LE GPS.constellation Gps

 

Le Global Positioning System plus connu par ses initiales GPS est un système de positionnement par satellite. Ce système de positionnement se base sur un ensemble de satellites regroupés sur plusieurs plans orbitaux autour de la planète. Grâce à un système utilisant la triangulation, des récepteurs placés au sol captent les signaux émis par les satellites et ainsi, par calcul, le récepteur nous donne des informations en temps réel sur l’heure, la position, le déplacement, la vitesse et bien d’autres informations. Ces systèmes sont très efficaces du fait de leur précision de l’ordre de quelques mètres. Toutes ces informations sont placées dans des trames transmises par le récepteur GPS sur la sortie RS232.


Matériel utilisé.

Module Gps avec antennePour notre projet, nous avons opté pour un GPS de la firme Wi-Sys Communications Inc., le WS5021 qui est un module de réception miniaturisé intégrant une antenne. Pour de hautes performances, le module travaille avec une alimentation de 3,3 volts qui permet une alimentation par pile et il supporte le protocole NMEA 0183 version 3.0 ce qui permet de faciliter l'accès à la navigation, le timing et le  suivi des actifs. Ce module intègre 12 canaux GPS simultanés et fournit une sortie 1pps (une pulse par seconde).
La WS5021 fournit une sortie série CMOS Half Duplex de 4800 baud d’une tension de 3,3 volts. La sortie 1PPS est synchronisée sur  UTC et sur le flanc montant du signal.


Trame du GPS.

Le module GPS WS5021 permet en sortie les messages dans le format standard NMEA 0183.
Afin que les récepteurs parlent le même langage, La National Marine Electronis Association a défini une norme pour les équipements marins et pour les GPS. Il s’agit de la norme NMEA 0183. Celle-ci exploite un protocole série au format ASCII contenant les informations récoltées par le récepteur GPS.

Ces trames sont généralement émises à la vitesse de 2400 ou 4800 bauds et présente la structure suivante :

 

$GPRMC,hhmmss.ss,A,llll.ll,a,yyyyy.yy,a,x.x,x.x,ddmmyy,x.x,a*hh

 

Dans cette trame « $GPRMC » indique le type de message, ici RMC (Recommended Minimum SpecifiC data) pour ‘minimum de données spécifiques recommandées’. « Minimum » car elle permet de recueillir, entre autres données, la position du récepteur, l’heure et la qualité de réception (voir tableau).
Chaque récepteur propose un nombre différent de trames NMEA qui permettent, en fonction de l’usage prévu pour le récepteur, de choisir le modèle le plus adapté à une application spécifique.
Chaque trame commence avec le caractère spéciale « $ » et se termine par un caractère de fin de ligne « CR,LF », chaque donnée est délimitée par une virgule et un checksum final est additionné.

 

Voici un exemple d’une trame venant du GPS au format NMEA :

Nom
Exemple 
Unité Description, Format
Indentification trame $GPRMC Message RMC
Heure UTC 161229.487 Hhmmss.sss
Etat A A=Donnée Valide - V=non Valide
Latitude 3723.2475 Ddmm.mmmm (degrés. minutes)
Indicateur Nord/Sud N N=nord S=Sud
Longitude 12158.3416 Ddmm.mmmm (degrés. minutes)
Indicateur Est/West W E=Est W=ouest
Vitesse au sol 0.13 nœuds
Trajet au sol 309.62 degrés vrai
Date 120598 Ddmmyy (jour.mois.année)
Variation magnétique degrés E=Est W=ouest
Checksum *10
Retour chariot Fin du message

Cette trame est la plus intéressante pour nous car elle contient toute les informations que nous avons besoin dans notre projet.


Si vous voulez plus d’informations sur le module GPS WS5021, de même si vous voulez changer certaine configuration de la transmission NMEA, vous pouvez lire en annexe le manuel de celui-ci.