L76X GPS HAT
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说明
产品简介
本产品是一款具有GNSS(全球导航卫星系统)功能的扩展板，适用于树莓派，Jetson Nano以及旭日®X3 PI， 支持GPS，BD2和QZSS等定位系统，具有体积小、功耗低、定位快等优点。带上我，你的主板将可以轻松实现全球定位
程序提供一个支持百度地图的校准算法，精确度较高。
产品参数
- 接收信道： 33个跟踪信道，99个捕获信道和210个PRN信道
- 接收信号： GPS，BD2和QZSS
- 支持SBAS： WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN
- 信号频段： GPS L1(1575.42Mhz) BD2 B1 (1561.098MHz) C/A Code
- 捕获时间： 冷启动：10S（最快）；热启动：1S
- 捕获灵敏度： -148dBm
- 跟踪灵敏度： -163dBm
- 重捕捕获灵敏度： -160dBm
- 定位精度： <2.5mCEP
- 最高海拔： 18000(M)
- 最大速度： 515m/s
- 逻辑电压： 3.3/5V
- 通信接口： UART
- 串口通信波特率： 4800~115200（默认9600）
- 更新速率： 最大 10Hz(默认 1HZ)
- 通信协议： NMEA 0183 /PMTK
- 工作电压： 2.7V~5V(由5V 引脚输入电源)
- 工作电流： 13mA
- 工作温度 -40℃ ~ 85℃
- 产品尺寸： 65X30.5(mm)
硬件介绍
[器件简介]
1. L76B模组
2. CP2102，USB转UART芯片
3. CAT24C32，EEPROM存储芯片
4. RT9193-33，电源芯片
5. 备份模式唤醒按键
6. 待机模式开关
7. 状态指示灯; RXD/TXD：串口收发指示灯; PPS：GPS状态指示灯; PWR：电源指示灯
[接口简介]
8. Raspberry Pi GPIO接口，方便接入Raspberry Pi
9. USB TO UART接口
10. GNSS天线接口
11. ML1220电池座，可接ML1220充电电池，用于掉电保存数据和热启动
[跳线说明]
12.UART选择跳线帽
A：USB转串口控制L76B
B：树莓派控制L76B
C：USB转串口访问树莓派
待机模式： 使用按键 STANDBY开关可以让模块进入待机模式， 待机模式是一种低功耗模式。在待机模式下，模块停止卫星搜索和导航，没有定位信息（NMEA 消息）输出，但可以通过PMTK 命令或任何其他数据访问。
备份模式： 按键 FORCE ON 按下可以让模块退出备份模式。相对于待机模式，备份模式下的功耗更低。在备份模式下，模块会停止获取和跟踪卫星。 UART1 不可访问。但是 RTC 域中的备份内存（包括快速启动所需的所有 GPS 信息和少量用户配置变量）是获得的。支持 EASYTM 自生成轨道预测功能，可实现快速定位。在这种模式下， 模块的电流大约是 7uA。备份模式下，唯一的唤醒方式是将 FORCE_ON 引脚拉高
CAT24C32： 这个芯片的作用是为树莓派提供一个 ID EEPROM（包括供应商信息， GPIO 映射和有效的设备树信息）。添加这个的目的是因为 Raspberry Pi 推出的 micro-HAT（uHAT）规范（具体参考）。为了确保与未来树莓派附加板的一致性和兼容性，并提供更好的用户体验。
注意：这里我们并未使用，无需理会
windows串口调试
- 安装CP2102 驱动；模块的串口选择到A（黄色跳冒），通过USB口与L76B进行通信。
- 连接接天线，插上USB线，再连接到电脑。如图所示。连接之后，电源指示灯（PWR）长亮。
- 将天线的另一端放到可以看的到天的地方。
- 等待 1S 左右， TXD 指示灯开始闪烁，表明有数据传输
- 打开电脑串口调试助手，设置对应的串口号（我这里是COM5），波特率9600，8 位数据位，1 位停止位，无校验位，无流控制。
串口助手可以在此处下载
注：1.由于 GPS 室内搜星不稳定，请将模块或者天线放到阳台或窗户旁，或者直接在户外进行实验。
2. 模块首次定位（冷启动），在正常情况下（户外，天气良好，没有大型建筑遮挡），需要35秒时间才能定位成功，请耐心等待。如果天气条件不好，可能需要更长的定位时间，甚至无法定位。
注：由于 GPS 存在静态漂移，在 Google Earth 中看到的结果与实际会存在误差。使用例程计算出来的百度坐标误差特别小。
树莓派使用
树莓派提供C与pyton两种程序控制
开启Uart接口
打开树莓派终端，输入以下指令进入配置界面
sudo raspi-config 选择Interfacing Options -> Serial，关闭shell访问，打开硬件串口
安装相关函数库
如果使用bookworm系统，只能使用lgpio库，bcm2835跟wiringPi无法安装与使用,python库可以不安装，直接运行程序即可
BCM2835
#打开树莓派终端，并运行以下指令 wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.71.tar.gz tar zxvf bcm2835-1.71.tar.gz cd bcm2835-1.71/ sudo ./configure && sudo make && sudo make check && sudo make install # 更多的可以参考官网：http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/
wiringPi
#打开树莓派终端，并运行以下指令 cd sudo apt-get install wiringpi #对于树莓派2019年5月之后的系统（早于之前的可不用执行），可能需要进行升级： wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb gpio -v # 运行gpio -v会出现2.52版本，如果没有出现说明安装出错 #Bullseye分支系统使用如下命令： git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi cd WiringPi ./build gpio -v # 运行gpio -v会出现2.70版本，如果没有出现说明安装出错
lgpio
wget https://github.com/joan2937/lg/archive/master.zip unzip master.zip cd lg-master sudo make install # 更多的可以参考官网：https://github.com/gpiozero/lg
- 安装Python函数库
sudo apt-get update sudo pip install RPi.GPIO sudo apt-get install python-serial sudo apt-get install gpsd gpsd-clients python-gps
硬件连接
- 将模块直接插在树莓派上面，黄色跳冒接B位置
minicom调试
- 安装minicom调试助手
sudo apt-get install minicom # 对于树莓派3B\3B+\4B sudo minicom -D /dev/ttyS0 -b 9600 # 对于树莓派ZERO\2B sudo minicom -D /dev/ttyAMA0 -b 9600
默认波特率为115200，如需设置波特率为9600加参数 -b 9600，-D代表端口，/dev/ ttySO 类似于windows中的COM1，如果不是树莓派3，那么是minicom -D /dev/ttyAMA0，再将模块连接树莓派。
退出：Ctrl+A 然后单独按X,YES 回车
示例程序
- 下载程序
wget https://www.waveshare.net/w/upload/f/f4/L76X_GPS_HAT_Code.zip unzip L76X_GPS_HAT_Code.zip sudo chmod 777 -R L76X_GPS_HAT_Code cd L76X_GPS_HAT_Code/RaspberryPi
- C程序
cd wiringPi make clean make sudo ./main
- python程序
cd python sudo pip3 install pynmeagps sudo pip3 install gps3 sudo python3 main.py
- 预期效果
模块首次定位需要35秒的等待时间。
前面是模块输出的原始数据。
Time是L76X输出的时间。
Latitude and longitude是输出的经纬度和经纬方向。
Baudu Coordinates 为转换后的百度地图坐标，可以去百度拾取坐标系统，需要置换程序的经纬度位置，例如116.307629,40.058359要改成：40.058359,116.307629（百度拾取坐标系统是经度在前）。
旭日® X3 PI使用
硬件连接
- 将跳帽插在B区域
- 将L76x GPS HAT直接插在X3 PI的40PIN上
安装库
使用终端，使用以下指令安装函数库
sudo pip3 install pynmeagps sudo pip3 install gps3 sudo apt-get install python3-serial sudo apt-get install gpsd gpsd-clients python3-gps
使用minicom测试
- 安装minicom调试助手
sudo apt-get install minicom sudo minicom -D /dev/ttyS3 -b 9600
退出：Ctrl+A 然后单独按X,YES 回车
示例程序
- 下载程序
wget https://www.waveshare.net/w/upload/f/f4/L76X_GPS_HAT_Code.zip unzip L76X_GPS_HAT_Code.zip sudo chmod 777 -R L76X_GPS_HAT_Code cd L76X_GPS_HAT_Code/Sunrise
- 测试程序
sudo python3 main.py
- 预期效果
模块首次定位需要35秒的等待时间。
前面是模块输出的原始数据。
Time是L76X输出的时间。
Latitude and longitude是输出的经纬度和经纬方向。
Baudu Coordinates 为转换后的百度地图坐标，可以去百度拾取坐标系统，需要置换程序的经纬度位置，例如116.307629,40.058359要改成：40.058359,116.307629（百度拾取坐标系统是经度在前）。
Jetson Nano使用
硬件连接
- 将跳帽插在B区域
- 将L76x GPS HAT直接插在Jetson Nano的40PIN上
安装库
使用终端，使用以下指令安装函数库
sudo pip3 install pynmeagps sudo pip3 install gps3 sudo apt-get install python3-serial sudo apt-get install gpsd gpsd-clients python3-gps
使用minicom测试
- 安装minicom调试助手
sudo apt-get install minicom sudo minicom -D /dev/ttyTHS1 -b 9600
退出：Ctrl+A 然后单独按X,YES 回车
示例程序
- 下载程序
wget https://www.waveshare.net/w/upload/f/f4/L76X_GPS_HAT_Code.zip unzip L76X_GPS_HAT_Code.zip sudo chmod 777 -R L76X_GPS_HAT_Code cd L76X_GPS_HAT_Code/Jetson\ nano/
- 测试程序
sudo python3 main.py
- 预期效果
模块首次定位需要35秒的等待时间。
前面是模块输出的原始数据。
Time是L76X输出的时间。
Latitude and longitude是输出的经纬度和经纬方向。
Baudu Coordinates 为转换后的百度地图坐标，可以去百度拾取坐标系统，需要置换程序的经纬度位置，例如116.307629,40.058359要改成：40.058359,116.307629（百度拾取坐标系统是经度在前）。
资料
文档
程序
软件
数据手册
Quectel L76相关
- Quectel_GNSS_Flash_EPO_Application_Note_V1.0
- Quectel_GNSS_FOTA_User_Guide_V1.0
- Quectel_GNSS_Low_Power_Mode_Application_Note_V2.0
- Quectel_GNSS_SDK_Commands_Manual_V1.4
- Quectel_L76_GNSS_Presentation_V1.3
- Quectel_L76_Series_GNSS_Protocol_Specification_V3.3
其它芯片
FAQ
将天线置于室外空旷地域，天线有字一面朝下，开机45S之后即可收到有效定位数据
- 发送以下指令将波特率改为115200
$PMTK251,115200*1F<CR><LF>
- 发送以下指令将波特率恢复到默认的9600：
$PMTK251,9600*17<CR><LF>
务必保证一面的第一步是关闭的，因为这个会把树莓派的login shell信息也输出到串口导致串口冲突了。
如果使用时出现上述现象，请检查一下 树莓派config.txt配置，sudo nano /boot/config.txt，请将如下语句屏蔽，此语句是温度传感器占用了串口通信线；
是待机模式，请置于OFF，否则开机就待机了，没有GPS输出
python程序中的main.py中，第12行就是修改更新速率，默认是400ms，你可以在L76X.py中找到对应的宏定义，进行替换即可
检查一下 STANDBY 开关是否处于 OFF 位置，再按下 FORCE_ON 按键大约 1 秒，观察串口是否有数据输出。如果还是没有数据输出的话，检查一下 TXD 和 RXD 引脚有没有正确
连接
跳线帽的作用是切换串口设备，跳线帽连到 A， L76B 会跟 USB 接口连接；跳线帽连到B， L76B 与树莓派连接；跳线帽连到 C， 树莓派与 USB 连接（此时模块可以作为一个 USB
转 TTL 模块使用）
在天气晴朗的开阔环境下测试，误差在2.5m内。
下面以GNRMC为例，解析获取到的定位信息，如下所示：
技术支持
联系人：黄工
EMAIL：3005423122@qq.com
电话：0755-83040712
QQ：3005763927
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