Přijímač GPS zpracovává polohové signály z družic. Z těchto signálů určuje zejména čas a umístění na zemském povrchu (zeměpisná šířka a délka, nadmořská výška). Data z GPS můžeme použít pro aktivní sledování vozidel, například vysíláním dat z vozidla v určených časových intervalech na dispečink.
Data z GPS se mohou zpracovávat různými režimy. Podle typu zpracování se k informacím z GPS „přibalují“ další informace a podle nastaveného kritéria vznikají pakety odesílané do sítě MORSE.
Datagram začíná „Typem RF zprávy“, který může nabývat různých hodnot.
| 0x06 | GPS BASIC, souřadnice, rychlost |
| 0x05 | přerušeno spojení s GPS na RS232 |
| 0x07 | GPS RSS, souřadnice, Base, RSS |
| 0x08 | GPS REC, přenos přes rekordér |
| 0x00 | obsolete – GPS BASIC old |
| 0x01 | obsolete – nahrazeno typem 0x08 |
| 0x02 | obsolete – nahrazeno typem 0x08 |
| 0x03 | obsolete – nahrazeno typem 0x04 |
| 0x04 | obsolete – nahrazeno typem 0x05 |
Dále jsou popsány jen aktuálně používané typy.
Datagram pro přenos základních informací z protokolu GPS do řídicího centra.
Význam jednotlivých parametrů:
| Typ RF zprávy: | 0x06 |
| Délka paketu: | 16 byte |
| Parametr (p)eriod: | (p) > 0, zapnuto |
| Režim (m)ode: | (M) MOBILE/RSS/TIME |
Formát paketu:
|type/8|fix/2|sec/6|lat/32|lon/32|speed/8|azimuth/8|status/16|height/16|
Meaning of items:
type - 1 byte - typ RF zprávy = 0x06
fix - 2 bity – typ informace o poloze
00 – není fixována
01 – je fixována 2D, není diferenciální korekce
10 - je fixována 2D, je diferenciální korekce
11 - je fixována 2D, není informace o dif. korekci
sec - 6 bitů - sekunda v běžící minutě
lat - 4 byty - zeměpisná šířka v 1/100000 minuty,
MSB = 0 znamená N - sever
1 znamená S - jih
lon – 4 byty - zeměpisná délka v 1/100000 minuty,
MSB = 0 znamená E - východ
1 znamená W - západ
speed - 1 byte - rychlost v km/h (max 255)
azimuth - 1 byte - azimut v 1/256 kruhu
status - 2 byty - MSByte,LSByte - car status
MSByte obsahuje informace o stavu vstupů připojené jednotky MTS,
SEP, ADIO
0x03 - příklad - ADIO vstupy DI0 i DI1 jsou ve stavu ON
LSByte obsahuje ve svém LSBit informace o stavu signálu RTS:
0x00 - RTS = log 1 (-5 až -15V) nebo je odpojen
0x01 - RTS = log 0 (+5 až +15V)
height - 2 byte - nadmořská výška v jednotkách 0,1 m, rozsah 0...6500m,
0xFFFF = není fixováno v módu 3DZtráta spojení s GPS.
| Typ RF zprávy: | 0x05 |
| Délka paketu: | 1 byte |
| Parametr (p)eriod: | (p) > 0, nemá vliv na intervaly vysílání zprávy |
| Režim (m)ode: | (M) MOBILE/RSS/TIME |
Formát paketu:
|type/8|
type – 1 byte - type of RF message = 0x05
Zpráva je vysílána na adresu (d)st při ztrátě spojení
mezi portem SCC a GPS.
Datagram pro měření pokrytí území rádiovým signálem.
| Typ RF zprávy: | 0x07 |
| Délka paketu: | 16 byte |
| Parametr (P): | (P) > 0, zapnuto |
| Režim (m)ode: | (M) MOBILE/RSS/TIME |
Formát paketu:
|type/8|fix/2|sec/6|lat/32|lon/32|base/32|res/8|RSS/8|
Význam jednotlivých parametrů:
type - 1 byte - typ RF zprávy = 0x07
fix - 2 bity - typ informace o poloze
00 - není fixována
01 - je fixována 2D, není diferenciální korekce
10 - je fixována 2D, je diferenciální korekce
11 - je fixována 2D, není informace o dif. korekci
sec - 6 bitů - sekunda v běžící minutě
lat - 4 byty - zeměpisná šířka v 1/100000 minuty,
MSB = 0 znamená N - sever
1 znamená S - jih
lon – 4 byty - zeměpisná délka v 1/100000 minuty,
MSB = 0 znamená E - východ
1 znamená W - západ
base - 4 byte - adresa použité základnové stanice
res - 1 byte - rezerva
RSS - 1 byte - RSS (-dBm)( Received Signal Strength) - síla signálu
základnové stanicePoložky fix, sec, lon,
lat jsou nulové při ztrátě spojení s GPS.
Datagram pro přenos základních informací z protokolu GPS do řídicího centra s využitím funkce Rekordéru. Pracuje pouze ve firmwarovém modulu K.
| Typ RF zprávy: | 0x08 |
| Délka paketu: | 34 byte |
| Parametr (p)eriod: | (p) > 0, zapnuto |
| Režim (m)ode: | (m) MOBILE+REC/RSS/TIME |
Formát paketu – platí prvních 20 byte, další jsou „proprietary“ tj. mohou být při vývoji změněny:
|type/8|fix/2|sec/6|lat/32|lon/32|speed/8|azimuth/8|status/16|height/16| |gmt/32|ft/32|no/32|base/32|DQ/8|RSS/8|
Význam jednotlivých parametrů:
type - 1 byte - typ RF zprávy = 0x06
fix - 2 bity - typ informace o poloze
00 - není fixována
01 - je fixována 2D, není diferenciální korekce
10 - je fixována 2D, je diferenciální korekce
11 - je fixována 2D, není informace o dif. korekci
sec - 6 bitů - sekunda v běžící minutě
lat - 4 byty - zeměpisná šířka v 1/100000 minuty,
MSB = 0 znamená N - sever
1 znamená S - jih
lon – 4 byty - zeměpisná délka v 1/100000 minuty,
MSB = 0 znamená E - východ
1 znamená W - západ
speed - 1 byte - rychlost v km/h (max 255)
azimuth - 1 byte - azimut v 1/256 kruhu
status - 2 byty - MSByte,LSByte - car status
MSByte obsahuje informace o stavu vstupů připojené jednotky MTS,
SEP, ADIO
0x03 - příklad - ADIO vstupy DI0 i DI1 jsou ve stavu ON
LSByte obsahuje informace o stavu CU:
|res/11|st_cold/1|st_gps/1|st_rf/1|st_pwr/1|st_rts/1|
res: 0 - rezerva
st_cold: 0 - normální stav
1 - proběhl COLD START (POWER ON)
st_gps: 0 - spojení s GPS pracuje
1 - spojení s GPS přerušeno
st_rf: 0 - mobilní spojení pracuje
1 - mobilní spojení přerušeno
st_pwr: 0 - napájení ze sítě
1 - napájení z baterií
st_rts 0 - RTS = log 1
1 - RTS = log 0
height - 2 byte - nadmořská výška v jednotkách 0,1 m, rozsah 0...6500m,
0xFFFF = není fixováno v módu 3D
gmt - 4 byte - běžný čas v sekundách uplynulý od 00:00:00 GMT, 1.1.1970
ft - 4 byte - format time - čas GMT, kdy proběhlo formátování
rekordéru, slouží k identifikaci rekordéru
no - 4 byte - pořadové číslo záznamu v rekordéru
base - 4 byte - adresa použité základnové stanice
DQ - 1 byte - data quality - kvalita signálu základnové stanice
RSS - 1 byte - RSS (-dBm)( Received Signal Strength) - síla signálu
základnové stanicePoložky fix, sec, lon,
lat jsou nulové při ztrátě spojení s GPS.
Posledních 20 záznamů rekordéru lze prohlížet povelem iR0. Záznamy mají délku 20byte (type….gmt), teprve při vyslání do sítě MORSE jsou doplněny o zbývajících 14byte.
Datagram shodný s GPS BASIC, je však kratší o položku heihgt/16 a reaguje odlišně na ztrátu spojení s GPS. Nedoporučuje se.
| Typ RF zprávy: | 0x00 |
| Délka paketu: | 14 byte |
| Parametr (p)eriod: | (p) > 0, zapnuto |
| Režim (m)ode: | (o) mobile/obsolete |
Formát paketu:
|type/8|fix/2|sec/6|lat/32|lon/32|speed/8|azimuth/8|status/16|
Data z GPS jsou předávána sériovým portem do protokolu a ten pak odesílá datagramy podle zvoleného módu do sítě MORSE. Příklady těchto datagramů jsou uvedeny dále.
Příklad uvádí oba režimy. Většina aplikací používá pouze režim GPS BASIC.
Na adresu (d)st:690F80AAh je s periodou (p):10s
odesílán datagram GPS BASIC obsahující informaci o souřadnicích a výšce.
GPS se nepohybuje, proto údaj o rychlosti je nulový a azimut obsahuje
náhodnou hodnotu.
Na adresu je odesílán datagram GPS RSS s
informací o souřadnicích, o adrese aktuální stanice RSS
(D)st:690F80BBhBase 690F8101 a síle signálu
RSS=0x55 to je 85dec.
12:50:11.000| |690F80AA 690F8011|S02I OUT 16| 09 0user 064A 11BA 20A0 05BF F5E0 009A 3F00 1876 12:50:15.000| |690F80BB 690F8011|S02I OUT 16| 09 0user 074E 11BA 208C 05BF F5D6 690F 8101 1E55
Položka 0x3F00 „status“ obsahuje data vyslaná z připojeného
zařízení MTS, SEP nebo modulu ADIO. Jedno z těchto zařízení je připojeno
například k sousednímu nódu a jeho cílová adresa je shodná s nódem
určeným pro GPS. Protokol GPS tato přijatá data začlení do datagramu GPS
BASIC odešle je společně se zprávou o poloze na adresu
(d)st. Uvedený příklad 0x3F odpovídá stavu, kdy na SEPu
jsou digitální vstupy DI0 až DI5 ve stavu ON a vstupy DI6 a DI7 ve stavu
OFF. Nejnižší bit „0“ položky 0x3F00 pochází ze signálu RTS na sériovém
portu GPS. Odpovídá stavu, kdy je vodič RTS odpojen nebo je ve stavu ON,
tedy log 1. Přivedením stavu OFF, například spojením se sousedním
vodičem CTS, by se status změnil na 0x3F01.
Ztráta spojení s GPS na sériovém portu je hlášena do centra. Na
adresu (d)st:690F80AAh je
místo datagramu GPS BASIC odesílána zpráva „05“. Tato je poprvé vyslána
3 sekundy po ztrátě spojení s GPS, dále pak každých 60 sec.
Na adresu RSS
(D)st:690F80BBh je s periodou (P):10s odesílán
datagram obsahující nuly na místě souřadnic.
12:49:05.000| |690F80AA 690F8011|S02I OUT 1| 09 0user 05 12:49:05.000| |690F80BB 690F8011|S02I OUT 16| 09 0user 0700 0000 0000 0000 0000 690F 8101 1E55
Přenos s podporou rekordéru lze využít v případě, že mobilní rádiové spojení do centra je občas přerušeno. Rekordér je část paměti v radiomodemu, do které jsou zapisovány datagramy z protokolu GPS. Teprve odtud jsou pak předávány do rádiové sítě. Je-li rádiové spojení přerušeno, jsou datagramy ukládány pouze v rekordéru. Po obnovení spojení jsou pak odeslány do centra. Tuto činnost v centru zajišťuje A-GPS daemon. Modem musí obsahovat fw modul K.
Příklad datagramu za normálního provozu:
11:25:47.004| |690F80AA 690F8011|S00I OUT 34| 09 3user 0840 11BA 20AA 05BF F69E 00FF 0000 1886 41E6 4CAA 41E6 2D60 0000 0471 690F 8101 1E47
Ztráta rádiového spojení:
12:55:54.004| |690F80AA 690F8011|S00I OUT 34| 09 4user 0840 11BA 138A 05BF F3BA 00F4 0004 15E9 41E6 61C9 41E6 2D60 0000 0BDC 0000 0000 00FF
V datagramu je nastaven bit „st_rf“ = 1 v 7. wordu 0x0004, adresa bázové stanice je nulová. Datagramy jsou generovány, ukládány do rekordéru, předávány do nódu, nejsou však vysílány rádiovým kanálem.
Ztráta spojení s GPS:
14:13:28.014| |690F80AA 690F8011|S00I OUT 34| 09 0user 0800 0000 0000 0000 0000 0000 0008 0000 41E6 73F8 41E6 2D60 0000 0F6D 690F 8022 1D3C
Bit „st_gps“ = 1 v 7. wordu 0x0008, souřadnice jsou nulové. Je vygenerován pouze 1 datagram.
Příklad dat přijímaných portem SCC2 z GPS, zobrazeno v kódu ASCII:
08:44:52.099 rx;i 129 | S02 $GPRMC,074452,V,4934.1067,N,01604.6597,E,000.0,000.0,131204,002.2,E*60 $GPGGA,074452,4934.1067,N,01604.6597,E,0,00,,,M,,M,,*59
Transparentní datagram odesílaný na adresu (A)tra dst:690F80CCh při parametru
N(M)EA:GPRMC, zobrazeno v ASCII:
08:44:52.100| |690F80CC 690F8011|S02I OUT 73| 09 2user $GPRMC,074452,V,4934.1067,N,01604.6597,E,000.0,000.0,131204,002.2,E*60
GPS parameters: h(w) type:GARMIN (m)ode:MOBILE/RSS/TIME (c)orr. mode:OFF (t)ime sync:OFF (d)st:690F80AAh (p)eriod:10s d(i)stance:0*100m (r)egion of interest:OFF (W):0 (N):0 (E):0 (S):0 TX (f)ix only:OFF RSS (D)st:690F80BBh (P):10s (A)tra dst:00000000h (a)tra period:0s N(M)EA: (G)ps state o(b)solete stuff (q)uit >>
Význam jednotlivých parametrů:
h(w) type:GARMIN – volba typu připojené GPS
(G) GARMIN
(M) MOTOROLA
(m)ode:MOBILE/RSS/TIME - pracovní režim protokolu
(M) MOBILE/RSS/TIME - základní režim, generuje datagramy
GPS BASIC
(m) MOBILE+REC/RSS/TIME - gen. datagramy GPS REC, pouze fw modul K
(T) CORR. SOURCE TRANSPARENT - příjem dat od zdroje korekcí, transparent
(R) CORR. SOURCE RTCM - příjem dat od zdroje korekcí, mód RTCM
(o) mobile/obsolete - generuje datagramy GPS BASIC old
(O) OFF
(c)orr. mode:OFF - využití korekcí v cílové GPS
(O) OFF - vypnuto
(T) CORR. TARGET TRANSPARENT - zapnuto, transparentně
(R) CORR. TARGET RTCM - zapnuto, mód RTCM
(t)ime sync:OFF - synchronizace vnitřních hodin modemu podle signálu GPS
o(n) - zapnuto
o(f)f - vypnutoParametry pro vysílání informace o poloze:
(d)st:690F80AAh - cílová adresa
(p)eriod:10s - perioda odesílání zpráv, (p):0 zastaví vysílání
d(i)stance:0*100m - po vložení nenulové hodnoty jsou generována také
hlášení při změně polohy GPS o zvolenou vzdálenostVysílání těchto zpráv je ovlivněno parametry (r)egion,
(f)ix a připojením GPS.
(r)egion of interest: - zpráva na adresu (d)st je odeslána jen za
podmínky, že výsledné souřadnice leží uvnitř obdélníku (W),(E),(N),(S),
používá se pro odfiltrování chybných souřadnic
o(n) - zapnuto
o(f)f - vypnuto
TX (f)ix only:ON - zpráva na adresu (d)st je odeslána jen za podmínky,
že GPS zachytila potřebná data, "je fixovaná"
o(n) - zapnuto
o(f)f - vypnuto
(W):0 - West - západní okraj oblasti
(E):0 - East - východní
(N):0 - North - severní
(S):0 - South - jižní
- hranice oblasti (r)egion of interest v jednotkách 1/100000 minuty,
západní zeměpisná délka se vyjadřuje záporným číslem,
jižní zeměpisná šířka se vyjadřuje záporným číslemPříklad vymezení oblasti 12deg až 19deg východní zeměpisné délky a 48deg až 51deg severní zeměpisné šířky (Česká republika):
(r)egion of interest:ON (W): 72000000 (N):306000000 (E):114000000 (S):288000000 ...48 x 6000000 = 288000000
Parametry pro vysílání zpráv o poloze a o síle signálu od CU Base:
RSS (D)st:690F80BBh - cílová adresa (P):10s - perioda odesílání zpráv, (P):0 zastaví vysílání
Parametry pro vysílání transparentních dat:
(A)tra dst:00000000h - cílová adresa (a)tra period:0s - perioda odesílání zpráv, (a):0 zastaví vysílání N(M)EA: prvních 5 ASCII znaků požadované části zprávy.
Například pokud komunikace GPS -> CU vypadá
takto:
09:32:29.459 rx;i 141 | S02 $GPRMC,083229,A,4934.1109,N,01604.6641,E,000.0,167.5,101204,002.2,E*72 $GPGGA,083229,4934.1109,N,01604.6641,E,1,05,4.2,635.1,M,44.2,M,,*45
můžeme znaky GPGGA vložit do parametru M:
N(M)EA:GPGGA
a pak je celá druhá část zprávy odesílána transparentně v
hexadecimálním tvaru na adresu (A)tra.
(G)ps state – pomocné parametry pro GPS:
Gps state:
(s)tatus
GARMIN:
(d)isable all
(9)600
(e)nable selected sentences
(r)eset unit
(q)uit
>>
(s)tatus - informace o stavu GPS:
>>GPS status:
NSat:5 - počet zachycených satelitů
Fix:1 - 1 = fixováno, 0 = ne
lon:16.077715deg - zeměpisná délka, stupně
lat:49.568445deg - zeměpisná šířka, stupně
alt:621.300000m 3Dfix:1 - nadmořská výška, fixováno pro 3D
speed:0.000000km/h - rychlost mezi posledními dvěma body
azimuth:355.600000deg - směr mezi posledními dvěma body
UTC:2004-12-10 8:50:20 - čas GMT
vstat:0000 - pomocná data o stavu vozidla, shodné s položkou
"status" v paketu GPS BASICOther parameters are only determined for development purposes.
(d)isable all (9)600 (e)nable selected sentences (r)eset unit