基于MiniLinux 系统环境下iTOP-4418/6818开发板GPS实验调试步骤

本文档介绍的是在 MiniLinux 系统环境下iTOP-4418开发板和6818开发板的GPS实验调试步骤。给用户提供了“iTOP-4418-MiniLinux-GPS_V1.0.zip”压缩包，即 GPS 实验 C 程序源码。

利用 GPS 定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称 GPS。GPS 是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，它极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。

说到定位和导航，大家容易有几个误区，请务必理解以下知识点。

1）.GPS 导航，在嵌入式领域，一般指的是通过卫星信号导航。GPS 卫星高度一般在 2 万公里左右，频段在 1Ghz-2Ghz，先不介绍 GPS 信号，通过对比 WIFI 路由器和 GPS 来了解关于 GPS 的常识。

当使用的 WIFI 路由器的时候，WIFI 信号在周围空旷的情况下可以传输 2 百米左右，信号传输距离和功率有关系，GPS 卫星上的发射功率比一般的 WIFI 天线强，但是要将 GPS 信号发射 2 万公里远，卫星体积重量也是有限的，所以到地面的时候，信号相对是比较弱的。

WIFI 信号频段一般在 2.4G 左右，和 GPS 信号频段差距不大。在屋子内部使用无线 WIFI 的时候，如果中间墙隔着，信号拐几个弯之后，信号就会变的非常弱。在电磁场理论中，频段越高，穿透能力越强，散射能力越弱。直白的解释就是，频段高了，就拐不了弯了，它更喜欢直着走。所以，WIFI 信号转弯之后，信号就会弱，GPS 信号也是同样的道理，高山和高楼都很容易阻挡 GPS 信号。

所以，在测试 GPS 信号的时候，尽量在空旷室外，周围没有高楼，不是山洼的地方测试，这种情况信号会强一些。

2）.可能有人有疑问，为什么手机导航定位在屋子里面可以，而且那么精准。请注意，一般的手机中，是没有 GPS 卫星定位功能的，手机是通过 WIFI 或者 3G/4G 定位的，必须要有WIFI 或者流量才能定位。大家可以先关闭 WIFI 和流量，再尝试用 GPS 来定位，肯定是不行的。

WIFI 定位的原理是通过路由器来实现的，每一个公司或者普通居民家里的光纤和宽带，都有唯一的标识，这个标识是和位置一一对应的，通过标识当然就可以定位。

3G/4G 的流量定位，是通过信号塔来实现的，手机可以接收到信号塔（打电话，通过流量上网，都是通过信号塔，可以搜索“铁塔公司”，国内的信号塔都是属于这个公司的），信号塔的位置是固定的，通过信号塔当然也是可以定位。

无论是 WIFI 还是流量定位，它们都不是严格意义上的 GPS 卫星定位。

3）.可能有人有疑问，GPS 定位好像不如通过 3G/4G 和 WIFI 定位，有什么用？

GPS 导航仪，汽车上使用，汽车在路中间行驶，信号还是蛮好的^_^，而且买了设备之后，不用每个月都缴费，汽车上如果使用的是 GPS 定位，在前挡风玻璃雨刮器下方都有引出来的天线。

另外像野外施工作业，手机信号可能都没有（一般使用卫星电话），就更别提 WIFI 了， GPS 卫星定位是非常好的选择。类似，在阿富汗作战的美国大兵，肯定也是用的卫星定位。

4）.另外可能有疑问，为什么收音机接收广播信号的时候，在犄角旮旯都可以收听到。就一个发射塔，可以穿越整个地球，用这么小的收音机接收信号。广播信号的频段是很特殊的，它是通过大气的电离层来实现远距离传输的，这是另外一个课题了，如果大家对无线电感兴趣，可以找电磁场或者无线电相关的书籍来看一看。

1.硬件连接

测试 GPS 模块，使用的是 iTOP-4418（6818）全能板开发板。使用 GPS 专用天线，并将探头延伸至窗外，以确保 GPS 信号强度，如下图所示。

2.测试软件使用

将“iTOP-4418-MiniLinux-GPS_V1.0”中“topeet_gpstest”目录下可执行文件拷贝到开发板上，修改权限，使用命令“./topeet_gpstest /dev/ttyAMA3 &”，如下图所示。

如下图所示，接收到 GPS 信号。

然后我们可在超级终端上看到 GPS 回传的信息，注意当信号不强时，部分数据读取不到，模块上电运行几分钟之后可能才会有完整信息，信号实在太弱的情况，可能什么信号都没有。

GPS卫星有24颗，地球上任意一点，最多能够接收到 12 颗卫星信号。如下图所示，提示有三颗星，信号比较弱，可以勉强定位。由于作者是在室内测量，又是阴天，这种情况测量得出的数据误差就比较大，理论上三颗卫星就可以定位。但是需要更加精准，则需要更多的卫星来校准纠偏，如果能够达到 5 颗卫星以上，汽车导航仪理论上就可以接受了。