Raspbian 10 GPS関連

目次

概要 †

RaspbianでGPSデータを使用する手順。

GLOBALSAT BU-353S4 †

GPSレシーバ †

GPSレシーバとして、GLOBALSAT BU-353S4を使用する。
USB接続型のGPSレシーバであるため取り回しが良く、アンテナの底面に磁石が埋め込まれているため金属面へ貼り付けることができる。

• デバイス認識
  USBポートに接続し、正常に認識できていることを確認する。
  

  # lsusb
  
  Bus 001 Device 006: ID 0c45:7403 Microdia Foot Switch
  Bus 001 Device 005: ID 1a40:0101 Terminus Technology Inc. Hub
  Bus 001 Device 004: ID 067b:2303 Prolific Technology, Inc. PL2303 Serial Port
  Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp. SMSC9512/9514 Fast Ethernet Adapter
  Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp. SMC9514 Hub
  Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

  
  正常に認識できていると「Prolific Technology, Inc. PL2303 Serial Port」が表示される。

パッケージ †

GPSレシーバが受信した情報から位置情報を読み取るためにはgpsdとpythonの導入を行う。

• gpsd GPSレシーバのデータを管理するサービスとしてgpsdを使用する。
  

  # apt install gpsd gpsd-clients

• /etc/default/gpsd GPSレシーバの指定を行う。

  # vi /etc/default/gpsd

  
  [修正箇所]

  DEVICES="/dev/ttyUSB0"
  GPSD_OPTIONS="-F /var/run/gpsd.sock -b -n"

  
  サービスの起動を行う。

  # systemctl enable gpsd
  # systemctl start gpsd
  

• python関連 gpsdのAPIからデータを読み出すためにpythonを使用する。
  
  

  # apt-get install python-gps
  # pip3 install gps3

受信確認 †

GPSレシーバから情報を受信できることを確認する。
gpsmonは専用のインターフェイスにより受信状況を確認することができる。

# gpsmon

受信データの利用 †

gpsdはAPIを経由してデータを再利用できる構造を提供している。
以下の様なPythonスクリプトでデータの取得が可能。

• gpsinfo.py

  #!/usr/bin/python3
  
  from gps3 import gps3
  import codecs
  
  gps_socket = gps3.GPSDSocket()
  data_stream = gps3.DataStream()
  gps_socket.connect()
  gps_socket.watch()
  
  for new_data in gps_socket:
    if new_data:
      data_stream.unpack(new_data)
      print('time : ', data_stream.TPV['time'], file=codecs.open('/tmp/geoinfo.log', 'a', 'utf-8'))
      print('lat : ', data_stream.TPV['lat'], file=codecs.open('/tmp/geoinfo.log', 'a', 'utf-8'))
      print('lon : ', data_stream.TPV['lon'], file=codecs.open('/tmp/geoinfo.log', 'a', 'utf-8'))
      print('alt : ', data_stream.TPV['alt'], file=codecs.open('/tmp/geoinfo.log', 'a', 'utf-8'))
      print('speed : ', data_stream.TPV['speed'], file=codecs.open('/tmp/geoinfo.log', 'a', 'utf-8'))

  
  /tmp/geoinfo.logに以下の様なデータが書き出される。

  time :  2020-09-20T10:29:11.000Z
  lat :  35.682083333
  lon :  139.631108333
  alt :  37.2
  speed :  0.0

NTP連携 †

GPSからは時刻情報が取得できるため、NTPサービスのデータソースとして使用することができる。

設定 †

ntpdを導入し、時刻ソースとしてGPSを指定する。

• 導入

  # apt-get install ntp
  # systemctl start ntp

• 時刻ソースの設定

  # vi /etc/ntp.conf
  
  【以下を追記する】
  # gps ntp
  server 127.127.28.0 minpoll 4
  fudge  127.127.28.0 time1 0.183 refid NMEA
  server 127.127.28.1 minpoll 4 prefer
  fudge  127.127.28.1 time1 0.183 refid PPS

• 動作確認
  OSの再起動を行い、データソースがGPSとなることを確認する。
  

  # ntpq -p
  
       remote           refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter
  ==============================================================================
  *SHM(0)          .NMEA.           0 l   13   16  377    0.000    0.073   0.410
   SHM(1)          .PPS.            0 l    -   16    0    0.000    0.000   0.000