一、本例程实现功能
通过NEO-6M GPS模块获取当地经纬度、海拔高度、以及获取GPS时间 (UTC)
二、 GPS使用说明
GPS模块默认每秒自动输出一次经纬度、海拔、UTC信息
GPS上电工作后大概需要1~3分钟（时间长短取决于信号好坏）的搜星定位准备工作，此阶段无数据输出
如果希望提高搜星能力或者在室内定位，请将GPS模块的天线换成有源天线
当GPS模块上的LED灯开始每秒闪烁一次时，说明GPS此时有数据正在输出
三、引脚图
四、GPS模块的数据格式
对GPS模块的数据处理本质上还是串口通信程序设计，只是GPS模块的输出遵循固定的格式，通过字符串检索查找即可从模块发送的数据中找出需要的数据，常用的GPS模块大多采用NMEA-0183 协议。NMEA-0183 是美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。
以下是一组正常的GPS 数据
$GPGGA,082006.000,3852.9276,N,11527.4283,E,1,08,1.0,20.6,M,,,,0000*35
$GPRMC,082006.000,A,3852.9276,N,11527.4283,E,0.00,0.0,261009,,*38
$GPVTG,0.0,T,,M,0.00,N,0.0,K*50
下面分别对每组数据的含义进行分析。
$GPGSA,A,2,01,04,11,17,28,,,,,,,,2.8,2.7,0.9*3C
$GPGSV,3,1,09,01,59,035,53,03,31,127,21,04,30,037,50,06,06,219,33*75
$GPGSV,3,2,09,11,45,032,42,17,24,285,54,19,09,059,35,28,40,334,51*7C
$GPGSV,3,3,09,32,21,084,27*4B
$GPGGA,061102.0,2233.150278,N,11356.386896,E,1,05,2.7,83.5,M,-1.0,M,,*79
$GPVTG,,T,0.0,M,0.0,N,0.0,K,A*0D
$GPRMC,061102.0,A,2233.150278,N,11356.386896,E,0.0,,230715,0.0,E,A*2E
4.1 $GPGGA分析
GPS 固定数据输出语句($GPGGA)，这是一帧GPS 定位的主要数据，也是使用最广的数据。为了便于理解，下面举例说明$GPGGA语句各部分的含义。
例：$GPGGA,082006.000,3852.9276,N,11527.4283,E,1,08,1.0,20.6,M,,,,0000*35
其标准格式为：
$GPGGA，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)，(8)，(9)，M，(10)，M，(11)，(12)＊hh(CR)(LF)
各部分所对应的含义为：
(1) 定位UTC 时间：08 时20 分06 秒
(2) 纬度(格式ddmm.mmmm:即dd 度，mm.mmmm 分)；
(3) N/S(北纬或南纬)：北纬38 度52.9276 分；
(4) 经度(格式dddmm.mmmm：即ddd 度，mm.mmmm 分)；
(5) E/W(东经或西经)：东经115 度27.4283 分；
(6) 质量因子(0=没有定位，1=实时GPS，2=差分GPS)：1=实时GPS；
(7) 可使用的卫星数(0～8)：可使用的卫星数=08；
(8) 水平精度因子(1.0～99.9)；水平精度因子=1.0；
(9) 天线高程(海平面，－9999.9～99999.9，单位：m)；天线高程=20.6m);
(10) 大地椭球面相对海平面的高度(－999.9～9999.9，单位：m):无;
(11) 差分GPS 数据年龄，实时GPS 时无:无;
(12) 差分基准站号(0000～1023)，实时GPS 时无:无;
＊总和校验域；hh 总和校验数:35(CR)(LF)回车，换行。
4.2 GPRMC（建议使用最小GPS 数据格式）
$GPRMC,082006.000,A,3852.9276,N,11527.4283,E,0.00,0.0,261009,,*38
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>
(1) 标准定位时间（UTC time）格式：时时分分秒秒.秒秒秒（hhmmss.sss）。
(2) 定位状态，A = 数据可用，V = 数据不可用。
(3) 纬度，格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm）。
(4) 纬度区分，北半球（N）或南半球（S）。
(5) 经度，格式：度度分分.分分分分。
(6) 经度区分，东（E）半球或西（W）半球。
(7) 相对位移速度， 0.0 至1851.8 knots
(8) 相对位移方向，000.0 至359.9 度。实际值。
(9) 日期，格式：日日月月年年（ddmmyy）。
(10) 磁极变量，000.0 至180.0。
(11) 度数。
(12) Checksum.(检查位)
4.3 $GPVTG 地面速度信息
例：$GPVTG,0.0,T,,M,0.00,N,0.0,K*50
字段0：$GPVTG，语句ID，表明该语句为Track Made Good and Ground Speed（VTG）地
面速度信息
字段1：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）
字段2：T=真北参照系
字段3：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）
字段4：M=磁北参照系
字段5：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）
字段6：N=节，Knots
字段7：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）
字段8：K=公里/时，km/h
字段9：校验值
五、源码获取GPS和时间
char *Start,*End;
char latitude_buf[20];
char longitude_buf[20];
float lat,lon;
char time_buf[20];
/****
*******GPS
*****/
void GPS_function(void)
{
char i;
memset(latitude_buf,'-',7);
memset(longitude_buf,'-',7);
Start = strstr((char *)uart2_buf, "GLL");
if(Start != NULL)
{
Start = strstr(Start, ",") + 1; //获取纬度数据首地址
if(*(Start) != ',') //判断是否获取到经纬度数据
{
Start++; //纬度数据首地址
End = strstr(Start, ","); //获取纬度数据尾地址
for(i=0; i<End - Start; i++)
{
latitude_buf[i+1] = *(Start + i-1); //将纬度数据存放在数组中
if(*(Start + i-1) == '.')
{
latitude_buf[i+1] = latitude_buf[i];
latitude_buf[i] = latitude_buf[i-1];
latitude_buf[i-1] = '.';
}
}
Start = strstr(Start, ",") + 1; //获取南纬或北纬数据
if(*Start=='N' || *Start=='S')
latitude_buf[0] = *Start; //将数据存放在纬度数组
Start = strstr(Start, ",") + 1; //获取经度数据首地址
End = strstr(Start, ","); //获取经度数据尾地址
for(i=0; i<End - Start; i++)
{
longitude_buf[i+1] = *(Start + i); //将经度数据存放在数组中
if(*(Start + i) == '.')
{
longitude_buf[i+1] = longitude_buf[i];
longitude_buf[i] = longitude_buf[i-1];
longitude_buf[i-1] = '.';
}
}
Start = strstr(Start, ",") + 1; //获取东经或西经数据
if(*Start=='E' || *Start=='W')
longitude_buf[0] = *Start; //将数据存放在经度数组中
latitude_buf[7] = '\0'; //只让经度和纬度显示十个字符
longitude_buf[7] = '\0';
lat = atof((char *)latitude_buf+1); //字符串转换为浮点型变量
lon = atof((char *)longitude_buf+1); //字符串转换为浮点型变量
Start = strstr(Start, ",") + 1; //获取经度数据首地址
End = strstr(Start, ","); //获取经度数据尾地址
for(i=0; i<End - Start; i++)
{
time_buf[i+1] = *(Start + i); //将经度数据存放在数组中
}
time_buf[0] = 'T'; //将数据存放在经度数组中
time_buf[7] = '\0'; //只让经度和纬度显示十个字符
hour=(time_buf[1]-'0')*10+(time_buf[2]-'0');
if(hour+8>=24)
hour=hour+8-24;
else
hour=hour+8;
minute=(time_buf[3]-'0')*10+(time_buf[4]-'0');
sec=(time_buf[5]-'0')*10+(time_buf[6]-'0');
}
}
}
六、串口配置
1、变量定义
//串口2的数据获取
uint8_t uart2_value; //串口传的单个数据
//串口的储存数组，串口的接收时间，串口存值的数量
uint8_t uart2_buf[256],uart2_time,uart2_num;
uint8_t uart2_rx_flag;//串口的获取值的标志位
2、串口初始化（可以用STM32cubeMX配置，波特率9600，需要开接收中断）
void MX_USART2_UART_Init(void)
{
/* USER CODE BEGIN USART2_Init 0 */
/* USER CODE END USART2_Init 0 */
/* USER CODE BEGIN USART2_Init 1 */
/* USER CODE END USART2_Init 1 */
huart2.Instance = USART2;
huart2.Init.BaudRate = 9600;
huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* USER CODE BEGIN USART2_Init 2 */
/* USER CODE END USART2_Init 2 */
}
3、串口回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if(huart->Instance == huart2.Instance)//串口2触发中断
{
//获取串口2的数据，uart2_value
HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &uart2_value, 1);
//将数据存储到uart2_buf中
uart2_buf[uart2_num++] = uart2_value;
uart2_time = 0;
}
}
七、坐标系转换（需注意）：
由于定位模块设备输出的经纬度定位信息的坐标系为WGS84国际标准，所以在不同地图中需要转换成对应的坐标系。
例如使用百度地图时，需要将WGS84坐标系转换为BD09坐标系；
用国内其他地图时，需要将WGS84坐标系转换为GCJ-02坐标系。
如果不进行这些转换会出现定位偏差多则一两公里的问题。
开发者可以使用 https://tool.lu/coordinate/ 这个网络在线工具做一个简单的验证。
