Quectel GPS模组

本文档详细介绍如何在Neardi设备上使用Quectel GPS模组，包括配置��、数据读取、解析和故障排除等内容。

支持的模组型号

Quectel EC20（GPS版本）：集成GPS/GNSS功能的4G通信模组
Quectel RG255C-CN：支持北斗、GPS、GLONASS等多星座定位的5G模组

模组特性

GPS/GNSS功能特性

支持GPS、北斗、GLONASS、Galileo等多星座定位
冷启动时间：≤30秒
热启动时间：≤1秒
定位精度：水平精度≤2.5米（CEP，开阔天空）
支持A-GPS辅助定位
工作温度：-35°C ~ +75°C
扩展温度：-40°C ~ +80°C

接口说明

AT指令接口：/dev/ttyUSB2（用于发送AT指令）
NMEA数据接口：/dev/ttyUSB1（用于接收GPS数据）

快速开始

1. 硬件连接

硬件接线请参考 RG255C-CN 和 EC20 模组的硬件连接部分。

确保GPS天线正确连接到模组的GPS天线接口，并将天线放置在开阔的室外环境中以获得最佳信号接收效果。

天线类型说明

RG255C-CN 使用 无源天线，EC20 使用 有源天线。

有源天线：内置低噪声放大器（LNA），需要模组提供直流电源，信号增益更强，适合信号较弱的环境
无源天线：不需要外部供电，结构简单，成本较低，适合信号良好的开阔环境

请根据您的模组型号选择对应的天线类型，使用错误的天线类型可能导致定位性能下降或无法正常工作。

2. 检查模组状态

# 检查模组是否正常识别
lsusb | grep Quectel  
  
# 检查串口设备
ls /dev/ttyUSB*

3. 启用GPS功能

# 启用GPS功能并读取GPS数据
echo -e "AT+QGPS=1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 查询GPS状态
echo -e "AT+QGPS?\r\n" > /dev/ttyUSB2

4. 读取GPS数据

# 实时读取NMEA数据
cat /dev/ttyUSB1

详细配置

使用minicom进行交互式操作

除了使用echo命令，您也可以使用minicom进行交互式操作，这样可以实时查看AT指令的响应。

安装minicom

# Ubuntu/Debian
sudo apt install minicom

配置minicom

# 配置minicom
sudo minicom -s

在配置界面中：

选择 "Serial port setup"
设置串口设备为 /dev/ttyUSB2
设置波特率为 115200
设置数据位为 8，停止位为 1，无奇偶校验
关闭硬件流控和软件流控
保存配置并退出

连接到GPS模组

# 连接到GPS模组
sudo minicom -D /dev/ttyUSB2  
  
# 或者直接连接到数据端口查询卫星数据
sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

连接后，您可以直接输入AT指令：

AT+QGPS=1  
AT+QGPS?  
AT+QGPSLOC?

注意：

/dev/ttyUSB2 用于发送AT指令控制GPS模组
/dev/ttyUSB1 用于直接读取NMEA卫星数据

按 Ctrl+A 然后按 X 退出minicom。

GPS基本配置

启用/禁用GPS

# 启用GPS
echo -e "AT+QGPS=1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 禁用GPS
echo -e "AT+QGPS=0\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 查询GPS状态
echo -e "AT+QGPS?\r\n" > /dev/ttyUSB2

配置GNSS系统

# 配置支持的GNSS系统（GPS+北斗+GLONASS）
echo -e "AT+QGPSCFG=\"gnssconfig\",1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 查询当前GNSS配置
echo -e "AT+QGPSCFG=\"gnssconfig\"\r\n" > /dev/ttyUSB2

自动启动配置

# 设置开机自动启动GPS
echo -e "AT+QGPSCFG=\"autogps\",1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 禁用开机自动启动
echo -e "AT+QGPSCFG=\"autogps\",0\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 查询自动启动配置
echo -e "AT+QGPSCFG=\"autogps\"\r\n" > /dev/ttyUSB2

NMEA输出配置

# 配置NMEA输出语句（默认输出所有语句）
echo -e "AT+QGPSCFG=\"nmeasrc\",1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 设置NMEA输出频率（1Hz）
echo -e "AT+QGPSCFG=\"outport\",\"uartdm\"\r\n" > /dev/ttyUSB2

高级配置

A-GPS配置

# 启用A-GPS
echo -e "AT+QGPSCFG=\"agpsposmode\",1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 配置A-GPS服务器
echo -e "AT+QGPSCFG=\"agpsurl\",\"supl.google.com:7276\"\r\n" > /dev/ttyUSB2

定位模式配置

# 设置定位模式（1=MS-Based, 2=MS-Assisted）
echo -e "AT+QGPSCFG=\"agpsposmode\",1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 设置定位精度要求
echo -e "AT+QGPSCFG=\"accuracy\",50\r\n" > /dev/ttyUSB2

NMEA数据解析

常见NMEA语句格式

GPS模组输出标准的NMEA 0183格式数据，主要包括以下语句：

$GPGGA - 全球定位系统定位数据

$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47

123519：UTC时间（12:35:19）
4807.038,N：纬度48°07.038'北
01131.000,E：经度11°31.000'东
1：定位质量（0=无效，1=GPS，2=DGPS）
08：使用的卫星数量
0.9：水平精度因子
545.4,M：海拔高度（米）

$GPRMC - 推荐最小定位信息

$GPRMC,123519,A,4807.038,N,01131.000,E,022.4,084.4,230394,003.1,W*6A

123519：UTC时间
A：状态（A=有效，V=无效）
4807.038,N：纬度
01131.000,E：经度
022.4：地面速度（节）
084.4：地面航向（度）
230394：日期（23/03/94）

数据解析脚本示例

创建GPS数据解析脚本：

# 创建GPS解�析脚本
sudo nano /usr/local/bin/gps-parser.sh

#!/bin/bash  
# GPS数据解析脚本
# 读取GPS数据并解析关键信息
while IFS= read -r line; do  
    if [[ $line == \$GPGGA* ]]; then  
        IFS=',' read -ra ADDR <<< "$line"  
        TIME="${ADDR[1]}"  
        LAT="${ADDR[2]} ${ADDR[3]}"  
        LON="${ADDR[4]} ${ADDR[5]}"  
        QUALITY="${ADDR[6]}"  
        SATS="${ADDR[7]}"  
        ALT="${ADDR[9]} ${ADDR[10]}"  
          
        if [ "$QUALITY" != "0" ]; then  
            echo "$(date): GPS定位成功"  
            echo "  时间: $TIME"  
            echo "  纬度: $LAT"  
            echo "  经度: $LON"  
            echo "  卫星数: $SATS"  
            echo "  海拔: $ALT"  
            echo "  质量: $QUALITY"  
            echo "---"  
        fi  
    fi  
done < /dev/ttyUSB1

# 添加执行权限
sudo chmod +x /usr/local/bin/gps-parser.sh  
  
# 运行解析脚本
/usr/local/bin/gps-parser.sh

实际应用示例

1. GPS定位服务

创建系统服务自动获取GPS位置：

# 创建GPS服务脚本
sudo nano /usr/local/bin/gps-service.sh

#!/bin/bash  
# GPS定位服务
GPS_LOG="/var/log/gps.log"  
GPS_DATA="/tmp/gps_current.json"  
  
# 启用GPS
echo -e "AT+QGPS=1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
sleep 5  
  
# 持续读取GPS数据
while true; do  
    timeout 10 cat /dev/ttyUSB1 | while IFS= read -r line; do  
        if [[ $line == \$GPGGA* ]]; then  
            IFS=',' read -ra ADDR <<< "$line"  
            if [ "${ADDR[6]}" != "0" ]; then  
                # 转换为JSON格式  
                cat > "$GPS_DATA" << EOF  
{  
  "timestamp": "$(date -Iseconds)",  
  "latitude": "${ADDR[2]} ${ADDR[3]}",  
  "longitude": "${ADDR[4]} ${ADDR[5]}",  
  "altitude": "${ADDR[9]} ${ADDR[10]}",  
  "satellites": "${ADDR[7]}",  
  "quality": "${ADDR[6]}"  
}  
EOF  
                echo "$(date): GPS位置已更新" >> "$GPS_LOG"  
                break  
            fi  
        fi  
    done  
    sleep 30  
done

故障排除

常见问题及解决方案

1. 无法检测到GPS模组

症状：找不到/dev/ttyUSB设备

解决方案：

# 检查USB设备
lsusb | grep Quectel  
  
# 重启模组
echo -e "AT+CFUN=1,1\r\n" > /dev/ttyUSB2

2. GPS无法定位

症状：NMEA数据中定位质量为0

解决方案：

# 检查GPS状态
echo -e "AT+QGPS?\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 检查天线连接
echo -e "AT+QGPSGNMEA=\"GSV\"\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 重启GPS
echo -e "AT+QGPS=0\r\n" > /dev/ttyUSB2  
sleep 2  
echo -e "AT+QGPS=1\r\n" > /dev/ttyUSB2

3. 定位时间过长

症状：首次定位时间超过5分钟

解决方案：

# 启用A-GPS加速定位
echo -e "AT+QGPSCFG=\"agpsposmode\",1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 配置时间同步
echo -e "AT+CCLK?\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 检查天线位置（确保在室外开阔环境）

4. GPS无法关闭

症状：使用AT+QGPS=0命令无法关闭GPS功能

解决方案：

# 方法1：强制关闭GPS
echo -e "AT+QGPS=0\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
**注意**：如果该指令无效，请尝试方法2重启GPS功能。  
  
# 方法2：重启模组GPS功能（推荐）
echo -e "AT+CFUN=1,1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
sleep 5  
echo -e "AT+QGPS=0\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 方法3：禁用自动启动后重启
echo -e "AT+QGPSCFG=\"autogps\",0\r\n" > /dev/ttyUSB2  
echo -e "AT+CFUN=1,1\r\n" > /dev/ttyUSB2

5. NMEA数据乱码

症状：接收到的数据格式错误

解决方案：

# 检查串口配置
stty -F /dev/ttyUSB1  
  
# 重新配置串口
stty -F /dev/ttyUSB1 115200 cs8 -cstopb -parenb  
  
# 检查NMEA输出配置
echo -e "AT+QGPSCFG=\"nmeasrc\"\r\n" > /dev/ttyUSB2

性能优化

1. 快速定位配置

# 启用所有GNSS系统以加快定位
echo -e "AT+QGPSCFG=\"gnssconfig\",1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 启用A-GPS
echo -e "AT+QGPSCFG=\"agpsposmode\",1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 设置较高的定位频率
echo -e "AT+QGPSCFG=\"gpsnmeatype\",31\r\n" > /dev/ttyUSB2

2. 功耗优化

# 设置GPS省电模式
echo -e "AT+QGPSCFG=\"powermode\",1\r\n" > /dev/ttyUSB2  
  
# 按需启动GPS（而非常驻）
echo -e "AT+QGPSCFG=\"autogps\",0\r\n" > /dev/ttyUSB2

设备文件说明

AT指令参考

指令	功能	示例
AT+QGPS	启用/禁用GPS	AT+QGPS=1
AT+QGPS?	查询GPS状态	AT+QGPS?
AT+QGPSCFG	GPS配置	AT+QGPSCFG="autogps",1
AT+QGPSGNMEA	获取NMEA数据	AT+QGPSGNMEA="GGA"
AT+QGPSEND	结束GPS会话	AT+QGPSEND

回车和换行说明

\r\n：确保AT指令�被正确解释并执行
在某些系统中可能需要使用不同的行结束符

Quectel_EC2x&EG2x&EG9x&EM05系列_GNSS_应用指导_V1.2.pdf 更多详细 AT 指令见此附件

支持的模组型号​

模组特性​

GPS/GNSS功能特性​

接口说明​

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1. 硬件连接​

2. 检查模组状态​

3. 启用GPS功能​

4. 读取GPS数据​

详细配置​

使用minicom进行交互式操作​

安装minicom​

配置minicom​

连接到GPS模组​

GPS基本配置​

启用/禁用GPS​

配置GNSS系统​

自动启动配置​

NMEA输出配置​

高级配置​

A-GPS配置​

定位模式配置​

NMEA数据解析​

常见NMEA语句格式​

$GPGGA - 全球定位系统定位数据​

$GPRMC - 推荐最小定位信息​

数据解析脚本示例​

实际应用示例​

1. GPS定位服务​

故障排除​

常见问题及解决方案​

1. 无法检测到GPS模组​

2. GPS无法定位​

3. 定位时间过长​

4. GPS无法关闭​

5. NMEA数据乱码​

性能优化​

1. 快速定位配置​

2. 功耗优化​

设备文件说明​

AT指令参考​

回车和换行说明​

支持的模组型号

模组特性

GPS/GNSS功能特性

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1. 硬件连接

2. 检查模组状态

3. 启用GPS功能

4. 读取GPS数据

详细配置

使用minicom进行交互式操作

安装minicom

配置minicom

连接到GPS模组

GPS基本配置

启用/禁用GPS

配置GNSS系统

自动启动配置

NMEA输出配置

高级配置

A-GPS配置

定位模式配置

NMEA数据解析

常见NMEA语句格式

$GPGGA - 全球定位系统定位数据

$GPRMC - 推荐最小定位信息

数据解析脚本示例

实际应用示例

1. GPS定位服务

故障排除

常见问题及解决方案

1. 无法检测到GPS模组

2. GPS无法定位

3. 定位时间过长

4. GPS无法关闭

5. NMEA数据乱码

性能优化

1. 快速定位配置

2. 功耗优化

设备文件说明

AT指令参考

回车和换行说明