）取下DD-900的MCU。2.實驗方法 連接完成后，打開頂頂串口調試助手，選擇好串口（一般為串口1，如果采用USB轉串口，要選擇虛擬串口號，本例采用的是USB轉串口，虛擬串口號為COM5）。波特率選擇為9600，校驗位為NINE，數據位為8，停止位為1。以上設置完成后，打開串口，即可在接收窗口中接收到有關的GPS數據，如圖所示：五、其它1.GPS模塊與PC機的通信模組可以直接采用電平轉換電路MAX232，將GPS模塊的串口和PC機的串口連接,用串口調試工具和GPS模塊調試軟件監控模塊輸出的數據，注意：模塊的默認波特率為9600，PC機串口波特率必須設置成9600。如果沒有接GPS天線或收不到衛星信號。模組上的LED燈一直常亮，如果收到有效的衛星信號LED開始閃爍。2.GPS的數據協議GPS數據格式支持 NMEA0183 V 3.01 數據協議。格式 NMEA0183 V3.01： GPGGA（1 次1 秒）、GPGSA（1 次5 秒）、GPGSV（1 次5 秒）、GPRMC（1 次1 秒）、GPVTG（1 次1 秒）。下面是調試模組用串口監控到的數據：無衛星狀態：$GPGGA,000355.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*44$GPGSA,A,1,*1E$GPGSV,1,1,00*79$GPRMC,000355.026,V,8960.0000,N,00000.0000,E,0.00,0.00,060180,N*79$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,N*32$GPGGA,000356.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*47$GPRMC,000356.026,V,8960.0000,N,00000.0000,E,0.00,0.00,060180,N*7A$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,N*32$GPGGA,000357.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*46$GPRMC,000357.026,V,8960.0000,N,00000.0000,E,0.00,0.00,060180,N*7B$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,N*32$GPGGA,000358.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*49$GPRMC,000358.026,V,8960.0000,N,00000.0000,E,0.00,0.00,060180,N*74$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,N*32$GPGGA,000359.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*48$GPRMC,000359.026,V,8960.0000,N,00000.0000,E,0.00,0.00,060180,N*75$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,N*32$GPGGA,000400.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*43$GPGSA,A,1,*1E$GPGSV,1,1,00*79$GPRMC,000400.026,V,8960.0000,N,00000.0000,E,0.00,0.00,060180,N*7E$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,N*32$GPGGA,000401.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*42$GPRMC,000401.026,V,8960.0000,N,00000.0000,E,0.00,0.00,060180,N*7F$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,N*32$GPGGA,000402.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*41$GPRMC,000402.026,V,8960.0000,N,00000.0000,E,0.00,0.00,060180,N*7C$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,N*32$GPGGA,000403.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*40$GPRMC,000403.026,V,8960.0000,N,00000.0000,E,0.00,0.00,060180,N*7D$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,N*32$GPGGA,000404.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*47$GPRMC,000404.026,V,8960.0000,N,00000.0000,E,0.00,0.00,060180,N*7A$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,N*32$GPGGA,000405.026,8960.0000,N,00000.0000,E,0,0,137.0,M,13.0,M,*46$GPGSA,A,1,*1E有衛星狀態：$GPGGA,090113.000,3958.2847,N,11616.6454,E,1,8,1.00,67.6,M,-6.7,M,*78$GPRMC,090113.000,A,3958.2847,N,11616.6454,E,0.00,0.00,080110,A*60$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D$GPGGA,090114.000,3958.2847,N,11616.6456,E,1,8,1.00,67.7,M,-6.7,M,*7C$GPRMC,090114.000,A,3958.2847,N,11616.6456,E,0.00,0.00,080110,A*65$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D$GPGGA,090115.000,3958.2846,N,11616.6456,E,1,8,1.00,67.7,M,-6.7,M,*7C$GPRMC,090115.000,A,3958.2846,N,11616.6456,E,0.00,0.00,080110,A*65$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D$GPGGA,090116.000,3958.2846,N,11616.6456,E,1,8,1.00,67.8,M,-6.7,M,*70$GPRMC,090116.000,A,3958.2846,N,11616.6456,E,0.00,0.00,080110,A*66$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D$GPGGA,090117.000,3958.2845,N,11616.6457,E,1,8,1.00,67.8,M,-6.7,M,*73$GPGSA,A,3,29,15,10,18,09,21,24,27,1.28,1.00,0.79*08$GPGSV,3,1,10,24,78,302,38,15,77,207,42,29,36,238,48,10,33,073,24*76$GPGSV,3,2,10,21,29,310,39,08,22,054,18,15,276,42,27,14,167,36*7D$GPGSV,3,3,10,09,05,175,35,40,*45$GPRMC,090117.000,A,3958.2845,N,11616.6457,E,0.00,0.00,080110,A*65$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D$GPGGA,090118.000,3958.2846,N,11616.6457,E,1,8,1.00,67.8,M,-6.7,M,*7F$GPRMC,090118.000,A,3958.2846,N,11616.6457,E,0.00,0.00,080110,A*69$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D$GPGGA,090119.000,3958.2846,N,11616.6458,E,1,9,0.85,67.8,M,-6.7,M,*7C$GPRMC,090119.000,A,3958.2846,N,11616.6458,E,0.00,0.00,080110,A*67$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D$GPGGA,090120.000,3958.2847,N,11616.6459,E,1,9,0.85,67.8,M,-6.7,M,*76$GPRMC,090120.000,A,3958.2847,N,11616.6459,E,0.00,0.00,080110,A*6D$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D$GPGGA,090121.000,3958.2847,N,11616.6460,E,1,9,0.85,67.8,M,-6.7,M,*7D$GPRMC,090121.000,A,3958.2847,N,11616.6460,E,0.00,0.00,080110,A*66$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D$GPGGA,090122.000,3958.2847,N,11616.6461,E,1,9,0.85,67.8,M,-6.7,M,*7F$GPGSA,A,3,29,15,10,18,09,21,24,08,27,1.14,0.85,0.77*0D$GPGSV,3,1,10,24,78,302,38,15,77,207,42,29,36,238,48,10,33,073,22*70$GPGSV,3,2,10,21,29,310,39,08,22,054,21,18,15,276,42,27,14,167,36*7E$GPGSV,3,3,10,09,05,175,35,43,*46$GPRMC,090122.000,A,3958.2847,N,11616.6461,E,0.00,0.00,080110,A*64$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D$GPGGA,090123.000,3958.2848,N,11616.6462,E,1,9,0.85,67.8,M,-6.7,M,*72$GPRMC,090123.000,A,3958.2848,N,11616.6462,E,0.00,0.00,080110,A*69$GPVTG,0.00,T,M,0.00,N,0.00,K,A*3D2.GPS 語句數據格式GPS模塊可以輸出多種數據格式輸出語句，這樣，在源程序中，我們通過對這些輸出語句進行解析，就可以得到GPS的定位數據。下面重點介紹GPRMC和GPGGA輸出語句：（1）GPRMC輸出語句其標準格式為:$GPRMC, ,A*hh 例如：$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,A*50 標準定位時間（UTC time）格式：時時分分秒秒.秒秒秒（hhmmss.sss）。 定位狀態，A = 數據可用，V = 數據不可用。 緯度，格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm）。 緯度區分，北半球（N）或南半球（S）。 經度，格式：度度分分.分分分分。 經度區分，東（E）半球或西（W）半球。 相對位移速度， 0.0 至 1851.8 knots（節） 相對位移方向，000.0 至 359.9度。實際值。 日期，格式：日日月月年年（ddmmyy）。 磁偏角，（000 - 180）度，前導位數不足則補0 。 磁偏角方向，E=東W=西。A* 語句結束標志符。hh 從$開始的所