什么是GPS模块

什么是GPS模块

GPS模块就是GPS信号接收器，只能通过串口将它接收到的GPS信号传递给电脑或手机中的GPS软件进行处理。我们常说的GPS定位模块称为用户部分，它像“收音机”一样接收、解调卫星的广播C/A码信号，并记录相关的位置、速度、时间等信息。GPS模块并不播发信号，属于被动定位。

市面上所有GPS模块的协议都是NMEA。

GPS模块通过运算与每个卫星的伪距离，采用距离交会法求出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数，特点是点位速度快，但误差大。初次定位的模块至少需要4颗卫星参与计算，称为3D定位，3颗卫星即可实现2D定位，但精度不佳。GPS模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息，供接收者选择应用。

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GPS模块定位原理

24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。

事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。

由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，使得民用GPS的定位精度只有10米。为提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS）技术，建立基准站（差分台）进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。

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关于GPS模块的应用

GPS模块主要应用于智慧交通和智慧城市结合的定位追踪与车辆信息服务，城市公共资产管理，物流追踪管理，农业上的精准定位，地质灾害监测与气象监测等。

以GPS模块在物流追踪管理的应用简单介绍：

在传统的物流过程中，由于相关信息获取及交流的不足，常常导致不能充分发挥运输资源。通过GPS模块能对车辆位置状态进行监测，便于调度管理中心掌握货物实时的运输进度，并将当前位置信息通过网络方式进行共享，便于物主进行查询，掌握货物到达时间，做好收货准备。另外，在运输途中如出现行车故障、通行受阻等突发状况时，可迅速通过GPS模块获知事发点，并调遣距离出事点最近的车辆进行救援，保证运输进度不受影响。利用GPS模块还能够帮助构建合理的行车路线，节约运输成本，通过对车辆线路的监控，可防止盗窃、劫掠事件的发生，保证车辆、货物或驾驶人员的安全。