技术分享:QuecPython实现快速定位

QuecPython 结合 GNSS(全球导航卫星系统)模块为物联网设备提供开箱即用的定位能力解决方案。该方案支持 GPS/北斗/GLONASS/Galileo 多系统联合定位,为物联网开发者提供从硬件接入到云端服务的全栈式定位解决方案。

优势特点

  • 多体系定位:支持 GNSS、LBS 和 Wi-Fi 定位功能

  • 极简开发:高度封装 API 接口,无需编写底层驱动

功能概述

主要介绍如何使用 QuecPython 开发板的内置 GNSS 功能实现定位信息的获取,典型的编程工作流程分为以下几个部分:

  • GNSS 初始化

  • 定位数据获取

GNSS 初始化

该方法用于实现模组内置 GNSS 模块功能的初始化。

quecgnss.init()

API 详情请参考 quecgnss.init

定位数据获取

该方法用于读取 GNSS 定位数据。

quecgnss.read(size)

API 详情请参考 quecgnss.read

参数设置

该方法用于设置 GNSS 参数,包括卫星系统、NMEA 语句类型、是否使用 AGNSS 和 APFLASH 等。

quecgnss.configSet(config_type, config_value)

API 详情请参考 quecgnss.configSet

示例代码

import quecgnss

# 初始化
quecgnss.init()

# 读取数据
data = quecgnss.read(4096)

# 打印数据
print(data[1].decode())

运行结果

以下为运行结果示例,主要介绍一下定位数据的内容。

# 运行结果

167,169,170,,,,,,,,1.773,1.013,1.455*15
$GPGSV,2,1,8,3,23,303,34,16,32,219,28,22,74,98,26,25,16,43,25*77
$GPGSV,2,2,8,26,70,236,28,31,59,12,38,32,55,127,34,4,5,,21*49
$BDGSV,2,1,8,163,51,192,32,166,70,11,31,167,52,197,32,169,59,334,31*61
$BDGSV,2,2,8,170,40,205,31,161,5,,31,164,5,,27,165,5,,29*59
$GNRMC,022326.000,A,3149.324624,N,11706.921702,E,0.000,261.541,180222,,E,A*38
$GNGGA,022326.000,3149.324624,N,11706.921702,E,1,12,1.013,-8.580,M,0,M,,*47
$GNGLL,3149.324624,N,11706.921702,E,022326.000,A,A*44
$GNGSA,A,3,31,32,3,16,22,25,26,,,,,,1.773,1.013,1.455*1C
$GNGSA,A,3,163,166,167,169,170,,,,,,,,1.773,1.013,1.455*15
$GPGSV,2,1,8,3,23,303,34,16,32,219,27,22,74,98,26,25,16,43,25*78
$GPGSV,2,2,8,26,70,236,28,31,59,12,37,32,55,127,34,4,5,,20*47
$BDGSV,2,1,8,163,51,192,32,166,70,11,31,167,52,197,32,169,59,334,31*61
$BDGSV,2,2,8,170,40,205,31,161,5,,31,164,5,,27,165,5,,29*59
$GNRMC,022327.000,A,3149.324611,N,11706.921713,E,0.000,261.541,180222,E,A*3F
$GNGGA,022327.000,3149.324611,N,11706.921713,E,1,12,1.013,-8.577,M,0,M,*48
$GNGLL,3149.324611,N,11706.921713,E,022327.000,A,A*43
 # 数据较多,省略

数据介绍

NMEA端口数据分类: 
    $GPGGA 卫星定位信息 
    $GPGSA 卫星PRN数据 
    $GPGSV 可视卫星信息 
    $GPRMC 推荐定位信息 
    $GPVTG 地面速度信息 
    $GPDTM 大地坐标系信息 
    $GPGNS GNSS定位数据 
NMEA语句解析: 
GSV 语句的基本格式如下:            
    $GPGSV,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),...,(4),(5),(6),(7)*hh(CR)(LF) 
    字段1:GSV 语句总数
    字段2:本句 GSV 的编号
    字段3:可见卫星的总数(00~12,前面的 0 也将被传输)
    字段4:卫星编号(01~32,前面的 0 也将被传输)
    字段5:卫星仰角(00~90 度,前面的 0 也将被传输)
    字段6:卫星方位角(000~359 度,前面的 0 也将被传输)
    字段7:信噪比(00~99dB,没有跟踪到卫星时为空)(就是常说的CN值)

GGA 语句的基本格式如下:
    $GPGGA,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10),(11),(12)*hh(CR)(LF)
    字段1:UTC 时间,hhmmss.sss,时分秒格式
    字段2:纬度ddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)
    字段3:纬度N(北纬)或S(南纬)
    字段4:经度dddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)
    字段5:经度E(东经)或W(西经)
    字段6:GPS状态,0=未定位,1=非差分定位,2=差分定位,3=无效PPS,6=正在估算
    字段7:正在使用的卫星数量(00 - 12)(前导位数不足则补0)
    字段8:HDOP水平精度因子(0.5 - 99.9)
    字段9:海拔高度(-9999.9 - 99999.9)
    字段10:海拔高度单位,米
    字段11:地球椭球面相对大地水准面的高度
    字段12:地球椭球面相对大地水准面的高度单位,米

GSA 语句的基本格式如下:
  $GPGSA,(1),(2),(3),(3),,,,,,,,,,(3),(4),(5),(6),(7)*hh(CR)(LF)
    字段1:定位模式,A=自动手动2D/3D,M=手动2D/3D
    字段2:定位类型,1=未定位,2=2D定位,3=3D定位
    字段3:PRN码(伪随机噪声码),第1信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)                                                  
    字段4:PDOP综合位置精度因子(0.0 - 500.0)
    字段5:HDOP综合位置精度因子(0.0 - 500.0)
    字段6:VDOP水平精度因子(0.0 - 500.0)
    字段7:卫星系统ID

VTG语句的基本格式如下:
    $GPVTG,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9)*hh(CR)(LF)
      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:状态指示 E(航迹推算) A(非DGPS)


RMC语句的基本格式如下:
    $GPRMC,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10),(11),(12),(13)*hh(CR)(LF)
      字段1:UTC时间,hhmmss.sss格式
      字段2:状态,A=定位,V=未定位
      字段3:纬度ddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)
      字段4:纬度N(北纬)或S(南纬)
      字段5:经度dddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)
      字段6:经度E(东经)或W(西经)
      字段7:速度,节,Knots
      字段8:方位角,度
      字段9:UTC日期,DDMMYY格式
      字段10:磁偏角,(000 - 180)度(前导位数不足则补0)
      字段11:磁偏角方向,E=东W=西
      字段12:状态指示 E(航迹推算) A(非DGPS)
      字段13:导航状态,V 表示不提供导航状态

DTM语句的基本格式如下: 
    $GNDTM,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>*<9>(CR)(LF)
      <1>本地坐标系代码 W84,P90
      <2>坐标系子代码 空
      <3>纬度偏移量
      <4>纬度半球N(北半球)或S(南半球)
      <5>经度偏移量
      <6>经度半球E(东经)或W(西经)
      <7>高度偏移量
      <8>坐标系代码 W84
      <9>校验码

GNS语句的基本格式如下:
    $GNGNS,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>.<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,*<14>(CR)(LF)
      <1> UTC时间: 定位时间 hhmmss.ss——000000.00~235959.99
      <2> 纬度: ddmm.mmmmm——0000.00000~8959.9999
      <3> 南纬北纬: 北纬N,S南纬
      <4>经度:dddmm.mmmmm——0000.00000~17959.99999
      <5>东经西经: 东经E,西经W
      <6>定位模式: N-未定位;A-已定位;D-普通差分定位;P-高精度定位;R-RTK定位固定解;F-RTK定位浮点解;E-估算值;M-注入位置;S-模拟输入
      <7>定位卫星:参与定位卫星,00-99
      <8>HDOP:水平精度因子,0.5-99.9
      <9>海拔:单位:米
      <10>大地水准面: 地球椭球面相对大地水准面的高度
      <11>差异数据时间:GN开头时为空
      <12>基准站ID:GN开头时为空
      <13>导航状态—— C=告警, S=安全, U=不安全, V=无效
      <14>校验和