GPS/GNSS 定位传感器:卫星定位入门
GPS 传感器(更准确常称 GNSS 模块)通过接收卫星信号计算接收机的位置、速度与时间。除美国 GPS 外,常见系统还包括北斗(BDS)、GLONASS、Galileo 等,多系统模块往往统称 GNSS。
工作原理(简化)
卫星广播带时间戳的信号,接收机测量信号传播时间,估计到多颗卫星的距离,再解算出三维位置。可见卫星数量、几何分布和信号质量决定定位好坏。
常见接口与数据
- 串口输出 NMEA 语句(如
$GNGGA、$GNRMC)很常见 - 也有通过 I2C/SPI/USB 提供位置数据的模块
- 关键字段:经纬度、海拔、速度、定位状态、卫星数、时间
影响精度的因素
- 天空视野:室内、高楼峡谷、隧道会显著变差或失锁
- 天线质量与放置:天线朝向天空,远离电磁干扰
- 多路径反射:玻璃幕墙、水面会造成误差
- 差分/RTK 等增强技术可提高精度,但系统更复杂
应用场景
车载导航、轨迹记录、共享出行、户外运动、农业机械、时间同步(部分场景)等。
小结
GNSS 适合室外开阔环境的绝对定位。嵌入式集成时重点抓:天线、供电噪声、冷热启动时间,以及 NMEA 解析与定位状态判断(没有 fix 就不要当有效坐标用)。