SIMXXX 在高德地图定位到我的位置

摘要

SIM7600X 4G HAT因其完善的功能以及稳定的性能深受世人的钟爱，但是有不少小鲜肉就吐槽说，SIM7600X 4G HAT上网是很犀利，可为什么SIM7600定位和我的位置差异这么大（将SIM7600X获取到的坐标系发到百度或者高德地图坐标反查），有几条街的差距呢。下面让我们走进GNSS的大街里走一走，看看是谁用了时空转移:

硬件准备

硬件连接图

软件准备

高德地图API

原理分析

SIM7600X用到的坐标系是WGS-84坐标系，SIM820X用到的是火星坐标系(gcj_02）；而我们常用的百度或者高德地图用到的坐标系是经过加密的百度坐标（bd09）和火星坐标系（gcj_02）。因此，如果直接将WGS-84坐标系放到百度或者高德等地图是有很大误差的（放到谷歌地图可以）；此外，SIMXXX获取到的经纬度是分为单位，需要先转换常用的度单位：

SIMXXX获取经纬度等位置信息

由于 GPS 室内搜星不稳定，请将模块或者天线放到阳台或窗户旁，或者直接在户外进行实验。插上GPS天线，并将接收器标签面朝下置于空旷的室外，在正常情况下（户外，天气良好，没有大型建筑遮挡）上电需要等待约1分钟才能接收到定位信号；如果天气条件不好，可能需要更长的定位时间，甚至无法定位

发送以下指令打开GPS：

AT+CGPSAUTO=1 
AT+CVAUXS=1

用以指令获取经纬度等位置信息：

AT+CGPSINFO

打开NEMA获取详细信息

sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

单位转换

ddmm.mm--> dd.mm.ss: 度数不变，分数*100/60 ;如2232.448620--> 22.(32448620*100/60)= 22.54081033

代码展示

from socket import socket
import sys
import re
import pynmea2
import serial
import chardet
import time
import math
import json
 
global Latitude
global Longitude
global line
global line1
global ser2
 
x_pi = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0
pi = 3.1415926535897932384626  # π
a = 6378245.0  # Semi-major axis
ee = 0.00669342162296594323  # Eccentricity squared
 
def _transformlng(longitude, latitude):
    ret = 300.0 + longitude + 2.0 * latitude + 0.1 * longitude * longitude + \
          0.1 * longitude * latitude + 0.1 * math.sqrt(math.fabs(longitude))
    ret += (20.0 * math.sin(6.0 * longitude * pi) + 20.0 *
            math.sin(2.0 * longitude * pi)) * 2.0 / 3.0
    ret += (20.0 * math.sin(longitude * pi) + 40.0 *
            math.sin(longitude / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
    ret += (150.0 * math.sin(longitude / 12.0 * pi) + 300.0 *
            math.sin(longitude / 30.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
    return ret
 
def _transformlat(longitude, latitude):
    ret = -100.0 + 2.0 * longitude + 3.0 * latitude + 0.2 * latitude * latitude + \
          0.1 * longitude * latitude + 0.2 * math.sqrt(math.fabs(longitude))
    ret += (20.0 * math.sin(6.0 * longitude * pi) + 20.0 *
            math.sin(2.0 * longitude * pi)) * 2.0 / 3.0
    ret += (20.0 * math.sin(latitude * pi) + 40.0 *
            math.sin(latitude / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
    ret += (160.0 * math.sin(latitude / 12.0 * pi) + 320 *
            math.sin(latitude * pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0
    return ret
 
def setup():
    # global response
    ser2 = serial.Serial("/dev/ttyUSB2",115200)
    print("ttyUSB2 Open!!!")
    ser2.write('AT+CGPS=1\r'.encode())
    print("AT+CGPS=1")
    ser2.close()
    print("ttyUSB2 Close!!!")
 
def loop():
    global ser1
    ser1 = serial.Serial("/dev/ttyUSB1",115200)
    print("ttyUSB1 Open!!!")
    while True:
        line = str(ser1.readline(),encoding='utf-8')
        if line.startswith("$GPRMC"):
            global Longitude
            global Latitude
            rmc = pynmea2.parse(line)
            if re.match("^\d+?\.\d+?$", rmc.lat)is not None:
                print(rmc)
                latitude = rmc.latitude
                longitude= rmc.longitude
                
# ''' SIM820X uses the gcj_02 coordinate system, no coordinate conversion is required
                dlat = _transformlat(longitude - 105.0, latitude - 35.0)
                dlng = _transformlng(longitude - 105.0, latitude - 35.0)
                radlat = latitude / 180.0 * pi
                magic = math.sin(radlat)
                magic = 1 - ee * magic * magic
                sqrtmagic = math.sqrt(magic)
                dlat = (dlat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * pi)
                dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * math.cos(radlat) * pi)
                mglat = latitude + dlat
                mglng = longitude + dlng
# '''Please comment out the conversion part
 
                print ("longitude,latitude")#longitude,latitude
                print (""+str(mglng)+","+str(mglat)+"")#经度,纬度
                time.sleep(2)
def destroy():
    ser1.close()
    print("ttyUSB1 Close!!!")
    ser2 = serial.Serial("/dev/ttyUSB2",115200)
    print("ttyUSB2 Open!!!")
    ser1.close()
    print("ttyUSB1 Close!!!")
    ser2.close()
    print("ttyUSB2 Close!!!")
 
 
try:
    setup()
    loop()
except KeyboardInterrupt:
    destroy()

运行示例程序程序后生成的坐标复制到高德地图API

sudo rm /usr/lib/python3.11/EXTERNALLY-MANAGED
sudo pip3 install --upgrade pip
sudo pip3 install pynmea2
sudo pip3 install pynmeagps
wget https://www.waveshare.net/w/upload/1/17/SIMXXX-GNSS.zip
sudo unzip SIMXXX-GNSS.zip
sudo python3 SIMXXX-GNSS.py

114.0832857092161,22.53842762954979

我的位置

在世界贸易贸易广场的南侧窗边定位，定位和小编所在位置有不超过10米的误差；不同的测试环境和转换算法，可能误差有所差异。

FAQ

如果遇到库安装和没有经纬度等问题，可以用这个程序看初始GNSS报文

import serial
import time

ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB2', baudrate=115200, timeout=1)

ser.write(b'AT+CGPS=1\r\n') 
time.sleep(1)
ser.write(b'AT+CGPSINFOCFG=1,31\r\n') 
time.sleep(1)


def read_all_data():
    try:
        while True:
            if ser.in_waiting:
                raw_data = ser.read(ser.in_waiting)
                try:
                    decoded_data = raw_data.decode('ascii').strip()
                    for line in decoded_data.split('\n'):
                        line = line.strip()
                        if line.startswith('$') or line.startswith('+CGPSINFO'):
                            print(line)
                except UnicodeDecodeError:
                    continue
            time.sleep(0.1)
    except KeyboardInterrupt:
        print("\nStop")
        ser.close()

read_all_data()

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