雙頻定位怎么用？看這篇——合宙Air551G開(kāi)發(fā)板入門(mén)使用及基礎(chǔ)知識(shí)普及

焊板子、擼代碼、寫(xiě)文章——LuatOS社群工程師們熱火朝天的2022虎年春節(jié)寫(xiě)照。無(wú)論何時(shí)何處，心里總?cè)紕?dòng)著靈魂之舞，沒(méi)有什么能阻擋真正的熱愛(ài)！

今天特別帶來(lái)喬幫主喬工關(guān)于合宙Air551G雙頻定位開(kāi)發(fā)板的試用分享，一篇詳實(shí)易懂的用心之作，尤其適合新上手的朋友們。

1

Air551G開(kāi)發(fā)板試用分享

一、開(kāi)箱

合宙挺給力，節(jié)前就拿到了這塊Air551G開(kāi)發(fā)板，板子制作的不錯(cuò)，和我其他的板子對(duì)比起來(lái)，感覺(jué)高級(jí)不少。

左邊是Air551G，右邊是我另外其他廠家一個(gè)型號(hào)的。

二、連線

美中不足的是，它的連接線是5針1.25mm的傳感器接口，拿到后，可能沒(méi)有合適的線（年前活動(dòng)未能同步發(fā)出，年后有配套接線）。有的同學(xué)，直接把接頭口給取下來(lái)，直接焊線了。

我手頭剛好有6針的接頭，剪斷一根，削了一針變5針，剛剛好用。

然后把剪斷的部分，對(duì)接上標(biāo)準(zhǔn)的杜邦線，方便接在其他開(kāi)發(fā)板上使用。當(dāng)然，如果本身就有對(duì)應(yīng)的1.25接口，那更好了。

初次使用，看了說(shuō)明書(shū)，可以當(dāng)一個(gè)普通的串口設(shè)備使用，那就先直接用USB2TTL連接，進(jìn)行調(diào)試好了。等弄清楚了，再上開(kāi)發(fā)板也不遲。

Air551G開(kāi)發(fā)板有五個(gè)引腳，其中VCC使用3.3V或者5V電源均可，GND接地，PPS暫時(shí)不用，RX、TX接其他設(shè)備的對(duì)應(yīng)的TX、RX即可。

三、串口連接使用

這個(gè)開(kāi)發(fā)板，串口波特率默認(rèn)情況下，選擇115200即可，打開(kāi)串口，就能看到信息Biu Biu Biu的發(fā)過(guò)來(lái)了。

通過(guò)Air551G的手冊(cè)，我們可以知道，它是主動(dòng)上報(bào)信息的。通電后，就會(huì)自動(dòng)通過(guò)串口上報(bào)獲取到的定位相關(guān)信息。

收不到定位信息如何解決？

初次使用，如果簡(jiǎn)單了解過(guò)這些信息的格式，可能會(huì)郁悶：怎么沒(méi)有成功定位啊，定位到的經(jīng)緯度信息，怎么都是0呢？

這是因?yàn)?，一個(gè)單純的GPS定位模塊，需要在室外使用，越開(kāi)闊的地方越好。而我們常用的手機(jī)上使用了基站、WIFi等輔助定位，在室內(nèi)也通?？梢远ㄎ?，但是在地下車(chē)庫(kù)或者隧道里面，或者信號(hào)不好的地方，輔助也不給力，也不能定位了。

那就把Air551放到窗外即可：

不一會(huì)兒，串口收到的信息，就發(fā)生了變化，數(shù)字部分，豐富多了。

串口收到的這些信息，就是導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送的電文信息，也就是NMEA協(xié)議報(bào)文。

通常情況下，會(huì)包含如下的報(bào)文：

定位模塊都會(huì)主動(dòng)獲取衛(wèi)星定位系統(tǒng)的報(bào)文信息，然后通過(guò)串口上報(bào)。

上面的報(bào)文信息，會(huì)分為幾類：

1）定位信息：**GGA，通常使用；

2）當(dāng)前衛(wèi)星信息：**GSA，一般可以忽略，調(diào)試需要；

3）推薦定位信息：**RMC；

4）地面速度信息：**VTG；

5）可見(jiàn)衛(wèi)星信息：**GSV，一般可以忽略，調(diào)試需要。

如果是通過(guò)單一的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位，則上面的**為對(duì)應(yīng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)識(shí)，如果是多系統(tǒng)定位的話，那么1-4的**會(huì)是GN，5則為各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)識(shí)。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通用標(biāo)識(shí)

• GN：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS；

• GP：美國(guó)全球定位系統(tǒng)GPS；

• GL：俄羅斯全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)格洛納斯GLONAS；

• BD：中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BDS；

• GA：歐盟伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GALILEO，全球覆蓋，問(wèn)題較多；

• IRN：印度區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)IRNSS，范圍較小，印度本土及周邊、印度洋區(qū)域；

• QZ：日本準(zhǔn)天頂衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)QZSS，是美國(guó)GPS的輔助系統(tǒng)，主要服務(wù)日本，亦覆蓋東亞、澳洲等地。

Air551G支持的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，包括：GPS、BDS、GLONAS、GALILEO、IRNSS等。在北京地區(qū)，GPS、BDS、GLONAS、GALILEO都能搜到對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星，IRNSS沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)。

在上述的報(bào)文信息中，我們可以看到GP、GL、GA、BD等GSV信息，對(duì)應(yīng)的就是當(dāng)前位置，可見(jiàn)的各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星信息。其中，我們可以看到有BDGSC,5開(kāi)頭的BDGSC,5,1至BDGSC,5,5，這個(gè)就是一組北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，當(dāng)前有5顆能為我們提供服務(wù)。

但是，其中還有BDGSV開(kāi)頭的信息，這是因?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有不同的頻段，提供差異性的服務(wù)，也包括系統(tǒng)升級(jí)和增強(qiáng)對(duì)不同接收端系統(tǒng)的兼容。

通過(guò)Air551G提供的資料，我們了解到，支持的北斗導(dǎo)航，包括：BD B1I、BD B1C、BD B2A、BD B2B等。

報(bào)文信息的具體資料，可以查看合宙提供的資料：

《 2_GK9701輸入輸出格式文檔V1.0.pdf 》中關(guān)于NMEA協(xié)議部分的詳細(xì)說(shuō)明。

四、經(jīng)緯度信息到地圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

以上報(bào)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之前的為經(jīng)度信息，N/S之前的為維度信息，GPS拿到的經(jīng)緯度信息，需要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換兩次后，才能在百度地圖或者其他地圖上使用。

地圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換示例

假設(shè)取到的原始坐標(biāo)為：

lng0=11626.27158

lat0=3954.85016

第一次轉(zhuǎn)換為WGS84坐標(biāo)系通用格式：

GPS模塊經(jīng)緯度換算說(shuō)明，可參考網(wǎng)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

第二次轉(zhuǎn)換為百度地圖坐標(biāo)系：

使用網(wǎng)頁(yè)轉(zhuǎn)換工具地圖坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，參考網(wǎng)址：
https://tool.lu/coordinate/

通過(guò)上述轉(zhuǎn)換工具，可以轉(zhuǎn)換為各地圖軟件的坐標(biāo)系；或者也可以在各地圖開(kāi)發(fā)者服務(wù)中申請(qǐng)對(duì)應(yīng)的API接口。

使用上述網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，記住我們要選擇WGS84坐標(biāo)系：

轉(zhuǎn)換后的百度坐標(biāo)地址為：

經(jīng)度=116.45054049919501

維度=39.921605252645946

然后，我們?nèi)グ俣鹊貓D上，使用經(jīng)緯度進(jìn)行定位，看看是否準(zhǔn)確：

該定位地址，就是我們?cè)嫉慕?jīng)緯度信息對(duì)應(yīng)的實(shí)際百度地圖位置。

五、NaviTrack基本使用

通過(guò)串口工具，能夠正常收到Air551G的信息后，我們就可以使用NaviTrack工具來(lái)更有效的獲取調(diào)試信息了。

先關(guān)閉串口工具，再打開(kāi)NaviTrack，選擇正確的串口和波特率，Connect后，界面如下：

注意：需要運(yùn)行一段時(shí)間，且Air551G在室外，才能獲得豐富的定位信息。

在以上界面中，各子窗口展示功能：

1）Navi CMD：用于給Air551G發(fā)送命令；

2）Track：表示每次輸出經(jīng)緯度坐標(biāo)點(diǎn)在一個(gè)基準(zhǔn)位置的散落情況；

3）Signal：表示各導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)情況；

4）NAME info：對(duì)串口中的信息進(jìn)行了整理輸出，更便于查看分析；

5）Fix mode：修正模式；

6）Sky view：當(dāng)前可見(jiàn)衛(wèi)星一覽。

如果Sky view中，沒(méi)有顯示到衛(wèi)星，那么定位就不能進(jìn)行，NAME info部分的經(jīng)緯度信息，就會(huì)不顯示或者顯示為0，同時(shí)Singal部分也會(huì)沒(méi)有信息。

六、指令發(fā)送：

在Navi CMD界面中，我們可以給Air551G發(fā)送指令。

重置設(shè)備指令示例

如果要重置設(shè)備，我們可以發(fā)送指令：

PGKC030,4,2

其中：030表示指令編號(hào)；4,2表示硬重啟，也就是恢復(fù)到出廠模式。

在串口工具中，我們也可以發(fā)送該指令，但是其格式為完整格式：

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

而Navi CMD會(huì)自動(dòng)幫我們處理$和*后面的內(nèi)容，并自動(dòng)添加回車(chē)換行[CR][LF]；*后面的2A，表示 $和*中間部分的BCC校驗(yàn)(異或校驗(yàn))結(jié)果。

如果不了解如何進(jìn)行BCC校驗(yàn)，可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行計(jì)算。
BCC校驗(yàn)(異或校驗(yàn))在線計(jì)算參考網(wǎng)址：

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

由此我們也可以知道，給Air551G發(fā)送指令，其格式為：

$PGKC指令編號(hào),參數(shù)1,參數(shù)2,...,參數(shù)n*BCC校驗(yàn)碼[CR][LF]

注意，其中的參數(shù)1~n，均為十六進(jìn)制，BCC校驗(yàn)碼，也為16進(jìn)制。（10進(jìn)制的10為16進(jìn)制的A）。

我們還可以再分別嘗試兩條指令，用于查看只使用北斗導(dǎo)航和所有衛(wèi)星導(dǎo)航的區(qū)別。

注意：在串口工具中，需要輸入完整的指令；在Navi CMD中，只用輸入$和*中間的部分即可。

只使用北斗導(dǎo)航示例

先試第一條，設(shè)置只使用北斗導(dǎo)航：

$PGKC121,0,8,0*39

執(zhí)行該指令后，NaviTrack的NMEA info和Sky view界面會(huì)發(fā)生如下變化：

因?yàn)閯偛艌?zhí)行的那一條指令，表示只使用L1的BD導(dǎo)航，所以現(xiàn)在只顯示了北斗導(dǎo)航的衛(wèi)星。

同樣的，如果我們使用串口工具發(fā)送指令后，會(huì)看到如下返回：

可以看到，報(bào)文中，就只有BD的信息了。

注意：使用串口工具，一定要勾選尾部添加CRLF，否則指令無(wú)效。

使用所有衛(wèi)星導(dǎo)航示例

我們?cè)趫?zhí)行使用所有衛(wèi)星導(dǎo)航指令后，上述界面中的衛(wèi)星，又會(huì)變得多了起來(lái)。

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

以上展示了基本的指令使用，在前面的《2_GK9701輸入輸出格式文檔V1.0.pdf》中，有詳細(xì)的指令說(shuō)明，有需要可以仔細(xì)研讀。

另外，出廠情況下，串口上報(bào)的信息會(huì)盡可能豐富，但是我們?cè)趯?shí)際使用中，如前面對(duì)報(bào)文簡(jiǎn)介所說(shuō)的，很多只是調(diào)試使用，實(shí)際使用時(shí)不用。我們可以使用輸出控制指令，設(shè)置需要輸出哪些信息即可。

具體指令格式為：

實(shí)際上，9-21位的0，并不需要輸入，我們只輸入1-8位即可，1表示開(kāi)啟對(duì)應(yīng)的輸出，0表示關(guān)閉對(duì)應(yīng)的輸出。

GGA獲取經(jīng)緯度信息示例

在實(shí)際使用中，我們只需要通過(guò)GGA獲取經(jīng)緯度信息即可，那么發(fā)送的指令如下：

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

如果我們要把調(diào)試的信息都發(fā)出來(lái)，則使用如下的指令：

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

再次提醒：

在串口工具中，需要輸入完整的指令；在Navi CMD中，只需要輸入$和*之間的部分(不包含$和*)即可。

設(shè)置只輸出GGA信息后，我們就可以使用其他開(kāi)發(fā)板的串口來(lái)連接Air551G，通過(guò)串口讀取即可。

到這里，我們了解了如何通過(guò)串口上報(bào)的報(bào)文，獲取經(jīng)緯度信息，以及通過(guò)發(fā)送對(duì)應(yīng)的指令來(lái)控制Air551G的運(yùn)行模式了。

后續(xù)通過(guò)合宙的其他LuatOS開(kāi)發(fā)板，或者M(jìn)icroPython類的開(kāi)發(fā)板，都能非常方便的獲取定位信息。再結(jié)合屏幕，就能夠進(jìn)行實(shí)際的定位展示了。

今天的分享就先到這里了，希望對(duì)大家有幫助，一起多交流~