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1背景
6 E$ M/ R& K) h1 q全球定位系统(Global Positioning System, GPS)是美国从20世纪70年 f' f) ] c* {$ c1 M/ p5 q6 B4 [
代开始研制,于1994年全面建成,以接收导航卫星信号为基础的非自主式导航* V: n% P7 m' f3 T$ T6 h6 X( P8 c4 p
与定位系统.他以全球搜盖、全天候、连续实时提供高精度的三维位置、三维速度
2 C+ J# _% ^5 Y& s和时间信息的能力,很好地解决了人类导航和定位问题。随着全球定位系统的不$ N/ z( o* T4 t0 f. Z9 C
断改进,软硬件的不断完善,应用领域正在不断的开拓,无论在军事还是民用领) ]9 S+ X% r7 Y b [- _
域都得到广泛地应用和发展,已成为信息时代不可缺少的一部分。 市场上已有许
/ ? W! _/ E/ v多基于GPS接收机开发的产品,如车载导航系统、GPS手持式用户机等,但价格比5 F( D8 @! Y$ S
较昂贵。本文对基于STC单片机的GPS定位器提出了设计方案,并对相关数据信
5 k8 f0 l) X6 m7 G5 b- W息的处理做了重点的设计,系统设计简易,性价比高,对研究GPS二次开发应用; V4 t& u4 b& f
具有参考和指导价值。
1 }/ B5 n( P5 C. d) B& C) m# C2工作原理
! _1 G, F$ ^3 o$ N0 }+ L- o全球有24颗GPS卫星沿6条轨道绕地球运行(每4个- -组) ,GPS接收模块7 o: n) t' V) t$ Q8 x' Q4 g
就是靠接收这些卫星来进行定位的。但一般在地球的同-边不会超过12颗卫./ o8 @5 {1 N! w- t0 |: I0 |) b9 y
星,所以一般选择可以跟踪12颗卫星以下的器件。当然,能跟踪的卫星数越多,
2 ^# W: ]# B+ b! a性能越好。大多数GPS接收器可以追踪8-12颗卫星,计算LAT/LONG(二维)坐标; i0 j7 c8 G3 d8 Y1 j
至少需要3颗卫星,4颗卫星可以计算三维坐标。
0 M: |4 @$ @) Z, t. T0 G) pGPS定位技术的基本原理是采用测量学中通用的测距交会方法。GPS接收机. }6 ^, e+ V! ~& d2 I8 l
在某一时刻接收到4颗以上的GPS卫星信号导航电文,通过变频、放大、滤波等
7 M$ y8 s) i6 B3 d9 d一系列处理过程,实现对GPS卫星信号的跟踪、锁定、测量,从而产生计算位置的
+ N4 o! [: B& Y数据信号,经由1/0串行数据通信。
+ X% r* j+ {. B) J# v/ A0 \GPS接收主要用于接受GPS 0EM 板发送的串行数据。这个程序在串行中断
% d9 O/ \, A: \里面完成. GPS OEM 板的通信波特率为9600,1个起始位, 8个数据位,1个停止
2 Z3 m/ D Q6 k位,无奇偶校验。通常使用NMEA-0183格式输出,数据代码为ASCII码字符。NMEA
( H5 U1 \+ d; x; a0 f是美国海洋电子协会为海永永电子设备制定的标准格式,目前广泛使用V2.0版
7 M& j1 F) t8 l: c本[16]。由于该格式为ASCII码字符串,比较直观和易于处理,在许多高级语言8 u6 \6 y- V! [/ |. |% j8 z' J
中都可以直接进行判别、分离,以提取用户所需要的数据。GPS 0EM 板可以输出
* e) N6 U% c1 k K& y12句语句,这里我们接受的是“GPGGA”这条语句的数据。“$GPGGA”语句的格式为* b3 U3 U7 z" o9 Q1 L5 B- d
$GPGGA, <1>, <2>. <3>, <4>, <5>, <6>, <7>, <8>, <9>, M, <11>, <12>*hh<CR><LF>
/ I! w0 \8 \; S! U2 Y* R如一条GPS定位数据信息语句4 Q; g7 o0 }. _) e* r
$GPGGA, 114641, 3002.3232, N, 12206. 1157, E, 1, 03, 12. 9, 53.2,M,11. 6, M,,*: Z9 W7 D2 Q8 I3 u
4A意思为UTC时间为11时46分41秒,位置在北纬30度2.3232分,东经112
0 T, V, Z3 v/ Q7 f" ]# t/ K! S+ D: t+ X3 l
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