【正文】 ................................................................ 29 參考文獻(xiàn) ................................................................ 30 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 1 頁 共 30 頁 1 緒論 課題背景 1978 年 2 月 22 日第一顆 GPS 試驗(yàn)衛(wèi)星的入軌運(yùn)行，開創(chuàng)了以導(dǎo)航衛(wèi)星為動態(tài)已知點(diǎn)的無線電導(dǎo)航定位的新時(shí)代。 GPS 技術(shù)的航空應(yīng)用 GPS 技術(shù)在航空方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：民航飛機(jī)的在途自主導(dǎo)航；飛機(jī)精密著陸；飛機(jī)空中加油控制；飛機(jī)編隊(duì)飛行的安全保護(hù)；航空援救的搜索和定點(diǎn)測量；機(jī)載地球 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 2 頁 共 30 頁 物理勘探；飛機(jī)探測災(zāi)區(qū)大小和標(biāo)定測量；攝影和遙感飛機(jī)的 七維狀態(tài)參數(shù)和三維姿態(tài)參數(shù)測量等。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成 部分 。 Block2 衛(wèi)星如圖 22所示。 為 了達(dá)到更 高 的 定位精度， 往往還 采用 了 差分 GPS(DGPS)技術(shù)，建立基準(zhǔn)站 (差分臺 )進(jìn)行 GPS 觀測，利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測值進(jìn)行比較，從而得出一修正數(shù)，并對外發(fā)布。 從上面的分析可以知道，選擇 GPS 接收模塊就能夠很好的作為本次設(shè)計(jì)接收 GPS 定位信息的解決方案，因此我選擇第二種方案來完成本次設(shè)計(jì)。該 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)硬件部分主要由以下幾個(gè)部分組成： (1) 接收部分：以 LEA5S模塊為核心的 GPS 接收機(jī)； (2) 控制電路：由 51單片機(jī)作為微處理器控制 GPS 信號； (3) 顯示部分： 1602LCD 液晶顯示模塊； (4) 電源電路部分 :采用電池供電用以提供系統(tǒng)工作時(shí)所必須的電壓。 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 8 頁 共 30 頁 3 基于單片機(jī)的 GPS 硬件電路設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的 GPS硬件電路總體結(jié)構(gòu) 根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，該基于單片機(jī)的 GPS 硬件電路設(shè)計(jì)主要由 GPS 信號接收部分（ LEA5S 信號接收模塊）、控制芯片（ STC89C52 單片機(jī)）、顯示部分（ 1602LCD 液晶顯示模塊）這幾部分構(gòu)成。 ? P0 口（ Pin39～ Pin32） ： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ； ? P1 口（ Pin1～ Pin8） ： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ； ? P2 口（ Pin21～ Pin28） ： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ； ? P3 口（ Pin10～ Pin17） ： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。對外部振 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁 共 30 頁 蕩信號無特殊 要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz 的方波信號。若使用頗率為 6MHz 的晶振，則復(fù)位信號持續(xù)時(shí)間應(yīng)超 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12 頁 共 30 頁 過 4us 才能完成復(fù)位操作。 圖 35 1602LCD顯示屏 1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 第 7～ 14腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)端。 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 18 頁 共 30 頁 圖 310 單片機(jī)系統(tǒng)和液晶驅(qū)動電路 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 19 頁 共 30 頁 4 基于單片機(jī)的 GPS 軟件設(shè)計(jì) NMEA0183 數(shù)據(jù) 格式 NMEA － 0183 是 美 國 國 家 海 洋 電 子 協(xié) 會 （ National Marine Electronics Association）為海用電子設(shè)備制定的標(biāo)準(zhǔn)格式。 幀格式形如： $aaccc,ddd,ddd,?,ddd*hhCRLF (1) “ $”：幀命令起始位； (2) aaccc：地址域，前兩位為識別符，后三位為語句名； (3) ddd?ddd ：數(shù)據(jù)； (4) “ *”：校驗(yàn)和前綴； (5) hh:校驗(yàn)和 （ check sum） ， $與 *之間所有字符 ASCII 碼的校驗(yàn)和（各字節(jié)做異或運(yùn)算，得到校驗(yàn)和后，再轉(zhuǎn)換 16進(jìn)制格式的 ASCII 字符。 幾種常用的數(shù)據(jù)格式如下： （ 1） GPS 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) （ GPGGA） ，其結(jié)構(gòu)為： $GPGGA,a),b),c),d),e),f),g),h),i),j),k),l),m),n)*o)CRLF a) UTC 時(shí)間，格式為 ； b) 緯度，格式為 （前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0）； c) 緯度半球， N或 S（北緯或南緯）； d) 經(jīng)度，格式為 （前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0）； e) 經(jīng)度半球， E或 W（東經(jīng)或西經(jīng)）； f) 定位質(zhì)量指示， 0=定位無效， 1=定位有效； g) 使用衛(wèi)星數(shù)量，從 00 到 12（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0）； h) 水平精確度， 到 ； i) 天線離海 平面的高度， 到 米 ； j) 高度單位， M表示單位米； k) 大地橢球面相對海平面的高度， 到 米； l) 高度單位， M表示單位米； m) 差分 GPS 數(shù)據(jù)期限（ RTCM SC104），最后設(shè)立 RTCM 傳送的秒數(shù)量； n) 差分參考基站標(biāo)號，從 0000 到 1023（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0）； 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 21 頁 共 30 頁 o) 校驗(yàn)和。 lcd_bad_check()。 } } else { if(chk_key()) { //按鍵切換界面 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 24 頁 共 30 頁 page ++。特性參數(shù)用于描述電子元器件在電路中的電器功能；描述電子元器件的特性參數(shù)的數(shù)量稱為他們的規(guī)格參數(shù)，規(guī)格參數(shù)包括稱值、額定值和允許偏差值等；質(zhì)量規(guī)格參 數(shù)用于度量電子元器件的質(zhì)量水平，通常描述了元器件的特性參數(shù)、規(guī)格參數(shù)隨環(huán)境因素變化的規(guī)律，或者劃定了他們不能完成功能的邊界條件。 (3)焊點(diǎn)的要求 ? 焊點(diǎn)可靠，具有良好的導(dǎo)電性，必須防止虛焊。 測芯片管座與芯片管座之間用導(dǎo)線連接起來的對應(yīng)腳是否導(dǎo)通和截止。有 GPS 軟件產(chǎn)生導(dǎo)航電文，并將導(dǎo)航等電文通過虛擬串口發(fā)送給單片機(jī)。 大學(xué)生活即將匆匆忙忙地過去，但我卻能無悔地說：“我曾經(jīng)來過”。 在此，我首先要由衷地感謝指導(dǎo)老師，本畢業(yè)論文從選題到設(shè)計(jì)研究提綱，到論文的撰寫，再到最終定稿，每一個(gè)環(huán)節(jié)上都得到導(dǎo)師的悉心的指導(dǎo)和熱情的幫助。 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 28 頁 共 30 頁 總 結(jié) 將 GPS 定位系統(tǒng)作為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要課題是經(jīng)過我們深思熟慮之后作出的決定，同時(shí)也是對我們?nèi)陮W(xué)習(xí)生活的總結(jié)與檢驗(yàn)，通過學(xué)習(xí)與實(shí)踐，我們受益匪淺。 第一步，我用數(shù)字萬用表進(jìn)行了逐一對點(diǎn)的檢查，檢查各導(dǎo)線間是否有短路與開路的故障。 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 26 頁 共 30 頁 ? 移開焊錫：當(dāng)熔化一定量的焊錫后，將焊錫絲焊錫絲移開。 電子元器件檢測 電板在焊接之前必須進(jìn)行電子元器件檢測，以防電子元器件損壞。 lcd_mand_write(0x01)。 軟件流程圖 軟件流程圖如 41所示： N Y N Y 圖 41 軟件流程圖 系統(tǒng)初始化 解析 GPRMC、GPGGA 數(shù)據(jù)并切換顯示界面 GPS是否已經(jīng)連接 GPS是否已經(jīng)定位 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 23 頁 共 30 頁 主函數(shù)部分 main() { lcd_system_reset()。 ＄ GPRMI， (1)， (2)， (3)， (4)， (5)， (6)， (7)*hhCRLF 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 20 頁 共 30 頁 (1) 緯度 （度分）格式（前面的 0也將被傳輸）； (2) 緯度半球 N（北半球）或 S（南半球）； (3) 經(jīng)度 （度分）格式（前面的 0 也將被傳輸）； (4) 經(jīng)度半球 E（東經(jīng)）或 W（西經(jīng)）； (5) UTC日期， ddmmyy（日月年）格式； (6) UTC時(shí)間， hhmmss（時(shí)分秒）格式； (7) 接收機(jī)命令， A=自動定位， R=機(jī)器重新啟動。 這種格式所輸出的語句采用的是 ASCII 字符碼，包含了緯度、經(jīng)度、速度、日期、時(shí)間、航向、以及衛(wèi)星信號情況等信息。 GPS 模塊及其原理