GPS數(shù)據(jù)采集分析

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1、GPS數(shù)據(jù)采集分析基于GPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計時間：2012-08-0209:58:50來源：現(xiàn)代電子技術(shù)作者：史曉影關(guān)鍵字：GPS數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)摘要：為了設(shè)計高精度、全天候、全天時的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用了GPS技術(shù)實現(xiàn)通信，信息采用NMEA-0183格式，單片機接收GPS輸岀的時間和定位信息后，將信息調(diào)整為我國的標(biāo)準(zhǔn)，并將調(diào)整后的經(jīng)度、緯度、海拔高度和時間等信息通過液晶終端顯示。最終實現(xiàn)了GPS數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換等工作，為事故定位、搜查救援等工作提供了技術(shù)依據(jù)。關(guān)鍵詞：GPS數(shù)據(jù)釆集；定位；數(shù)據(jù)處理；單片機隨著科技的發(fā)展，移動技

2、術(shù)的不斷成熟，定位導(dǎo)航開辟了一個重要的新興市場。GPS(GlobalPositioningSystem)以其高精度、全天候、全天時的特點，在定位、導(dǎo)航、測距等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，具有測量精度高、速度快、用戶數(shù)量不限、抗干擾能力強等優(yōu)點。不僅用于軍事領(lǐng)域，還廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、野外探險等領(lǐng)域。本系統(tǒng)實現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集精確度較高；采集到的位置可以控制在2m范圍之內(nèi)，接收數(shù)據(jù)并處理的時間小于2s,存精確度和實時性上要優(yōu)于其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。1GPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計硬件系統(tǒng)中主要由主控制器、液品顯示模塊和CPS対頻前端，數(shù)據(jù)傳輸

3、單元組成，如圖1所示。GPS信號通過天線接收值射頻前端模塊，在射頻芯片中實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，將模擬屮頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號通過串口傳入單片機，單片機接收的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過時差，坐標(biāo)處理等操作，在通過LCD顯示出來。2GPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)2.1GPS語句的輸出格式GPS-OEM板采用NMEA?0183通信格式，可以輸出多種句型，均以開頭。其語句格式如表1所示。輸出的語句按串口通信協(xié)議：1位開始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位,無奇偶校驗。輸出數(shù)據(jù)采用的是ASCII碼字符，內(nèi)容包含了緯度、經(jīng)度、速度、日期、航向及衛(wèi)星狀況等信息。語句

4、達(dá)十余種，其屮定位語句$GPRMC其結(jié)構(gòu)為：$GPRMC,<l>；?<2>,<3>；?<4>,<5>；?<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<ll>*hh<CR><LF>其中：“GP”■交談識別符；“RMC”■語句識別符；■校驗和識別符；“hh”■為校驗和，其代表了和之間所有字符的按位異或值（不包括這兩個字符）。$GPRMC語句數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容為：1）定位點的協(xié)調(diào)世界時間（

5、UTC）,hhmmssf時分秒）格式；2）定位狀態(tài)，A二有效定位，V二無效定位；3）定位點緯度，ddmm?mmrnmm（度分）格式；4）緯度半球，N（北半球）或S（南半球）；5）定位點經(jīng)度，dddmm.度分）格式；6）經(jīng)度半球，E陳經(jīng)咸W（西經(jīng)）；刀地面速度，000.0節(jié)?999.9節(jié)；8）地面航向，000.0度-359.9度;9）UTC日期，ddmmyy（日月年）格式；10）磁偏角，000.0度?180度；口）磁偏角方向,E陳）或W（西）。2.2GPS數(shù)據(jù)接收利用單片機的串行接口接收GPS傳送過來的數(shù)據(jù)，其硬件原理如圖2

6、所示，GPS的接口及單片機串口均采用TTL電平傳輸數(shù)據(jù)，所以GPS接口引腳4和3可直接與單片機的TXD和RXD引腳相連，無需電平轉(zhuǎn)換，硬件電路圖如圖2所示。GPS模塊輸出的是數(shù)據(jù)流，每秒鐘更新一次數(shù)據(jù)。必須要用單片機對其輸出的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，以方便用戶直接讀取。首先打開串口中斷服務(wù)子程序，開始接收數(shù)據(jù)，判斷其是否有符號，然后根據(jù)逗號的個數(shù)進(jìn)行判斷數(shù)據(jù)的類型，然后分別存儲時間、經(jīng)度、緯度、日期等信號，若接收到“”則接收結(jié)束。用C語言編程，其程序如下：在PC機上接收的GPRMC語句信息如下:$GPRMC,10332

7、0,A,4350.95221,N,12524.06042,E,000?0,000.0,130507,009.1,W*50這是一條GPS定位數(shù)據(jù)信息語句，涵義是UTC時間為10時33分20秒，位置在北緯43度50.9522分，東經(jīng)125度24?0604分，移動速度為0,移動范圍為0,日期為2007年5月13日，地磁變化為9.10,地磁變化方向為西，校驗和為50H。根據(jù)接收的信息用單片機進(jìn)行相應(yīng)的處理，就可以得到所需的信息了，信息處理過程見3節(jié)。3對接收信息的處理數(shù)據(jù)的處理主要包括兩個方面：1)時間的處理直接從衛(wèi)星接收到的時間

8、信息是UTC時間(格林尼治時間)，需要處理成北京時間。要變成北京時間需要加上8個小時，如果超過24小時，則減去24小時后，才是北京時間。時間轉(zhuǎn)換處理程序如下：2)定位的處理GPS接受的經(jīng)度、緯度等信息采用的是美國的84坐標(biāo)系統(tǒng)，需要轉(zhuǎn)換成我國的54坐標(biāo)系統(tǒng)。為便于描述設(shè)如下幾個參量：大地坐標(biāo)?(B,L,