Moduły GPS/GNSS są wykorzystywane przede wszystkim do precyzyjnego określania pozycji urządzenia. Odbierają sygnały radiowe z co najmniej czterech satelitów, a następnie rozwiązują odpowiednie równania, aby obliczyć lokalizację (szerokość, długość geograficzną) i precyzyjny czas​ Sygnały z różnych systemów satelitarnych (GPS USA, GLONASS Rosja, Galileo Europa, BeiDou Chiny) są niemal wszędzie dostępne, co umożliwia pracę na całym świecie. Dokładność zależy od liczby „widocznych” satelitów – moduły popularnie osiągają od 2 m (przykładowo moduł NEO-6M) do około 1 m. W praktyce realizuje się to w następujący sposób:

• Interfejsy komunikacji: najczęściej UART (TX/RX), rzadziej I2C lub SPI. Po połączeniu z mikrokontrolerem moduł wysyła dane pozycyjne w formacie NMEA (ciągi znaków z informacjami o współrzędnych).

• Zasilanie i antena: typowe zasilanie to 3.3 V lub 5 V. Niektóre moduły mają wbudowaną antenę ceramiczną, ale lepszą jakość połączenia daje antena zewnętrzna (możliwość podłączenia).

• Częstotliwość pracy: większość modułów GPS odświeża dane co 1 Hz, ale są też układy 10 Hz, które szybciej aktualizują pozycję (przydatne w szybkich projektach jak drony).

• Funkcje dodatkowe: zaawansowane moduły mają wbudowany magnetometr i akcelerometr (np. modul FLORA GPS od Adafruit z czujnikami), co pozwala na stabilne odczyty także przy ruchu. Niektóre odbierają wiele systemów GNSS jednocześnie (np. NEO‑M8N – GPS+GLONASS+Galileo+BeiDou), co poprawia dokładność i odporność na zakłócenia.

Zastosowania modułów GPS

• Systemy nawigacyjne: drony, roboty mobilne, pojazdy autonomiczne wykorzystują moduly GPS do trzymania trasy i powrotu do bazy.

• Śledzenie i monitorowanie: lokalizacja paczek, pojazdów czy przesyłek kurierskich dzięki urządzeniom śledzącym wyposażonym w GPS.

• Elektronika ubieralna (wearables): małe moduły GPS (np. Adafruit FLORA GPS) można wbudować w ubrania, zegarki czy kamizelki śledzące pozycję biegaczy.

• Projekty hobbystyczne: budowa własnego trackera (samochodów RC, lodówek modelarskich) czy stacji pogodowej z funkcją śledzenia stacji bazowej.

• Edukacja i prototypowanie: moduły GPS są często używane przez hobbystów do nauki komunikacji szeregowej i pracy z danymi geograficznymi.

Przykłady produktów

• GY-NEO6MV2 NEO-6M – niedrogi moduł GPS z antenką. Zapewnia podstawową funkcjonalność GPS z dokładnością ~2,5 m.

• SparkFun ZOE-M8Q (72 kanały) – moduł odbierający GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou. Wyższa dokładność (<1 m) i szybszy czas ustalania pozycji.

• Adafruit Ultimate GPS MTK3339 – moduł z wbudowaną anteną, pamięcią flash i 22-kanałowym odbiornikiem. Umożliwia logowanie trasy do pamięci i zasilanie przez USB.

• LilyGO TTGO T-Beam V1.2 – płytka IoT łącząca LoRa z modułem GPS NEO-M8N. Pozwala na przesył danych lokalizacyjnych na duże odległości (kilka kilometrów) przez sieć LoRa​.

• Moduły GNSS dla Arduino/Raspberry Pi: płytki typu Shield lub HAT (np. DFRobot GPS Shield, Waveshare GPS Hat) zawierają gotowy odbiornik GPS oraz często dodatkowe czujniki, co ułatwia integrację z popularnymi platformami.

FAQ

• Co to jest GNSS i czym różni się od GPS? GNSS (Global Navigation Satellite System) oznacza dowolny globalny system nawigacji satelitarnej. GPS to amerykański system, podobnie jak GLONASS (Rosja) czy Galileo (UE). Moduł GPS często odbiera sygnały z kilku systemów (każde 72-kanałowe), co zwiększa niezawodność i dokładność lokalizacji​.

• Czy moduł GPS potrzebuje zewnętrznej anteny? Niekoniecznie – wiele modułów ma wbudowaną małą antenkę ceramiczną. Jednak podłączenie zewnętrznej anteny (połączonej z modułem przewodem) pozwala odbierać sygnał z większym zyskiem, co jest ważne w samochodzie czy obudowie metalowej.

• Jak szybko moduł GPS potrafi ustalać pozycję? Typowo odbiorniki zaczynają odświeżać dane co 1 sekundę (1 Hz), co jest wystarczające dla większości aplikacji. Moduły 10 Hz (np. niektóre modele ubieralne) potrafią podawać pozycję 10 razy na sekundę – przydatne w szybkich pojazdach czy dynamicznych eksperymentach.

• Jaka jest dokładność pomiaru GPS? W dobrych warunkach (otwarty widok nieba) kilka metrów. Przykładowo moduł NEO-6M ma dokładność ~2,5 m, a moduły wielosystemowe (np. ZOE-M8Q) poniżej 1 metra​. Dokładność pogarsza zasłonięcie (las, budynki) i ilość widocznych satelitów.

• Czy moduł GPS działa w pomieszczeniach? Zazwyczaj nie – sygnał satelitarny jest bardzo słaby. Moduł najlepiej działa na zewnątrz lub przy oknie. W budynkach może dostarczyć błędnych danych lub nie znaleźć satelitów.

• Czy można używać modułu GPS do synchronizacji czasu? Tak – odbiorniki GPS mają bardzo dokładny czas (z zegara atomowego satelitów). Można je wykorzystać do ustawienia zegara mikrokontrolera (czas UTC).

• Jak podłączyć moduł GPS do Arduino? Zwykle wystarczy podłączyć linie TX z modułu do RX Arduino i masę, oraz zasilić 3.3–5 V. Należy pamiętać o poziomach logicznych 3.3 V. Po podłączeniu moduł wysyła dane NMEA, które Arduino odczytuje przez port szeregowy.

• Czy moduł GPS może odbierać sygnały Galileo lub BeiDou? Tak, ale tylko jeśli jest to moduł GNSS obsługujący te systemy (np. u-blox Neo-M8N, u-blox ZOE-M8Q). W specyfikacji producenta modułu znajdziesz listę wspieranych systemów satelitarnych.