Технология глобальной спутниковой навигации (GPS) создавалась для применения в военных целях. Ввод системы в работу осуществлялся в конце 80-ых — начале 90-ых годов. Однако до 2000 г. искусственные ограничения на определение местоположения существенно ограничивали возможности использования системы в гражданских целях.

После отмены ограничения на определение координаты ошибка снизилась со 100 до 20 метров (в последних поколениях GPS-приёмников при идеальных условиях ошибка не превышает 1-2 метра). Такие условия позволили использовать систему для широкого круга как общих, так и специальных задач:

• Определение точного местоположения
• Навигация, движение по маршруту с привязкой к карте на основании реального местоположения
• Синхронизация времени

Российский аналог GPS — система ГЛОНАСС — была развёрнута в 1995 г., но в связи с недостаточным финансированием и малым сроком службы спутников она не получила широкого распространения. Вторым рождением системы можно считать 2001 г., когда была принята целевая программа развития системы, согласно которой ГЛОНАСС должен был обеспечивать полноценную работу уже в 2010 г.

Ещё одной системой для решения навигационных задач является Галилео (Galileo) — совместный проект Европейского союза и Европейского космического агентства. На данный момент система находится в стадии разработки, предположительной датой начала эксплуатации считается 2014—2016 гг.

Обзор GPS-модулей

GPS-модули наиболее известных производителей:

uBlox

• AMY-5M – миниатюрный GPS-приемник (6,5 x 8 х 1,2 мм) поддерживает технологию A-GPS.
• NEO-6 – GPS-приемник с широким набором интерфейсов (UART, USB, I2C, SPI), поддерживает технологию A-GPS.
• LEA-6 – GPS-приемник в корпусе, совместимом с приемниками LEA-5 и LEA-4, может принимать сигналы европейской системы GALILEO.
• LEA-6R – GPS-приемник, построенный на базе u-blox 6 с поддержкой технологии автономного счисления пути (Dead Reckoning). На основе информации о направлении движения и пройденном пути (предоставляется дополнительными датчиками) приемник может рассчитывать свои координаты при отсутствии сигналов от спутников (например, в туннелях, на подземных стоянках и в плотной городской застройке).

Leadtek

• LR9548S – 20-канальный GPS-модуль на чипсете SiRF Star III.

SkyTraq

• Venus 634LPx – миниатюрный GPS-модуль (10 x 10 х 1,1 мм) с малым энергопотреблением (23 мА) и малым временем захвата (29 с).

Transystem

• EB-270 – GPS-модуль, построенный на чипсете MTK с 32 независимыми каналами приема, обладает высокой чувствительностью (-158 дБм) и малым потребляемым током (28 мА).

Обзор ГЛОНАСС/GPS-модулей

Сравним совмещенные ГЛОНАСС/GPS-модули наиболее известных производителей:

* - при доверительной вероятности 0,67

Возможности ОС Linux по работе с навигационными приемниками

Операционная система GNU/Linux, которую часто используют при разработке встроенных систем, имеет в своем составе пакеты GPSD и NTPD, которые предназначены для работы с навигационными приемниками.

GPSD состоит из службы, которая предоставляет информацию о местоположении устройства (пересылка от навигационных приёмников потребителям по TCP/IP-соединению, порт 2947). Также пакет включает библиотеку на C, класс на С++ и модуль на Python — любой из этих компонентов может быть интегрирован в ПО потребителей для связи с GPSD.

Пакет NTPD предоставляет возможность ввода сигнала точного времени PPS от навигационного приемника и предоставляет информацию о точном времени потребителям по UDP/IP-соединению (порт 123).