GPS Modul NEO-6M

Abb. 1:Funduino 31.03.2025

Autoren: Marc Ebmeyer

Einleitung

Das GPS-Modul NEO-6M zählt zu den weit verbreiteten Empfängern für satellitengestützte Positionsbestimmung in eingebetteten Systemen und experimentellen Anwendungen. Es basiert auf der Global Positioning System (GPS)-Technologie und nutzt Signale mehrerer Satelliten, um die geographische Position, die Geschwindigkeit sowie die exakte Zeit des Empfängers mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Der NEO-6M-Empfänger integriert einen hochempfindlichen GNSS-Chip, der den Empfang selbst unter ungünstigen Umgebungsbedingungen – etwa in urbanen Gebieten oder bei partieller Abschattung – ermöglicht. Durch seine kompakten Abmessungen, die geringe Leistungsaufnahme und die standardisierte serielle Schnittstelle eignet sich das Modul insbesondere für mobile, mikrocontrollerbasierte Systeme, etwa in der Robotik, der UAV-Navigation oder der Umweltmesstechnik.

Technologisch zeichnet sich der NEO-6M durch eine hohe Empfindlichkeit, schnelle Time-to-First-Fix (TTFF) und eine zuverlässige Verarbeitung von NMEA-Datensätzen aus. Ergänzend verfügt das Modul über integrierte Funktionen wie Assisted-GPS (A-GPS) zur Beschleunigung des Positionsermittlungsprozesses und eine Pufferbatterie zur Sicherung von Almanach- und Ephemeridendaten. Diese Eigenschaften machen das NEO-6M-Modul zu einer kostengünstigen, aber leistungsstarken Lösung für Forschungs-, Entwicklungs- und Bildungsprojekte, in denen präzise und reproduzierbare Positionsdaten erforderlich sind.

Technische Übersicht

Eigenschaft	Daten
Spannungsversorgung	VCC 3-5 V
Stromaufnahme	30-50 mA
Temperaturbereich	-40 bis +85 °C
Standart Baudrate	9600
GNSS-System	GPS (L1-Band, 1575,42 MHz)
Positionsgenauigkeit	typ. 2,5 m CEP unter freiem Himmel
Geschwindigkeitsgenauigkeit	0,1 m/s
Zeitgenauigkeit	ca. ±30 ns
Time to First Fix (TTFF)	Kaltstart: 27–30 s Warmstart: 25 s Hotstart: 1 s

Pinbelegung

Pin	Belegung	Signal
1	Masse GND	0 V
2	Betriebsspannung Vcc	3-5 V
3	RXD	Empfangen von Daten anschließen an Pin_3 Arduino
4	TXD	Senden von Daten anschließen an Pin_2 Arduino
5	PPS (Pulse/s)	nicht benötigt bei PC Anschluss, kann an den CPOUT-Ausgang (clock pulse output) eines uC angeschlossen werden.

Prinziperklärung

die Erde wird von mehrere GPS-Satellitenumkreist welche kontinuierlich ihre Position und Ihre Zeit senden. Um dieses auszuwerten, benötigt man vier oder mehr Satelliten, auf die man am Himmel zugreifen kann, dann kann der GPS-Empfänger, hier der Neo6 eine Positionsbestimmung vornehmen. Dieses geschieht ganz einfach über den Vergleich der eingebauten Uhr mit der Laufzeitverschiebung der Satelliten Zeiten, wo durch sich die Entfernungen ergeben. Werden punktuell genauere Daten benötigt, so können die GPS Betreiber die Anzahl an Satelliten im Orbit über einer bestimmten Position erhöhen. Da es ursprünglich militärischen Ursprung hat, haben sich verschiedene globale Navigationssysteme (GNSS) ergeben, um unabhängiger zu werden, GPS (USA), GLOSNASS (Russland), Galileo (EU), BeiDou (China). Heutige Endgeräte können oft mehrere Systeme gleichzeitig auswerten, wodurch sich eine bessere Genauigkeit ergibt. So bekommt man z.B. durch die Kombination von GPS und GLOSSNAS in den Nördlichen Welt eine höhere Genauigkeit, da Russland die Satelliten in diesem Bereich konzentriert. Als Ausgabe bekommt man eine mit dem The National Marine Electronics Association NMEA 0183 Protocol verfasste Positionsbeschreibung, welche man dann auswerten und anzeigen kann.

• Beispiel Auswertung des NMEA 0183 Protocol engl.
• Beispiel Auswertung des NMEA 0183 Protocol Aufbau und Programmierung eines ähnlichen Boards mit gleichem Chip. Achtung Pinbelegung ist anders! deutsch

Hardwareaufbau

• Aufbau und Programmierung eines ähnlichen Boards mit gleichem Chip. Achtung Pinbelegung ist anders!

Abb. 2: Verkabelung

Software

Arduino

• Demo für Serielles auslesen vom GPS Sensor NEO6M

DemoGPSNeo6M.ino 

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 Beispiel für GPS Neo6M Sensor

// Connect VCC of the to 3.3V - 5.0V
// Connect GND to Ground
// Connect RXD to  Pin 2 Arduino UNO TX und RX vom Arduino gehen auch allerdings muss dann beim Programmieren die verbindung zum chip getrennt werden. Deswegen software serial.
// Connect TXD to  Pin 3 Arduino UNO TX und RX vom Arduino gehen auch allerdings muss dann beim Programmieren die verbindung zum chip getrennt werden. Deswegen software serial.
// PPS is not used, 

Auswertung des Daten muss nach NEMA Protokoll erfolgen https://wiki.hshl.de/wiki/images/5/57/NMEA0183.pdf

Marc Ebmeyer 19.11.2025
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#include <SoftwareSerial.h>

#define PIN_RXD 2 //Adresse Receiver
#define PIN_TXD 3 // Adresse Transmitter 

#define GPS_BAUD 9600 // Übertragungsrate Seriell

// serial connection to the GPS device
SoftwareSerial gpsSerial(PIN_RXD, PIN_TXD);

void setup()
{
    Serial.begin(9600);
    gpsSerial.begin(GPS_BAUD);
}

void loop()
{
    // Output raw GPS data to the serial monitor
    while (gpsSerial.available() > 0)
    {
        Serial.write(gpsSerial.read());
        //Serial.println(";");
    }
}

Simulink

https://de.mathworks.com/help/simulink/supportpkg/arduino_ref/read-serial-data-from-a-gps-shield-using-arduino-hardware.html

Messung

Führt man in einem Gebäude eine Messung aus, so sieht man sehr schnell, dass große Teile der Daten fehlen, siehe Abbildung3.

Abb. 3: Messergebnisse im Gebäude aufgenommen mit hterm.

Datenblätter

• NEO6M bei Funduino
• Beispiel für 7 er
• Hersteller Seite
• Hersteller Datenblatt
• Hersteller Datenblatt Zusammenfassung

Weiterführende Artikel

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