GPS & 罗盘
任务模式以及一些其他自动和手动/辅助模式会用到GPS。 PX4支持全球导航卫星系统（GNSS），如GPS、格洛纳斯、伽利略、北斗、准天顶卫星系统（QZSS）和星基增强系统（SBAS）等。它通过u-blox、联发科（MTK）Ashtech 或 Emlid 协议，又或者是UAVCAN进行通信。
可通过通用异步收发传输器（UART）或CAN总线连接多达两个GPS模块：
- 一个主GNSS模块，该模块通常还集成了罗盘/磁力计、蜂鸣器、安全开关以及用户界面指示灯（UI LED）。
- 一个可选的辅助GNSS/罗盘模块，用作备用。此模块可能包含蜂鸣器、安全开关、指示灯，但PX4不会使用这些组件。
INFO
PX4还支持实时动态定位（RTK）以及后处理动态定位（PPK） GNSS接收器，这些接收器可将GNSS系统的精度提升至厘米级。
支持的GPS模块
任何在PX4上运行的设备都应通过u-blox、MTK Ashtech 或 Emlid 协议，或者UAVCAN进行通信。
下表列出了一些无RTK功能的GPS模块（其中大部分也集成了指南针）。以下设备经过了PX4开发团队的测试，或者在PX4社区中颇受欢迎。
| 设备 | GPS | 罗盘 | CAN | Buzzer / SafeSw / LED | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| ARK GPS | M9N | BMM150 | ✔ | ✔ | + 气压计、惯性测量单元（IMU） |
| ARK TESEO GPS | Teseo-LIV4F | BMM150 | ✔ | ✔ | + 气压计、惯性测量单元（IMU） |
| Avionics Anonymous UAVCAN GNSS/磁强计 | SAM-M8Q | MMC5983MA | ✔ | ✘ | |
| CUAV NEO 3 GPS | M9N | IST8310 | ✔ | ||
| CUAV NEO 3 Pro GPS | M9N | RM3100 | ✔ | ✔ | + 气压计 |
| CUAV NEO 3X GPS | M9N | RM3100 | ✔ | ✘✔✔ | + 气压计。 |
| CubePilot Here2 GNSS GPS（M8N） | M8N | ICM20948 | ✔ | 已被HERE3取代 | |
| Emlid Reach M+ | ✔ | ✘ | ✘ | 支持PPK。预期支持RTK。 | |
| Holybro DroneCAN M8N GPS | M8N | BMM150 | ✔ | ✘ | + 气压计 |
| Holybro Micro M8N GPS | M8N | IST8310 | ✘ | ||
| Holybro Nano Ublox M8 5883 GPS | UBX-M8030 | QMC5883 | ✘ | ||
| Holybro M8N GPS | M8N | IST8310 | ✔ | ||
| Holybro M9N GPS | M9N | IST8310 | ✔ | ||
| Holybro DroneCAN M9N GPS | M9N | BMM150 | ✔ | ✔ | |
| Holybro M10 GPS | M10 | IST8310 | ✔ | ||
| Hobbyking u-blox Neo-M8N GPS & 罗盘 | M8N | ✔ | ✘ | ||
| LOCOSYS Hawk A1 GNSS接收器 | MC-1612-V2b | 可选 | ✘✘✓ | ||
| LOCOSYS Hawk R1 | MC-1612-V2b | ✘✘✓ | |||
| LOCOSYS Hawk R2 | MC-1612-V2b | IST8310 | ✘✘✓ | ||
| mRo GPS u-blox Neo-M8N双罗盘 | M8N | LIS3MDL, IST8308 | ✘ | ||
| RaccoonLab L1 GNSS NEO-M8N | NEO-M8N | RM3100 | ✔ | ✘✘✓ | + 气压计 |
| Sky-Drones SmartAP GPS | M8N | HMC5983, IST8310, LIS3MDL | ✔ | + 气压计 | |
| Zubax GNSS 2 | MAX-M8Q | LIS3MDL | ✘ | + 气压计 |
备注：
- “✔”或具体的部件编号表示该功能受支持，“✘”或空白表示该功能不受支持。“?”表示“未知”。
- 在可能且相关的情况下，会使用部件名称（例如，GPS列中的“✔”表示存在GPS模块，但具体部件未知）。
- 此列表可能未包含一些仍受支持但已停产的硬件（有关已停产模块的信息，请查阅早期版本）。移除的项目包括：
- Here GPS
- Drotek DP0804
GNSS/罗盘的安装
大多数GNSS模块还包含罗盘/磁力计部件（有关校准/设置信息，请参阅链接）。我们建议将GPS模块安装在尽可能远离电机/电子调速器（ESC）电源线的位置，通常可安装在起落架或机翼（固定翼飞机）上。
罗盘的安装介绍了如何安装带有罗盘的GNSS模块。
硬件安装
硬件设置取决于飞行控制器、GNSS模块及其支持的连接总线（UART/I2C或CAN）。
Pixhawk标准连接器
当使用支持Pixhawk连接器标准的飞行控制器时，连接GNSS/罗盘模块最为简便。所有遵循此标准的飞行控制器，包括大多数Pixhawk标准控制器（以及许多其他控制器），在连接GNSS模块时都使用相同的端口连接器和布线。由于这种标准化，许多常见的GNSS/罗盘模块可“即插即用”地直接连接到飞行控制器。
如果您使用的GNSS/罗盘模块通过通用UART和I2C等串行协议进行连接：
- 主GNSS/罗盘模块应连接到标有
GPS1、GPS&SAFETY或GPS的10针端口（此端口在连接器标准中被描述为“完整GPS + 安全开关端口”）。该GPS应集成蜂鸣器、安全开关以及用户界面指示灯（UI LED）。 - （可选的）辅助模块可连接到6针的
GPS2端口（如果有此端口），该端口在标准中称为“基本GPS端口”。 - 这些端口通常仅对u-blox模块即插即用。
INFO
这些端口包括用于GNSS的UART和用于连接罗盘的I2C端口。“完整GPS + 安全开关端口”还包括用于指示灯、蜂鸣器和安全开关的额外I2C连接器。您也可以将GPS引脚连接到任何其他空闲的UART作为GNSS端口，并将罗盘或蜂鸣器连接到I2C端口。但是，如果您这样做，则需要配置端口。
对于DroneCAN GNSS/罗盘模块：
- DroneCan GPS模块连接到CAN总线端口，即标有
CAN1或CAN2的4针端口。
其他飞行控制器/GNSS模块
如果您使用的飞行控制器和GNSS模块组合不符合Pixhawk连接器标准，那么您需要特别注意飞行控制器和模块上的连接器引脚定义。您可能需要重新布线或焊接连接器。
WARNING
一些飞行控制器使用的端口虽然软件兼容，但连接器不兼容（即使它们使用相同的连接器！），因为它们使用不同的引脚排列顺序。
连接器标准的引脚定义在标准文档中有记录。其他控制器和GNSS模块的引脚定义应包含在其制造商文档中。
GNSS配置
以下是通过GPS串行端口连接的GPS模块的默认配置。PX4或制造商设备文档中可能会提供特定设备的其他配置（例如，天宝MB-Two > 配置）。
主GPS配置（UART）
对于U-Blox GPS模块，Pixhawk上的主GPS配置是透明处理的，只需将GPS模块连接到标有GPS1、GPS&SAFETY或GPS的端口（如果只有一个GPS端口），一切即可正常工作。
默认的串行端口配置使用GPS_1_CONFIG将GPS1配置为GPS端口，使用GPS_1_PROTOCOL将协议设置为u-blox，并使用SER_GPS1_BAUD将波特率设置为0：自动。
对于天宝（Trimble）、Emlid、联发科（MTK）等类型的GPS，您需要相应地更改GPS_1_PROTOCOL。对于_天宝MB-Two_，您还需要修改SER_GPS1_BAUD，将速率设置为115200波特。
辅助GPS配置（UART）
要使用辅助GPS，通常情况下，如果有GPS2端口，将其连接到该端口，否则连接到任何空闲的UART端口。该端口可能已预先配置，但与主端口不同，这并不能保证。
为确保端口设置正确，请执行串行端口配置，将GPS_2_CONFIG分配给所选端口。
以下步骤展示了如何在_QGroundControl_中配置GPS 2端口上的辅助GPS：
查找并设置参数GPS_2_CONFIG为GPS 2。
- 打开_QGroundControl_，导航到“飞行器设置 > 参数”部分。
- 选择“GPS”选项卡，然后打开GPS_2_CONFIG参数，并从下拉列表中选择
GPS 2。
重启飞行器，以使其他参数可见。
选择“串行”选项卡，打开SER_GPS2_BAUD参数（
GPS 2端口波特率），将其设置为“自动”（对于天宝设备，设置为115200）。
设置好第二个GPS端口后：
- 配置ECL/EKF2估计器，以融合来自两个GPS系统的数据。详细说明请参阅：使用ECL EKF > 双接收器。
DroneCAN GNSS配置
DroneCAN GNSS配置在链接文档（以及特定模块的文档）中有介绍。
配置GPS作为偏航/航向源
当使用的模块支持输出偏航数据时，GPS可用作偏航融合的数据源。这在RTK GPS > 配置GPS作为偏航/航向源中有介绍。
罗盘配置
集成罗盘部件的罗盘校准内容在：罗盘配置中介绍。
GNSS数据概述
PX4使用大多数GNSS模块都能提供的部分信息。这些信息会写入SensorGps uORB消息，并由估计器用作全局位置估计的输入。它还通过MAVLink使用诸如GPS_RAW_INT和GPS2_RAW等消息进行传输。
一些有助于解读数据的GNSS术语包括：
DOP：位置精度衰减因子（无量纲）。这是对卫星位置几何质量及其对GPS接收器计算精度影响的一种度量。EPH：水平位置误差的标准偏差（米）。这表示GPS定位纬度和经度的不确定性。EPV：垂直位置误差的标准偏差（米）。这表示GPS定位高度的不确定性。
DOP与EPH/EPV的关系
DOP是基于卫星位置对实现高精度潜力的一种度量。EPH/EPV更为全面，它们是对GPS位置误差的直接估计，同时考虑了卫星几何形状以及信号噪声和大气影响等其他误差源。即使DOP值较低（卫星几何形状良好），但如果存在显著的信号噪声或大气干扰，EPH/EPV值仍可能较高。
因此，EPH/EPV值能更直观、实际地估计在当前条件下您可预期的实际GPS精度。
开发人员信息
- GPS/RTK - GPS
- RTK - GPS
- [GPS驱动