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在LuatOS exgnss擴展庫的使用中，開發(fā)者常因坐標系誤區(qū)或模式管理不當踩坑。本秘籍結合實戰(zhàn)經(jīng)驗，針對Air8000平臺，系統(tǒng)總結常見問題（如WGS-84與國內(nèi)地圖偏差）、解決方案及最佳實踐，從exgnss.open配置到last_loc數(shù)據(jù)獲取，提供“避坑”清單，助力開發(fā)者高效開發(fā)。

一、GNSS 概述

GPS 最先來自美國，1978 年，美國發(fā)射了第一顆 GPS 衛(wèi)星，發(fā)明和實踐了衛(wèi)星定位技術。衛(wèi)星定位技術原理是，覆蓋全球的多顆定位衛(wèi)星連續(xù)發(fā)射一定頻率的無線電信號，移動終端上集成便攜式衛(wèi)星信號接收機，接收機接收衛(wèi)星信號并測量衛(wèi)星到終端接收機之間的距離，最終由移動終端利用多顆衛(wèi)星位置和與這些衛(wèi)星的距離計算出移動終端的具體位置。后來出現(xiàn)了歐洲的 Galileo、俄羅斯的 GLONASS、中國的北斗等，所以如今的 GPS 實質上是作為一個衛(wèi)星定位技術體系 GNSS 的代名詞，而不是單只美國的 GPS 系統(tǒng)。

GNSS 提供的服務包括定位、授時和導航。定位服務就是 GNSS 終端獲得其位置的服務，授時服務就是 GNSS 終端獲得正確時間的服務，導航服務是計算 GNSS 終端速度和運動方向的服務。GNSS 不限制終端數(shù)，在 GNSS 衛(wèi)星信號不被阻擋的情況下，在地球上任何地點、任何時間，任何 GNSS 終端都可以得到正確的位置和時間。定位只需要一個條件，那就是能夠接收到足夠多的衛(wèi)星信號。因此在室內(nèi)通常無法定位。

Air8000 作為集成了 4G、Wi-Fi、BLE、GNSS（全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)）等多功能的高性能工業(yè)引擎，其內(nèi)置的 GNSS 模塊能夠提供穩(wěn)定、準確的定位服務。

二、演示功能概述

使用 Air8000 開發(fā)板，single 示例主要是展示 exgnss 庫的三種應用模式，

exgnss.DEFAULT 模式

exgnss.TIMERORSUC 模式

exgnss.TIMER 模式

主要操作為：

1、打開三種應用模式

2、等待 40 秒關閉操作 TIMER 模式

3、然后查詢?nèi)N應用模式是否處于激活模式

4、等待 10 秒關閉全部應用模式，再次查詢?nèi)N模式是否處于激活模式

5、然后獲取最后一次的定位經(jīng)緯度數(shù)據(jù)打印

6、定位成功之后使用 exgnss 庫獲取 gnss 的 rmc 數(shù)據(jù)

combination 示例主要展示幾種不同的應用場景：

第一種場景是：正常模式，第一步先是通過 tcp_client_main 文件連接服務器，然后第二步模塊會配置 GNSS 參數(shù)，開啟 GNSS 應用，第三步會開啟一個 60s 的定時器，定時器每 60s 會打開一個 60sTIMERRORSUC 應用，第四步定位成功之后關閉 GNSS，然后獲取 rmc 獲取經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，發(fā)送經(jīng)緯度數(shù)據(jù)到服務器上。

第二種場景是：低功耗模式，第一步先是通過 tcp_client_main 文件連接服務器，然后第二步模塊會配置 GNSS 參數(shù)，開啟 GNSS 應用，第三步會開啟一個 60s 的定時器，定時器每 60s 會進入正常模式，打開一個 60sTIMERRORSUC 應用，第四步定位成功之后關閉 GNSS，然后獲取 rmc 獲取經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，發(fā)送經(jīng)緯度數(shù)據(jù)到服務器上,進入低功耗模式。

第三種場景是：PSM+ 模式，喚醒之后第一步是配置 GNSS 參數(shù)，開啟 GNSS 應用，第二步定位成功之后關閉 GNSS，然后獲取 rmc 獲取經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，拼接喚醒信息和經(jīng)緯度信息，連接服務器，然后把數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)到服務器上，配置休眠喚醒定時器，進入飛行模式，然后進入 PSM+ 模式。

第四種場景是：三軸加速度的應用場景，第一步先是通過 tcp_client_main 文件連接服務器，第二步配置 GNSS 參數(shù)，打開內(nèi)部加速傳感器，設置防抖和中斷模式，關于中斷觸發(fā)提供了兩種方案，有效震動模式和持續(xù)震動檢測模式，第三步檢測到有效震動或者持續(xù)震動后，打開 GNSS，每隔 5s 獲取 rmc 獲取經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，發(fā)送經(jīng)緯度數(shù)據(jù)到服務器上。

三、準備硬件環(huán)境

本篇教程用 Air8000 開發(fā)板來開發(fā)調(diào)試。

1. Air8000 開發(fā)板

2. GNSS 天線

四、準備軟件環(huán)境

1. 燒錄工具Luatools；

2. 內(nèi)核固件文件（底層 core 固件文件）：LuatOS-SoC_V2014_Air8000；此頁面有新版本固件的話選用最新版本固件，本次操作用的是 101 號固件，可以根據(jù)自己的需求選擇自己需要的固件。

3. LuatOS 需要的腳本和資源文件：https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/module/Air8000/demo/gnss

4. lib 腳本文件：使用 Luatools 燒錄時，勾選添加默認 lib 選項，使用默認 lib 腳本文件,如果沒有下載最新的 lib，可以在 luatos 庫里面下載最新的 lib 使用：https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/script/libs；

準備好軟件環(huán)境之后，接下來查看如何燒錄項目文件到 Air8000 開發(fā)板中，將本篇文章中演示使用的項目文件燒錄到 Air8000 開發(fā)板中。

五、GNSS 軟硬件參考

5.1 API 接口介紹

本教程使用 api 接口為:

https://docs.openluat.com/osapi/ext/exgnss/

5.2 GNSS 硬件設計

GNSS 在硬件設計中天線部分是比較關鍵的，可以參考這篇文章：Air8000 GNSS 硬件設計指導；https://docs.openluat.com/air8000/luatos/hardware/design/gnssant/

在開發(fā)板上，內(nèi)置了 3.3V LDO, 用于有源天線供電。因此可以使用外部有源天線直接連接 GNSS 連接器。

注意：目前有源天線供電僅支持 3.3V 有源天線，請注意連接的有源天線的供電范圍。

六、代碼示例介紹

本文主要提供 2 個 demo 目錄，single 和 combination，其中 single 只是對 exgnss 庫的三種 GNSS 應用的展示，combination 主要是提供了四種應用場景

noraml:正常功耗模式定位

lowpower:低功耗模式

psm:PSM+ 模式

vibration:三軸加速度傳感器觸發(fā)定位

6.1 exgnss 的三種應用的用法

6.1.1 exgnss 的應用說明

關于 exgnss 庫的三種應用說明：

關于應用需要注意的是：使用 exgnss.close()關閉的只是對應的應用，所有應用關閉，gnss 也會關閉，這樣做的好處是可以處理不同場景下的不同邏輯，比如服務器下發(fā)一條定位指令，定位成功之后關掉，這個時候又下發(fā)了一個指令需要長開啟定位，這樣兩種指令就會沖突，需要代碼去處理到底是不是要關掉 gnss，這個時候應用的好處就體現(xiàn)出來了，開啟 exgnss.TIMERORSUC 第一個應用，定位成功之后關掉對應的應用，同時開啟 exgnss.DEFAULT 第二個應用，gnss 就會常開，在應用 1 結束之后，只會對應用進行自動關閉，不會影響到第二個應用，gnss 還會處于常開狀態(tài)。

關于 agps 輔助定位的邏輯：agps 俗稱輔助定位，其邏輯是把星歷文件發(fā)送給 gnss 芯片，同時發(fā)送時間和用基站定位獲取的大概位置，然后芯片解析處理，達到快速定位的效果。

exgnss 擴展庫的輔助定位功能，我們處理方式是每個小時都會去更新星歷，原因是北斗是 1h 一更新，gps 是 4h 一更新，所以取最小值，我們選擇了一小時一更新

對于輔助定位需要注意的是，因為輔助定位屬于強行把星歷文件灌給 gnss 芯片，雖然可以達到快速定位的效果，但是 gnss 芯片實際解析星歷需要時間，exgnss 庫默認開啟了一個 20s 的 gnss 應用，做這個操作是因為，假設開啟輔助定位，定位到之后立馬關掉 gnss 電源，會導致 gnss 星歷解析不完全，這樣會影響下次定位為冷啟動，冷啟動時間大概需要 35s。如果不需要這個邏輯，可以接受冷啟動，或者每次都使用輔助定位，可以通過 exgnss.setup()的 auto_open=false 配置添加到配置表里面。

6.1.2 代碼講解

main.lua

主要是為了加載了 exgnss 擴展庫，加載 gnss 代碼

gnss.lua

主要操作為：

1.開啟協(xié)程，運行 gnss_fnc 函數(shù)，通過 exgnss.setup(gnssotps)配置 gnss 的參數(shù)，通過 exgnss.open 開啟三種不同的應用

2.等待 40 秒使用 exgnss.close 關閉 TIMER 模式，使用 exgnss.close 需要兩個參數(shù)，第一個是 exgnss 應用模式，第二個是 tag 標簽

3.然后利用 exgnss.is_active 查詢?nèi)N應用模式是否處于激活模式，查詢應用是否處于激活狀態(tài)同樣需要兩個參數(shù)，第一個是 exgnss 應用模式，第二個是 tag 標簽

4.等待 10 秒使用 exgnss.close_all 關閉全部應用模式，再次查詢?nèi)N模式是否處于激活模式

5.然后使用 xgnss.last_loc 獲取最后一次的定位經(jīng)緯度數(shù)據(jù)打印

6.定位成功之后使用 subscribe 訂閱"GNSS_STATE"消息，根據(jù)獲取到的值判斷是否定位成功，定位成功用 exgnss.rmc 獲取 rmc 數(shù)據(jù)

6.1.3 效果展示

利用糾偏網(wǎng)站進行糾偏：合宙所有的 GNSS 功能的坐標系均使用國際標準 WGS-84 坐標系，所以開發(fā)者在國內(nèi)常見地圖定位時，會發(fā)現(xiàn)與實際情況有幾十米的誤差。這并非模塊問題，而是國內(nèi)地圖采用了非標坐標系所致。國內(nèi)常見地圖如高德地圖使用 GCJ-02 坐標系，百度地圖使用 BD-09 坐標系，故此開發(fā)者需要對模塊輸出的經(jīng)緯度進行加偏處理，才能在國內(nèi)的地圖上實現(xiàn)精確定位。

以下是糾偏網(wǎng)站：

http://old.openluat.com/GPS-Offset.html

6.2 正常功耗模式下的 GNSS 應用

main.lua

主要是支持 4 個場景的切換，每次只能打開一個用于測試，選擇對應的功能進行測試

6.2.1 代碼講解

normal.lua

normal 主要操作：

1.開啟協(xié)程，運行 gnss_fnc 函數(shù)，通過 exgnss.setup(gnssotps)配置 gnss 的參數(shù)，然后 require tcp_client_main 文件，連接服務器

2.通過 exgnss.open 開啟 exgnss.TIMERORSUC 應用模式，設置的 tag 為 normal，定位時間為 60s，回調(diào)函數(shù)為 normal_cb，這個模式定位成功之后會關掉 GNSS，然后觸發(fā)回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)的操作為，通過 exgnss.rmc(0)接口獲取 rmc 數(shù)據(jù)，然后把經(jīng)緯度拼接成 json 字符串的形式，通過 sys.publish 函數(shù)，把數(shù)據(jù)傳給 tcp_client_sender.lua 文件里面處理。

3.用 sys.timerLoopStart()起一個 60s 觸發(fā)一次的打開 GNSS 定位的定時器，回調(diào)函數(shù)為 normal_open，回調(diào)函數(shù)內(nèi)容和上面開啟 exgnss.TIMERORSUC 應用模式一致

6.2.2 效果展示

測試服務器收到消息：

利用糾偏網(wǎng)站進行糾偏：所有的 GNSS 功能的坐標系均使用國際標準WGS-84坐標系，所以開發(fā)者在國內(nèi)常見地圖定位時，會發(fā)現(xiàn)與實際情況有幾十米的誤差。這并非模塊問題，而是國內(nèi)地圖采用了非標坐標系所致。國內(nèi)常見地圖如高德地圖使用GCJ-02坐標系，百度地圖使用BD-09坐標系，故此開發(fā)者需要對模塊輸出的經(jīng)緯度進行加偏處理，才能在國內(nèi)的地圖上實現(xiàn)精確定位。

以下是糾偏網(wǎng)站：

http://old.openluat.com/GPS-Offset.html

6.3 低功耗模式下的 GNSS 應用

6.3.1 代碼講解

lowpower.lua

normal 主要操作：

1.開啟協(xié)程，運行 gnss_fnc 函數(shù)，通過 exgnss.setup(gnssotps)配置 gnss 的參數(shù)，然后 require tcp_client_main 文件，連接服務器。

2.通過 exgnss.open 開啟 exgnss.TIMERORSUC 應用模式，設置的 tag 為 lowpower，定位時間為 60s，回調(diào)函數(shù)為 lowpower_cb，這個模式定位成功之后會關掉 GNSS，然后觸發(fā)回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)的操作為，通過 exgnss.rmc(0)接口獲取 rmc 數(shù)據(jù)，然后把經(jīng)緯度拼接成 json 字符串的形式，通過 sys.publish 函數(shù)，把數(shù)據(jù)傳給 tcp_client_sender.lua 文件里面處理,然后調(diào)用 pm.power(pm.WORK_MODE, 1)--進入低功耗模式，pm.power(pm.WORK_MODE,1,1)--wifi 進入低功耗模式。這兩個函數(shù)主要是為了讓模塊和 wifi 模塊進入低功耗模式。

3.用 sys.timerLoopStart()起一個 60s 觸發(fā)一次的打開 GNSS 定位的定時器，回調(diào)函數(shù)為 lower_open，回調(diào)函數(shù)內(nèi)容主要是調(diào)用 pm.power(pm.WORK_MODE, 0)進入正常模式，然后和上面開啟 exgnss.TIMERORSUC 應用模式一致，

然后關閉 USB，節(jié)省功耗

6.3.2 效果展示

利用糾偏網(wǎng)站進行糾偏：我們所有的 GNSS 功能的坐標系均使用國際標準WGS-84坐標系，所以開發(fā)者在國內(nèi)常見地圖定位時，會發(fā)現(xiàn)與實際情況有幾十米的誤差。這并非模塊問題，而是國內(nèi)地圖采用了非標坐標系所致。國內(nèi)常見地圖如高德地圖使用GCJ-02坐標系，百度地圖使用BD-09坐標系，故此開發(fā)者需要對模塊輸出的經(jīng)緯度進行加偏處理，才能在國內(nèi)的地圖上實現(xiàn)精確定位。

以下是糾偏網(wǎng)站：

http://old.openluat.com/GPS-Offset.html

6.4 PSM+ 模式下的 GNSS 應用

6.4.1 代碼講解

psm.lua

psm 主要操作：

1.開啟協(xié)程，運行 gnss_fnc 函數(shù)，通過 exgnss.setup(gnssotps)配置 gnss 的參數(shù)。

2.通過 exgnss.open 開啟 exgnss.TIMERORSUC 應用模式，設置的 tag 為 psm，定位時間為 60s，回調(diào)函數(shù)為 psm_cb，這個模式定位成功之后會關掉 GNSS，然后觸發(fā)回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)的操作為，通過 exgnss.rmc(0)接口獲取 rmc 數(shù)據(jù)，獲取經(jīng)緯度并賦值變量，然后使用 sysplus.taskInitEx 開啟 TCP 短連接協(xié)程，連接服務器發(fā)送經(jīng)緯度消息和喚醒消息內(nèi)容。

3.發(fā)送完畢之后設置定時器，然后進入飛行模式，進入 psm+ 模式