8、树莓派在地理坐标获取与波形生成中的应用

树莓派在地理坐标获取与波形生成中的应用

1. 地理坐标获取项目

在某些情况下，特别是在移动作业时，我们可能需要知道所在站点的地理坐标（如纬度和经度）。此项目使用GPS接收器读取站点的地理坐标，并通过I2C LCD将其显示出来。

1.1 GPS接收器与NMEA语句

GPS接收器从GPS卫星接收地理数据，这些卫星在约20,000公里的高空环绕地球运行，每天完成两圈完整轨道。接收器要确定其在地球上的位置，至少需要与三颗卫星“通信”。如果接收器无法清晰看到天空，可能无法确定其位置。在一些应用中，会使用外部天线来接收来自GPS卫星的微弱信号。

GPS接收器输出的地理数据以文本格式呈现，即NMEA语句。每个NMEA语句以$字符开头，语句中的值用逗号分隔。常见的NMEA语句如下：
| 语句 | 说明 |
| — | — |
| $GPGLL | 返回本地地理纬度和经度 |
| $GPRMC | 返回本地地理纬度、经度、速度、航迹角、日期、时间和磁偏角 |
| $GPVTG | 返回真航迹、磁航迹和地面速度 |
| $GGGA | 返回本地地理纬度、经度、时间、定位质量、跟踪卫星数量、水平位置精度因子、海拔、大地水准面高度和DGPS数据 |
| $GPGSV | 有四个以此为标题的语句，返回可见卫星数量、卫星编号、仰角、方位角和信噪比 |

本项目使用的是Mikrolektronika的GPS Click板，它基于LEA - 6S类型的GPS，工作电压为 +3.3V，提供I2C或串行输出两种类型。默认使用串行输出，波特率为9600位/秒。为了改善室内或天空视野不佳地方的接收效果，可以连