GPS时间
https://github.com/search?l=C&q=GPS%E6%97%B6%E9%97%B4&type=Repositories
https://www.cnblogs.com/emouse/archive/2013/05/29/3105745.html
GPS数据读取与处理
GPS模块简介
SiRF芯片在2004年发布的最新的第三代芯片SiRFstar III（GSW 3.0/3.1），使得民用GPS芯片在性能方面登上了一个顶峰，灵敏度比以前的产品大为提升。这一芯片通过采用20万次/频率的相关器提高了灵敏度，冷开机/暖开机/热开机的时间分别达到42s/38s/8s，可以同时追踪20个卫星信道。是目前市场上应用最为广泛，同时性价比也非常高的一款芯片，因此在本设计中同样采用以此芯片为核心的GPS模块。
GPS模块的数据格式
对GPS模块的数据处理本质上还是串口通信程序设计，只是GPS模块的输出遵循固定的格式，通过字符串检索查找即可从模块发送的数据中找出需要的数据，常用的GPS模块大多采用NMEA-0183 协议。NMEA-0183 是美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。
以下是一组正常的GPS 数据
$GPGGA,082006.000,3852.9276,N,11527.4283,E,1,08,1.0,20.6,M,,,,0000*35
$GPRMC,082006.000,A,3852.9276,N,11527.4283,E,0.00,0.0,261009,,*38
$GPVTG,0.0,T,,M,0.00,N,0.0,K*50
下面分别对每组数据的含义进行分析。
GPS 固定数据输出语句($GPGGA)，这是一帧GPS 定位的主要数据，也是使用最广的数据。为了便于理解，下面举例说明$GPGGA语句各部分的含义。
例：$GPGGA,082006.000,3852.9276,N,11527.4283,E,1,08,1.0,20.6,M,,,,0000*35
其标准格式为：
$GPGGA，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)，(8)，(9)，M，(10)，M，(11)，(12)＊hh(CR)(LF)
各部分所对应的含义为：
(1) 定位UTC 时间：08 时20 分06 秒
(2) 纬度(格式ddmm.mmmm:即dd 度，mm.mmmm 分)；
(3) N/S(北纬或南纬)：北纬38 度52.9276 分；
(4) 经度(格式dddmm.mmmm：即ddd 度，mm.mmmm 分)；
(5) E/W(东经或西经)：东经115 度27.4283 分；
(6) 质量因子(0=没有定位，1=实时GPS，2=差分GPS)：1=实时GPS；
(7) 可使用的卫星数(0～8)：可使用的卫星数=08；
(8) 水平精度因子(1.0～99.9)；水平精度因子=1.0；
(9) 天线高程(海平面，－9999.9～99999.9，单位：m)；天线高程=20.6m);
(10) 大地椭球面相对海平面的高度(－999.9～9999.9，单位：m):无;
(11) 差分GPS 数据年龄，实时GPS 时无:无;
(12) 差分基准站号(0000～1023)，实时GPS 时无:无;
＊总和校验域；hh 总和校验数:35(CR)(LF)回车，换行。
GPRMC（建议使用最小GPS 数据格式）
$GPRMC,082006.000,A,3852.9276,N,11527.4283,E,0.00,0.0,261009,,*38
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11><CR><LF>
(1) 标准定位时间（UTC time）格式：时时分分秒秒.秒秒秒（hhmmss.sss）。
(2) 定位状态，A = 数据可用，V = 数据不可用。
(3) 纬度，格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm）。
(4) 纬度区分，北半球（N）或南半球（S）。
(5) 经度，格式：度度分分.分分分分。
(6) 经度区分，东（E）半球或西（W）半球。
(7) 相对位移速度， 0.0 至1851.8 knots
(8) 相对位移方向，000.0 至359.9 度。实际值。
(9) 日期，格式：日日月月年年（ddmmyy）。
(10) 磁极变量，000.0 至180.0。
(11) 度数。
(12) Checksum.(检查位)
$GPVTG 地面速度信息
例：$GPVTG,0.0,T,,M,0.00,N,0.0,K*50
字段0：$GPVTG，语句ID，表明该语句为Track Made Good and Ground Speed（VTG）地
面速度信息
字段1：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）
字段2：T=真北参照系
字段3：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）
字段4：M=磁北参照系
字段5：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）
字段6：N=节，Knots
字段7：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）
字段8：K=公里/时，km/h
字段9：校验值
表 1 GPS模块主要参数
|
GPS模块主要参数 |
|||
|
GPS 芯片组 |
SiRF Star III |
工作频率 |
L1, 1575.42 MHz |
|
粗捕获码 |
1.023 MHz chip rate |
同时跟踪通道数 |
20 |
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灵敏度 |
-159 dBm |
定位精度 |
5m（2维均方根, 允许广域差分系统） |
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最小速度 |
0.1 m/s |
时间精度 |
1μS（与GPS时间同步） |
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默认 坐标系 |
1984年世界大地坐标系（WGS-84） |
重获时间 |
0.1S（平均值） |
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热启动 |
1S（平均值） |
温启动 |
38S（平均值） |
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冷启动 |
42S（平均值） |
最高工作海拔 |
18km（60000feet） |
|
最大 移动速率 |
515m/S（1000knots） |
最大加速度 |
4g |
|
最大 急冲度 |
20m/S3 |
电源电压 |
5V±0.5V |
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整机电流 |
约60mA，不超过100mA |
整板外形 |
61mm×49mm×17mm |
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GPS 芯片外形 |
27.9mm×20mm×2.9mm |
波特率 |
9600bps |
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数据输出格式 |
SiRF二进制格式或NMEA 0183 GGA, GSA, GSV, RMC,VTG,GLL |
数据输出电平 |
同时具备TTL电平和RS232电平 |
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数据 输出接口 |
20pin插针（TTL电平）和DB9母座 |
天线类型 |
外置有源GPS天线（3.3V/5V电压可选， |
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后备电池 |
CR1220锂电池，3V，不可充电 |
工作温度 |
-40ºC至+85ºC |
GPS模块的应用程序设计
GPS模块的应用程序设计主要分为两部分，第一部分为串口的设置于数据读取，第二部分为数据的分析和需要数据的提取。
与其他的关于设备编程的方法一样，在Linux下，操作、控制串口也是通过操作起设备文件进行的。在Linux下，串口的设备文件是/dev/ttyS0或/dev/ttyS1等。因此要读写串口，我们首先要打开串口，然后根据GPS模块的配置参数对串口的波特率、校验、流控制等进行设置，这些参数设置均通过对termios结构中c_cflag的配置实现，串口配置部分函数如下：
STM32CubeMX系列教程27:ETH
https://www.waveshare.net/study/article-666-1.html
https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-612677-1-1.html
mrguoguo g1-8