GNSS篇(四) - 整活你的定位模块(GPSD 使用)¶

本章节主要介绍GPSD 的使用，简单来说GPSD 是一个开源项目，适用于各种不同的GNSS模块创建的一个中间层服务，应用层可以方便的与GPSD服务进行交互获取相关的数据，更重要的意义来说统一了应用层调用接口，采用网络方式进行通信，采用统一的JSON 数据格式进行交互。当然在你的项目中，GPSD也不是非必须得服务，也可以不用这样，可以直接进行GNSS数据的分析到应用层。

1. 认识GPSD¶

GPSD 是一个开放源代码的守护进程，用于从 GPS 接收器收集位置信息，并将其标准化为应用程序可以轻松读取的格式。可以将数据标准化并通过 TCP/IP 套接字提供给多个客户端应用程序。它支持多种 GPS 硬件设备，并能够解析各种 NMEA 数据协议。

特点：

支持多种设备：GPSD 支持许多不同的 GPS 接收器和其他 GNSS (全球导航卫星系统) 设备。
标准化数据：GPSD 将来自不同 GPS 设备的原始数据标准化，以便客户端应用程序可以使用一致的 API 来访问位置信息。
多客户端支持：多个客户端可以同时连接到 GPSD，并从同一 GPS 接收器接收位置信息。
数据格式：GPSD 使用 JSON 格式传递数据，使得解析和使用数据变得简单。
时间同步：GPSD 还可以用于高精度的时间同步，从 GPS 接收器获取时间信息来同步系统时钟。

应用场景：

导航系统：GPSD 可以用于汽车导航系统，提供实时的位置信息和导航数据。
地理信息系统 (GIS)：在 GIS 应用中，GPSD 可以提供准确的位置信息用于地理数据的收集和分析。
时间同步：一些系统需要高精度的时间同步，GPSD 可以从 GPS 信号中提取时间信息并同步系统时钟。
移动应用：在移动设备或应用程序中使用 GPSD，可以实时获取设备的位置和移动轨迹。

总结来说这个一个开源统一管理各种GPS的工具，广泛应用于各种场景，不过目前是支持在Linux 系统下，如果放在其他系统下需要做一个修改。

2. 安装GPSD¶

以Ubuntu 为例子：

sudo apt-get install gpsd gpsd-clients

启动服务,服务控制：

# 启动
sudo systemctl start gpsd

# restart
sudo systemctl restart gpsd

# 停止
sudo systemctl stop gpsd

# 查询状态
sudo systemctl satus gpsd

# 停止
sudo systemctl stop gpsd
sudo systemctl stop gpsd.socket

2.1 确定串口设备¶

确定哪个串口，查看数据：

sudo stty -F /dev/ttyUSB0 9600 cs8 -cstopb -parenb
sudo cat /dev/ttyUSB0

2.2 配置GPSD¶

GPSD 主要配置文件/etc/default/gpsd 和 /lib/systemd/system/gpsd.service

$ cat /etc/default/gpsd
# Devices gpsd should collect to at boot time.
# They need to be read/writeable, either by user gpsd or the group dialout.
DEVICES="/dev/ttyUSB0"

# Other options you want to pass to gpsd
GPSD_OPTIONS="-F /var/run/gpsd.sock"

# Automatically hot add/remove USB GPS devices via gpsdctl
USBAUTO="true"

配置完毕后GPSD需要重新启动一次服务；

其他命令

命令	说明
gpsd	最重要的 GPSD 服务守护进程。
gpsprof	一个为错误统计和设备超时产生报告的分析器。
gpsctl	一个调整设备设置的公共程序。
gpsdecode	一个把传感器日志批量转换成可读的 JSON 的程序。
gpsfake	一个能够连接任意数目的活动传感器日志的测试套件，可以重复运行有错误报告的传感器日志来重新产生特定的问题。
cgps	将 GPS 结果以图形化显示。
gpsmon	将 GPS 结果以图形化显示。

查看GPS数据

cgps

gpsmon

2. 应用程序接入¶

这里以C语言为demo，创建gsp_app.c

先安装依赖相关：

sudo apt-get install libgps-dev libjansson-dev

2.1 代码编译运行¶

gps_app.c 代码demo

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <gps.h>

#define GPSD_HOST "localhost"
#define GPSD_PORT "2947"

void print_gps_data(struct gps_data_t *gps_data) {
    if (gps_data->fix.mode >= MODE_2D) {
        printf("Latitude: %f\n", gps_data->fix.latitude);
        printf("Longitude: %f\n", gps_data->fix.longitude);
        printf("Altitude: %f\n", gps_data->fix.altitude);

        // Time is stored as a struct timespec, so we need to check if tv_sec is non-zero
        if (gps_data->fix.time.tv_sec != 0) {
            printf("Time: %ld.%09ld\n",
                   gps_data->fix.time.tv_sec, gps_data->fix.time.tv_nsec);
        } else {
            printf("Time: N/A\n");
        }
    } else {
        printf("GPS data not available.\n");
    }
}

int main(void) {
    struct gps_data_t gps_data;
    char buf[256];
    int ret;

    // Initialize GPSD library
    if (gps_open(GPSD_HOST, GPSD_PORT, &gps_data) != 0) {
        fprintf(stderr, "Could not connect to GPSD\n");
        return 1;
    }

    // Configure GPSD to provide data
    gps_stream(&gps_data, WATCH_ENABLE, NULL);

    while (1) {
        // Read GPS data with appropriate arguments
        ret = gps_read(&gps_data, buf, sizeof(buf));
        if (ret == -1) {
            fprintf(stderr, "Error reading GPS data\n");
            break;
        }
        print_gps_data(&gps_data);
        sleep(1);  // Update interval
    }

    gps_stream(&gps_data, WATCH_DISABLE, NULL);
    gps_close(&gps_data);

    return 0;
}

通过应用程序已经可以获取到经纬度，时间相关的信息。

3. 总结¶

通过GPSD 获取设备的GNSS 信息来说难度不大，通过GPSD 已经将GNSS 数据包协议已经解析，支持多用户获取实时的相关数据，对于不想去深究其中可以采用添加GPSD 服务的方式进行处理GNSS 数据，但是对于嵌入式设备，还需要涉及一个交叉编译的过程，对于交叉编译将后续进行展开。