双频定位怎么用？看这篇——合宙Air551G开发板入门使用及基础知识普及

 

焊板子、撸代码、写文章——LuatOS社群工程师们热火朝天的2022虎年春节写照。无论何时何处，心里总燃动着灵魂之舞，没有什么能阻挡真正的热爱！

今天特别带来乔帮主乔工关于合宙Air551G双频定位开发板的试用分享，一篇详实易懂的用心之作，尤其适合新上手的朋友们。

 

 

 

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Air551G开发板试用分享

 

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一、开箱

合宙挺给力，节前就拿到了这块Air551G开发板，板子制作的不错，和我其他的板子对比起来，感觉高级不少。

左边是Air551G，右边是我另外其他厂家一个型号的。

 

二、连线

美中不足的是，它的连接线是5针1.25mm的传感器接口，拿到后，可能没有合适的线（年前活动未能同步发出，年后有配套接线）。有的同学，直接把接头口给取下来，直接焊线了。

我手头刚好有6针的接头，剪断一根，削了一针变5针，刚刚好用。

然后把剪断的部分，对接上标准的杜邦线，方便接在其他开发板上使用。当然，如果本身就有对应的1.25接口，那更好了。

初次使用，看了说明书，可以当一个普通的串口设备使用，那就先直接用USB2TTL连接，进行调试好了。等弄清楚了，再上开发板也不迟。

Air551G开发板有五个引脚，其中VCC使用3.3V或者5V电源均可，GND接地，PPS暂时不用，RX、TX接其他设备的对应的TX、RX即可。

 

三、串口连接使用

这个开发板，串口波特率默认情况下，选择115200即可，打开串口，就能看到信息Biu Biu Biu的发过来了。

通过Air551G的手册，我们可以知道，它是主动上报信息的。通电后，就会自动通过串口上报获取到的定位相关信息。

收不到定位信息如何解决？

 

 

 

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初次使用，如果简单了解过这些信息的格式，可能会郁闷：怎么没有成功定位啊，定位到的经纬度信息，怎么都是0呢？

这是因为，一个单纯的GPS定位模块，需要在室外使用，越开阔的地方越好。而我们常用的手机上使用了基站、WIFi等辅助定位，在室内也通常可以定位，但是在地下车库或者隧道里面，或者信号不好的地方，辅助也不给力，也不能定位了。

那就把Air551放到窗外即可：

不一会儿，串口收到的信息，就发生了变化，数字部分，丰富多了。

 

 

串口收到的这些信息，就是导航卫星发送的电文信息，也就是NMEA协议报文。

通常情况下，会包含如下的报文：

定位模块都会主动获取卫星定位系统的报文信息，然后通过串口上报。

上面的报文信息，会分为几类：

1）定位信息：**GGA，通常使用；

2）当前卫星信息：**GSA，一般可以忽略，调试需要；

3）推荐定位信息：**RMC；

4）地面速度信息：**VTG；

5）可见卫星信息：**GSV，一般可以忽略，调试需要。

 

如果是通过单一的卫星导航系统定位，则上面的**为对应卫星导航系统的标识，如果是多系统定位的话，那么1-4的**会是GN，5则为各卫星导航系统的标识。

卫星导航系统通用标识

 

 

 

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• GN：全球导航卫星系统GNSS；

• GP：美国全球定位系统GPS；

• GL：俄罗斯全球轨道导航卫星系统格洛纳斯GLONAS；

• BD：中国的北斗卫星导航系统BDS；

• GA：欧盟伽利略卫星导航系统GALILEO，全球覆盖，问题较多；

• IRN：印度区域卫星导航系统IRNSS，范围较小，印度本土及周边、印度洋区域；

• QZ：日本准天顶卫星导航系统QZSS，是美國GPS的輔助系統，主要服务日本，亦覆盖东亚、澳洲等地。

 

Air551G支持的卫星定位导航系统，包括：GPS、BDS、GLONAS、GALILEO、IRNSS等。在北京地区，GPS、BDS、GLONAS、GALILEO都能搜到对应的卫星，IRNSS没有见到过。

在上述的报文信息中，我们可以看到GP、GL、GA、BD等GSV信息，对应的就是当前位置，可见的各卫星导航系统的卫星信息。其中，我们可以看到有BDGSC,5开头的BDGSC,5,1至BDGSC,5,5，这个就是一组北斗导航卫星，当前有5颗能为我们提供服务。

但是，其中还有BDGSV开头的信息，这是因为卫星导航系统有不同的频段，提供差异性的服务，也包括系统升级和增强对不同接收端系统的兼容。

通过Air551G提供的资料，我们了解到，支持的北斗导航，包括：BD B1I、BD B1C、BD B2A、BD B2B等。

 

报文信息的具体资料，可以查看合宙提供的资料：

《 2_GK9701输入输出格式文档V1.0.pdf 》中关于NMEA协议部分的详细说明。

 

四、经纬度信息到地图坐标转换

以上报文信息中的GGA部分信息：

$GNGGA,063508.000,??53.35241,N,??638.40280,E,1,13,1.15,36.02,M,-5.15,M,,*58

E/W之前的为经度信息，N/S之前的为维度信息，GPS拿到的经纬度信息，需要经过转换两次后，才能在百度地图或者其他地图上使用。

地图坐标转换示例

 

 

 

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假设取到的原始坐标为：

lng0=11626.27158

lat0=3954.85016

 

第一次转换为WGS84坐标系通用格式：

GPS模块经纬度换算说明，可参考网址：
http://www.gnss-module.com/news/47-cn.html

（Math.floor表示取整）

 

lng1_d=Math.floor(lng0/100) = 116

lng1_m= (lng0-lng1_d*100)/60 = 0.43786

lng1=lng1_d+lng1_m=116.43786

 

lat1_d=Math.floor(lat0/100) = 39

lat1_m= (lat0-lat1_d*100)/60 = 0.91417

lat1=lat1_d+lat1_m=39.91417

 

第二次转换为百度地图坐标系：

使用网页转换工具地图坐标系转换，参考网址：
https://tool.lu/coordinate/

通过上述转换工具，可以转换为各地图软件的坐标系；或者也可以在各地图开发者服务中申请对应的API接口。

使用上述网页进行转换时，记住我们要选择WGS84坐标系：

 

转换后的百度坐标地址为：

经度=116.45054049919501

维度=39.921605252645946

 

然后，我们去百度地图上，使用经纬度进行定位，看看是否准确：

 

 

该定位地址，就是我们原始的经纬度信息对应的实际百度地图位置。

 

 

 

 

五、NaviTrack基本使用

通过串口工具，能够正常收到Air551G的信息后，我们就可以使用NaviTrack工具来更有效的获取调试信息了。

先关闭串口工具，再打开NaviTrack，选择正确的串口和波特率，Connect后，界面如下：

注意：需要运行一段时间，且Air551G在室外，才能获得丰富的定位信息。

在以上界面中，各子窗口展示功能：

1）Navi CMD：用于给Air551G发送命令；

2）Track：表示每次输出经纬度坐标点在一个基准位置的散落情况；

3）Signal：表示各导航卫星的信号情况；

4）NAME info：对串口中的信息进行了整理输出，更便于查看分析；

5）Fix mode：修正模式；

6）Sky view：当前可见卫星一览。

 

如果Sky view中，没有显示到卫星，那么定位就不能进行，NAME info部分的经纬度信息，就会不显示或者显示为0，同时Singal部分也会没有信息。

 

六、指令发送：

在Navi CMD界面中，我们可以给Air551G发送指令。

重置设备指令示例

 

 

 

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如果要重置设备，我们可以发送指令：

PGKC030,4,2

其中：030表示指令编号；4,2表示硬重启，也就是恢复到出厂模式。

 

在串口工具中，我们也可以发送该指令，但是其格式为完整格式：

 

$PGKC030,4,2*2A[CR][LF]

 

而Navi CMD会自动帮我们处理$和*后面的内容，并自动添加回车换行[CR][LF]；*后面的2A，表示 $和*中间部分的BCC校验(异或校验)结果。

如果不了解如何进行BCC校验，可以通过网页进行计算。
BCC校验(异或校验)在线计算参考网址：

http://www.ip33.com/bcc.html

由此我们也可以知道，给Air551G发送指令，其格式为：

 

$PGKC指令编号,参数1,参数2,...,参数n*BCC校验码[CR][LF]

 

注意，其中的参数1~n，均为十六进制，BCC校验码，也为16进制。（10进制的10为16进制的A）。

 

 

我们还可以再分别尝试两条指令，用于查看只使用北斗导航和所有卫星导航的区别。

注意：在串口工具中，需要输入完整的指令；在Navi CMD中，只用输入$和*中间的部分即可。

只使用北斗导航示例

 

 

 

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先试第一条，设置只使用北斗导航：

$PGKC121,0,8,0*39

执行该指令后，NaviTrack的NMEA info和Sky view界面会发生如下变化：

因为刚才执行的那一条指令，表示只使用L1的BD导航，所以现在只显示了北斗导航的卫星。

同样的，如果我们使用串口工具发送指令后，会看到如下返回：

可以看到，报文中，就只有BD的信息了。

注意：使用串口工具，一定要勾选尾部添加CRLF，否则指令无效。

 

 

使用所有卫星导航示例

 

 

 

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我们在执行使用所有卫星导航指令后，上述界面中的卫星，又会变得多了起来。

$PGKC121,5,3F,3F*34

 

 

 

以上展示了基本的指令使用，在前面的《2_GK9701输入输出格式文档V1.0.pdf》中，有详细的指令说明，有需要可以仔细研读。

另外，出厂情况下，串口上报的信息会尽可能丰富，但是我们在实际使用中，如前面对报文简介所说的，很多只是调试使用，实际使用时不用。我们可以使用输出控制指令，设置需要输出哪些信息即可。

具体指令格式为：

实际上，9-21位的0，并不需要输入，我们只输入1-8位即可，1表示开启对应的输出，0表示关闭对应的输出。

 

GGA获取经纬度信息示例

 

 

 

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在实际使用中，我们只需要通过GGA获取经纬度信息即可，那么发送的指令如下：

$PGKC242,0,0,0,1,0,0*2A

 

如果我们要把调试的信息都发出来，则使用如下的指令：

$PGKC242,1,1,1,1,1,1*2B

再次提醒：

在串口工具中，需要输入完整的指令；在Navi CMD中，只需要输入$和*之间的部分(不包含$和*)即可。

设置只输出GGA信息后，我们就可以使用其他开发板的串口来连接Air551G，通过串口读取即可。

 

到这里，我们了解了如何通过串口上报的报文，获取经纬度信息，以及通过发送对应的指令来控制Air551G的运行模式了。

后续通过合宙的其他LuatOS开发板，或者MicroPython类的开发板，都能非常方便的获取定位信息。再结合屏幕，就能够进行实际的定位展示了。

今天的分享就先到这里了，希望对大家有帮助，一起多交流~