Данные передаются на управляющую электронику в текстовом формате NMEA по интерфейсу UART.
Принцип работы систем спутниковой навигации
Спутники непрерывно передают навигационные сигналы на дециметровых волнах. В сигнал входят метки точного времени и координаты самого спутника.
Навигатор, по задержке прохождения сигнала со спутника рассчитывает точное расстояние до него. Затем повторяет эту операцию для остальных известных спутников. Эти данные сводятся вместе — так получается точное значение координат приёмника.
Для работы навигаторов нужно открытое небо с минимум четырьмя спутниками в прямой видимости. Чтобы система работала по всей планете в каждой орбитальной группировке приходится держать более двух десятков спутников.
Формат сообщений NMEA
GPS-модуль общается с управляющей платой с помощью NMEA-сообщений (от «National Marine Electronics Association») — это стандарт передачи данных оборудования навигации, связи и других информационных сетей.
NMEA — это так же простой и понятный формат, который позволяет не только обеспечить обмен данными между GPS-приемниками и навигационными программами, но и дает пользователям некоторое представление о принципах работы спутниковой навигационной аппаратуры.
Исходящие сообщения NMEA
Данные с GPS-модуля передаются на управляющую электронику в текстовом формате NMEA, состоят из последовательного набора данных, разделенных запятыми. Каждое NMEA сообщение начинается с $, заканчивается \n (перевод строки) и не может быть длиннее 80 символов.Список сообщений
- AAM – Прибытие в путевую точку
- ALM – Данные альманаха
- АPA – Данные автопилота «А»
- APB – Данные автопилота «В»
- BOD – Азимут на пункт назначения
- DTM – Используемый датум
- GGA – Информация о фиксированном решении
- GLL – Данные широты и долготы
- GSA – Общая информация о спутниках
- GSV – Детальная информация о спутниках
- MSK – Передача управлению базовому приемнику
- MSS – Статус базового приемника
- RMA – Рекомендованный набор данных системы «Loran»
- RMB – Рекомендованный набор навигационных GPS данных
- RMC – Рекомендованный минимальный набор GPS данных
- RTE – Маршрутная информация VTG – Вектор движения и скорости
- WCV – Данные скорости вблизи путевой точки
- WPL – Данные путевой точки
- XTC – Ошибка отклонения от трека
- XTE – Измеренная ошибка отклонения от трека
- ZTG – UTC время и оставшееся время до прибытия в точку назначения
- ZDA – Дата и время.
GGA - информация о фиксированном решении
Самое популярное и наиболее используемое NMEA сообщение с информацией о текущем фиксированном решении – горизонтальные координаты, значение высоты, количество используемых спутников и тип решения.$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47
- GGA – NMEA Заговолок
- 123519 –UTC время 12:35:19
- 4807.038, N – Широта, 48 градусов 7.038 минуты северной широты
- 01131.000, Е – Долгота, 11 градусов 31.000 минуты восточной долготы
- 1 – тип решения (StandAlone решение)
- 0 – нет решения,
- 1 – StandAlone,
- 2 – DGPS,
- 3 – PPS,
- 4 – фиксированный RTK,
- 5 – не фиксированный RTK,
- 6 – использование данных инерциальных систем,
- 7 – ручной режим,
- 8 – режим симуляции
- 08 – количество используемых спутников
- 0.9 – геометрический фактор, HDOP
- 545.4, М – высота над уровнем моря в метрах
- 46.9, М – высота геоида над эллипсоидом WGS 84
- [пустое поле] – время прошедшее с момента получения последней DGPS поправки. Заполняется при активизации DGPS режима
- [пустое поле] – идентификационный номер базовой станции. Заполняется при активизации DGPS режима.
Задача:
Вместе с научным отрядом на станцию Барнео был отправлен разработанный московскими школьниками специальный научный зонд, который должен был проводить регулярные метеорологические исследования. После активации зонда на льдине с помощью GPS-приемника были получены следующие сообщения.
$GPGGA,013500,8900.000,N,09031.000,E,1,08,0.9,*,M,46.9,M,,
$GPGGA,074500,8859.000,N,09031.000,E,1,08,0.9,*,M,46.9,M,,
Определите среднюю скорость дрейфа станции на заданном участке движения. В ответе укажите число - скорость в метрах в минуту.