GPS模块-外设硬件

注: APM固件支持接入2个GPS模块,用作冗余。

假如用户需要接入2个GPS模块,首先要在全部参数中,将参数GPS2_TYPE设置为1(开启第二个GPS功能)

  • 当接入2个串口GPS模块时需要在飞控硬件端口上找2个串口与分别与2个GPS模块进行连接,同时需要对两个Serila口的参数的功能和波特率进行配置。

一、GPS模块说明

GPS模块目前有2种主流的通讯方式:分别是串口通讯、CAN通讯两类。其中串口通讯的模块价格比较便宜,但支持走线的距离较短(如果是30-40cm的走线那么完全足够了);GAN通讯的GPS模块抗干扰能力较强,支持远距离走线(米级长度)。

当前的GPS模块基本上已集成了磁罗盘传感器,如果接入了含有外置罗盘的GPS模块,建议关闭WFG100飞控的内置罗盘,可降低罗盘被干扰的风险。

1)串口通讯的GPS模块:

  • 通常需要接6根线:分别是5V、GND、RX、TX、IIC-SAD、IIC-SCL

2)CAN通讯的GPS模块:

  • 通常只需要接4根线:分别是5V、GND、CANL、CANH

二、串口通讯GPS模块硬件连接、参数配置

2.1 串口GPS硬件连接

串口通讯的GPS模块,将其与飞控的串口3(U3)相连。

2.2 查看APM串口映射表

通过下表可知:飞控硬件的串口3与飞控固件的Serial4对应,因此我们需要通过Missionplanner地面站对Serial4的相关参数进行配置

如果想搞清楚映射关系表源代码中是怎么实现的,请参阅《串口映射配置》

2.3 串口通讯GPS模块参数配置:

1) 配置为串口功能:

将SERIAL4_PROTOCOL=5,配置为GPS功能。

2) 配置为GPS模块的类型:

如果只接1个GPS模块,只需确认参数GPS1_TYPE=1。(默认就是=1,自动识别GPS模块的协议)

如果接了2个GPS模块,那么还需要将GPS2_TYPE=1。(GPS2_TYPE该参数默认=0,关闭第二个GPS模块);

常见的GPS数据协议有ublox、NMEA、NOVA、DroneCAN等等.

如果我们明确知道GPS模块的协议,那么就可将参数GPS1_TYPE设为指定的数值

,如果不清楚那么就将GPS1_TYPE=1即可。(自动识别)

如果我们明确自己的GPS模块是UBLOX协议通讯,那么就可以将GPS1_TYPE=2.(ublox)

如果我们明确自己的GPS模块是NMEA协议通讯(比如和芯星通的RTK模组),那么就可以将GPS1_TYPE=5

如果我们明确自己的GPS模块是NOVA协议通讯,那么就可以将GPS1_TYPE = 15

如果我们明确自己的GPS模块是DroneCAN协议通讯,那么就可以将GPS1_TYPE = 9

3) 配置为GPS模块的波特率:

GPS模块的默认波特率需要与GPS卖家进行确认,GPS模块的波特率一般也是可以修改的,但是会比较麻烦需要配置AT指令。所以我们直接使用GPS默认的串口波特率即可。

假设我们手上的GPS模块波特率是57600,那么还需要将SERIAL4_BAUD=57。

如果是115200,那么就将SERIAL4_BAUD=115。如果是其他类型,那么就在波特率下拉选型中,选择对应的波特率

4)重启飞控。

5)如何判断GPS模块配置正常,请参阅本文章节四!

三、CAN通讯GPS模块硬件连接、参数配置

3.1 CAN通讯GPS模块硬件连接

3.2 CAN通讯GPS模块参数配置

1) 打开CAN口功能

WFG100飞控仅有1个CAN口,通过Missionplanner地面站,将飞控的以下2个参数进行配置:

参数1:CAN_D1_PROTOCOL =1

 

参数2:CAN_P1_DRIVER = 1

2)设置GPS模块的协议类型

此时,我们明确自己的GPS模块是CAN协议通讯,那么就可以将GPS1_TYPE=9.(CAN协议)

3)至此CAN通讯的GPS模块设置便完成,CAN通讯的GPS模块,无需设置波特率。

四、如何确认GPS模块配置是否正常?

将GPS模块与飞控接好后,上电。

  • 如果没有飞控参数没有配置好或GPS模块损坏,地面站的GPS状态显示为:无GPS

如果飞控参数配置好并且GPS模块是正常的,那么无人机在室内没有搜到星的情况下,地面站的GPS状态显示为:未定位!

如下图所示:

五、如何确认GPS信号是否良好?

正常情况下,在室内是无法搜到GPS信号的,如果在窗户边可能可搜到GPS信号,但一般情况是比较差的。

使用GPS搜星,一定要在户外空旷开阔的场景进行。

GPS的定位质量主要通过查看地面站的3处地方进行确认:

1)查看GPS状态:3D定位、2D定位、未定位。

其中3D定位的质量最好。

2)查看GPS卫星颗数:确保大于9颗以上

3)查看GPS HDOP状态: 建议低于1.0才解锁起飞,一般定位质量好的时候在0.5-0.8左右。

注意:GPS模块是非常重要的定位传感器,请不要贪图便宜使用低价的GPS模块,它肯能会导致GPS的HDOP值一直降不下来,从而触发APM固件的EKF保护,不允许解锁。

就算解锁后,飞机的定位效果也是非常差的,会在空中飘来飘起!

如下图所示,在户外放置一段时间后,GPS的HDOP值会从刚上电的99.99下降到0.5-0.8之间。

通常情况下,越好越贵的GPS模块,其搜星稳定速度的就会越快。

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