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Hacking GPS. Wiley

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Kathie Kingsley-Hughes

W122.77428

On terra Firmware____Updating the heart of GPS
YOU'VE LOST ME!
No likely ever again
First to Find_______Improve your geocaching skills

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Hacking GPS

About the Author
Kathie Kingsley-Hughes has written numerous books in the PC and programming fields and
is comfortable explaining hi-tech concepts in an easy-to-follow way. Several of the titles that
she has authored or co-authored are set books used in many U.S. and international colleges and
universities.Writing in the technical arena has given her many opportunities to use hundreds
of different gadgets and gizmos; and because she has a love of the outdoors, it was inevitable
that she would become involved in GPS and digital mapping.

Kathie has been using GPS since its early days when the accuracy and quality of the receivers
were poor. Even back then, however, she realized the potential of such devices and predicted
that they would be a huge hit in the consumer arena.

Acknowledgments
Extra special thanks to Katie Mohr for believing in this project and guiding it along from concept
to completion. It’s been a pleasure working with you on this project.
Thanks too to Chris Webb for all his feedback and help in molding the book into a workable project.
I also want to extend a sincere “thank-you” to the rest of the publishing team, both those I’ve
dealt with directly and those who have worked hard behind the scenes.

Contents at a Glance

Acknowledgments
Introduction
Part I: Hardware Hacks
Chapter 1: GPS Secrets
Chapter 2: Building GPS Data Cables and Power Cords
Chapter 3: Power Hacks
Chapter 4: Antenna Hacks
Chapter 5: Protecting Your GPS
Part II: Software Hacks
Chapter 6: Hacking the Firmware
Chapter 7: Making Connections
Part III: Data Hacking 
Chapter 8: GPS Data
Chapter 9: Examining the Data
Chapter 10: More Data Tricks
Part IV: Playtime 
Chapter 11: Hacking Geocaching
Chapter 12: GPS Games
Appendix A: GPS Primer
Appendix B:Websites/Internet Resources
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

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Product details
 Price
 File Size
 10,575 KB
 Pages
 351 p
 File Type
 PDF format
 ISBN
 0-7645-8424-3
 Copyright
 2005 by Wiley Publishing, Inc  


Table of Contents
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . ix
Introduction . . . . . . . . . .  . . xix
Part I: Hardware Hacks 1
Chapter 1: GPS Secrets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Hidden Secrets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Garmin Secret Screens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Hard Resets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Soft Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Warm Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Full GPS Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Diagnostic Screens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Autolocating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Magellan Secret Screens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Magellan Meridian Series . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
After a Hard or Soft Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Chapter 2: Building GPS Data Cables and Power Cords . . . . . . . . . . 13
Cables Demystified . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
The Data Cable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Power Cords. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Combo Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Combining Cable Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Multi-GPS Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Multi-Data Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Multi-Data/Power Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Multi-Data/Power/GPS Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Making Your Own Data Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Materials You Will Need . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Don’t Want to Buy a Connector? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Making Power Cords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Power Cord Assembly. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Precautions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
GPS/iPAQ Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Cradle Modification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Testing the Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Making Combo Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Making Multi Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Chapter 3: Power Hacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
GPS Power Needs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Alkaline Batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Lithium Batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Rechargeable (NiMH) Batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Battery Do’s and Don’ts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Power Hacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Carrying Your Own 12-Volt Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Battery Packs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
A Different Kind of Battery Pack. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Alternative Power Supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Chapter 4: Antenna Hacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
The GPS Antenna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Quad-Helix Orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Patch Antenna Orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Best Performance Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
External Antennas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Antenna Placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Other Things to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Reradiating Antennas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Personal Reradiating Antenna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Communal Reradiating Antenna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Reradiating Antenna Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Setting Up a Reradiating Antenna in a Car . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Testing the System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Making the System Permanent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Carrying a GPS Signal via Cable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
How Much Signal Do You Need? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Cable Losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Connector Losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Using a Signal Repeater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Building Your Own Mega GPS Antenna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Building the Antenna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Chapter 5: Protecting Your GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Screen Damage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Screen Protectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
More Screen Armoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Commercial Protection for GPS and PDAs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Mounting GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Car Mounting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Mounting a GPS for Biking, Hiking, and Skiing . . . . . . . . . . . . . . . 111
Making a Personalized Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Part II: Software Hacks
Chapter 6: Hacking the Firmware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Firmware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Updating Warnings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Updating the Firmware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Hacking GPS Firmware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Bypassing the Garmin eTrex Vista Startup Screen . . . . . . . . . . . . . . 130
Bypassing the Garmin eTrex Legend Startup Screen . . . . . . . . . . . . . 133
Bypassing the Garmin eTrex Venture Startup Screen . . . . . . . . . . . . . 133
MeMap Personalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Manual Firmware Editing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Magellan GPS Firmware Modifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Recovering from a Failed Firmware Load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Garmin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Magellan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Chapter 7: Making Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
The PC—GPS Relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Connection Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Which Connection Is Best? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Troubleshooting Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
PC Connection Trouble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
General PDA Connection Trouble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
General Bluetooth Connection Trouble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Software-Specific Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Erratic Mouse Pointer after Connecting a GPS. . . . . . . . . . . . . . . . 159
Windows XP Problem: Microsoft Ball Point . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Microsoft MapPoint Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
USB-to-Serial Converters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Part III: Data Hacking
Chapter 8: GPS Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
GPS Data Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Position, Velocity,Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Waypoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Working with the Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
EasyGPS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
G7toWin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
Creative Uses of GPS Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Sharing Waypoints. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Adding GPS Information to Digital Photos . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Lightning Detector and Plotter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
Wardriving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
GPS in Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Chapter 9: Examining the Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
NMEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
NMEA Sentences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
NMEA Sentence Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
A Closer Look at NMEA Sentences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Examining NMEA Sentences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
NMEA Checksum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
SiRF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Using NMEA Sentences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
GPS NMEA LOG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
GPS Diagnostic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
RECSIM III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
Using NMEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
GpsGate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
Recording Actual NMEA Sentences with GpsGate . . . . . . . . . . . . . 216
Recording Simulated NMEA Using GpsGate . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Data Playback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Why Bother with NMEA?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Ensuring That Your GPS Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Avoiding Data Corruption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Chapter 10: More Data Tricks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Screenshots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
G7toWin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
G7toCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

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