什么是GPS模塊

GPS模塊就是GPS信號接收器，只能通過串口將它接收到的GPS信號傳遞給電腦或手機中的GPS軟件進行處理。我們常說的GPS定位模塊稱為用戶部分，它像“收音機”一樣接收、解調衛星的廣播C/A碼信號，并記錄相關的位置、速度、時間等信息。GPS模塊并不播發信號，屬于被動定位。

市面上所有GPS模塊的協議都是NMEA。

GPS模塊通過運算與每個衛星的偽距離，采用距離交會法求出接收機的得出經度、緯度、高度和時間修正量這四個參數，特點是點位速度快，但誤差大。初次定位的模塊至少需要4顆衛星參與計算，稱為3D定位，3顆衛星即可實現2D定位，但精度不佳。GPS模塊通過串行通信口不斷輸出NMEA格式的定位信息及輔助信息，供接收者選擇應用。

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GPS模塊定位原理

24顆GPS衛星在離地面1萬2千公里的高空上，以12小時的周期環繞地球運行，使得在任意時刻，在地面上的任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛星。

由于衛星的位置精確可知，在GPS觀測中，衛星到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（X,Y,Z）。考慮到衛星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經緯度和高程。

事實上，接收機往往可以鎖住4顆以上的衛星，這時，接收機可按衛星的星座分布分成若干組，每組4顆，然后通過算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。

由于衛星運行軌道、衛星時鐘存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響，使得民用GPS的定位精度只有10米。為提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS）技術，建立基準站（差分臺）進行GPS觀測，利用已知的基準站精確坐標，與觀測值進行比較，從而得出一修正數，并對外發布。接收機收到該修正數后，與自身的觀測值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較準確的位置。實驗表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。

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關于GPS模塊的應用

GPS模塊主要應用于智慧交通和智慧城市結合的定位追蹤與車輛信息服務，城市公共資產管理，物流追蹤管理，農業上的精準定位，地質災害監測與氣象監測等。

以GPS模塊在物流追蹤管理的應用簡單介紹：

在傳統的物流過程中，由于相關信息獲取及交流的不足，常常導致不能充分發揮運輸資源。通過GPS模塊能對車輛位置狀態進行監測，便于調度管理中心掌握貨物實時的運輸進度，并將當前位置信息通過網絡方式進行共享，便于物主進行查詢，掌握貨物到達時間，做好收貨準備。另外，在運輸途中如出現行車故障、通行受阻等突發狀況時，可迅速通過GPS模塊獲知事發點，并調遣距離出事點最近的車輛進行救援，保證運輸進度不受影響。利用GPS模塊還能夠幫助構建合理的行車路線，節約運輸成本，通過對車輛線路的監控，可防止盜竊、劫掠事件的發生，保證車輛、貨物或駕駛人員的安全。