ラズパイやUSRPと一緒に使用するGPSの選定(4)


 こんにちはドルフィンシステム福島です。

「ラズパイ4でUSRPを使う」連載の今日は4回目。
今日は、ラズパイで位置情報をロギングするためのGPSを選定します。

前回は「ラズパイとUSRPでどの程度の消費電力があるのか?バッテリーベンチマークをする」でした。

GPSの選定

GPSはu-blox一択ですね。
u-bloxのGPSは、低価格、高機能、入手しやすい、みんなが使っているので情報が多い、と良いことずくめです。

u-bloxというのはスイスの無線関連チップメーカーの名前でGNSSのモジュールで有名です。
なので、"u-blox"といえば「u-blox社製のGNSSチップが搭載されたGPSモジュール」という風に使われます。

u-blox搭載のGPSモジュールはいくつかありますが、組み込み用のモジュールなども販売されていますが、今回使用するものはUSB接続で「基板むき出しでないもの」になります。

アマゾンでこういうものも出てきますが、こちらはArduinoに直接接続するためのものですね。

このようなUSB接続でアンテナ付きのモジュールが販売されていますので、こういうものを購入します。

u-blox搭載GPSの見分け方

アマゾンでGPSを購入する際、商品情報には"u-blox搭載"とは書かれていないこともありますが、レビュー欄や質問欄から調べてみてください。


またu-blox搭載GPSは、"u-center"というメーカー製GPSビューアを使用して動かすことが出来ますので、u-centerのスクリーンショットが貼られている場合がありますので、参考になります。


SMA付きのGPSモジュールは?

アマゾンや楽天で販売されているGPSモジュールはほとんどがアンテナ一体型です。
別にGPSアンテナを接続したい場合や、アンテナケーブルを延ばしたい場合には対応できません。

そこでSMAコネクタが付いているGPSモジュールを選ばなくてはなりませんが、実はSMAコネクタが付いているGPSモジュールはあまり販売されていません。

私が購入しているのはGNSS OEMというホームページで販売されているGPSモジュール。


1つ 75ユーロで注文するとラトビアから送られてきます。あのバルト三国のラトビアです。首都リガの郵便局からきます。中学生の時にソ連が崩壊しゴルバチョフ書記長の名演説を聞いた身からすると、隔世の感があります。時代は変わりましたね~。

NEO-M8T TIME & RAW receiver USB dongle with SMA (RTK ready)
https://www.gnss.store/gnss-gps-modules/97-ublox-neo-7p-ppp-usb-dogle-receiver-with-sma-for-uav-robots-pc.html

実は、ここで一度痛い目に遭っていて、注文した10ヶのGPSモジュールが輸送中にLostしたことがあります。
結局見つからず、お店に何度もメールをして再度送ってもらいました。納期ギリギリでヒヤヒヤでした。

同一製品でケース無しの基板むき出しのモジュールならUNIPOSさんでも取り扱っておりますし、上記と同じケース入りのものはGPSプロショップさんでも取り扱いを始めたようです。
以前は国内で取り扱っているお店も無かったのですが、最近取り扱いを始めたお店が増えたようですね。


u-bloxの世代とグレード

u-bloxのGNSSチップにはGenerationがあって、2020/09現在は第9世代が最新のようです。
(すいません。余り詳しくはありません。詳しい方はお教え頂けると幸いです)

またGNSSチップにはグレードがあって、NMEAで出力する緯度経度の精度が高い"High precision"や、タイミング精度の高いモジュールなどがあります。


例えば、StandardのGPSは緯度経度が小数点以下6桁までしか出力されませんが、
High presicion modeのGPSは、

  • 緯度経度 : 小数点以下7桁
  • 高度 : 小数点以下3桁

まで出力桁数が向上します。

GPSモジュールが緯度経度情報を出力する頻度はデフォルトで1秒間隔です。
ですが、GNSSチップによっては1秒間に10回(100ms間隔)や18回(55ms間隔)で出力することも可能です。

このあたりはデータシートの "Max Navigation update rate"に書かれています。

※データシートより引用


今回は位置情報が取れれば良いので入手性が良いものを選択しますが、厳密な実験をする場合はデータシートを読むなりしてちゃんと選定します。

u-blox : Product Selector
https://www.u-blox.com/en/product-search/field_product_category/position-time-152


選定したGPSモジュールは?

今回選定したGPSモジュールは秋月電子の"GU-902MGG-USB"にしました。

当初アマゾンから購入しようかと考えていたのですが、アマゾンで販売されているGPSは第7世代のu-bloxばかりだったので、どうせなら少しでも世代の新しい第8世代のGPSモジュールを選定しました。

GPS/GLONASS受信機(Galileo/BeiDou可)u-blox M8搭載 みちびき3機受信対応 USB接続
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-14541/


まとめ

  • GPSモジュールは、u-blox搭載のモノを選択すると良い。
  • u-bloxは、低価格、高機能、入手しやすい、みんなが使っているので情報が多い、と良いことずくめ。
  • アマゾンでも購入できるが"u-blox搭載"と書かれていないことも多いので確認すること。
  • SMAコネクタ付きのモジュールは入手出来るが、入手性に難がある。

今回はラズパイにGPSを接続して動作確認までいこうかと思いましたが、選定だけで色々と文字数があったので今回は選定だけです。

次回はGPSの設定と動作確認を行います。

以上、ドルフィンシステム福島でした。

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