【正文】 頁面切換功能。本設(shè)計(jì)著重對(duì) NMEA0183 語句的數(shù)據(jù)格式、單片機(jī)串行通信、液晶顯示格式進(jìn)行了詳細(xì)論述 ,同時(shí)給出了硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。 GPS 定位基本原理 GPS 定位技術(shù)的基本原理是采用測量學(xué)中通用的測距交會(huì)方法． GPS 接收機(jī)在某一時(shí)刻接收到 4 顆以上的 GPS 衛(wèi)星信號(hào)導(dǎo)航電文 , 通過變頻、放大、 濾波等一系列處理過程 ,實(shí)現(xiàn)對(duì) GPS 衛(wèi)星號(hào)的跟蹤、鎖定、測量 ,從而產(chǎn)生計(jì)算位置的數(shù)據(jù)信息 (包括 :緯度、經(jīng)度、高度、速度、日期、時(shí)間、航向、衛(wèi)星狀況等 ),經(jīng)由 I/O 口輸出串行數(shù)據(jù)． GPS 接收機(jī)定位流程 1． 搜索可用衛(wèi)星，接收衛(wèi)星信 號(hào)，與衛(wèi)星信號(hào)同步，提取導(dǎo)航電文信息； 2． 從導(dǎo)航電文中獲取計(jì)算位置所需的信息，這些信息應(yīng)該包括時(shí)鐘信息和星歷等數(shù)據(jù)； 6 3． 計(jì)算衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置，這包括計(jì)算衛(wèi)星的高度和方位角，從而進(jìn)行必要的對(duì)流層校正； 4．計(jì)算偽距，并進(jìn)行電離層校正等； 5．重復(fù)上述過程，對(duì)所有可用衛(wèi)星進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算； 6．進(jìn)行其他必要的校正，例如根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)到達(dá) GPS 接收機(jī)的時(shí)間，校正地球旋轉(zhuǎn)所造成的衛(wèi)星位置的偏差； 7．根據(jù)定位原理，計(jì)算出 GPS 接收機(jī)的初始位置，并將其轉(zhuǎn)換成所需的坐標(biāo)格式進(jìn)行顯示或輸出； 8．加入閏秒和 UTC（標(biāo)準(zhǔn)世界 時(shí)）時(shí)間補(bǔ)償計(jì)算當(dāng)前精確的時(shí)間； 9．分析可用衛(wèi)星的信息，計(jì)算最好的 DOP(Dilution of Precision)，進(jìn)行選星，并計(jì)算和修正 GPS 接收機(jī)的位置，給出 GPS 接收機(jī)的三維坐標(biāo)和準(zhǔn)確的時(shí)間信息。 由于 GPS 具有全球覆蓋以及精度高、定位速度快、實(shí)時(shí)性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn) ,近年來在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用 ,在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了極大的作用 ,已成為信時(shí)代不可缺少的一部分。 PPS授權(quán)的精密定位系統(tǒng)用戶需要密碼設(shè)備和特殊的接收機(jī)。系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和地面接收機(jī)部分組成 。 5 第 1 章 GPS 系統(tǒng)簡介及設(shè)計(jì)方案選擇 GPS 系統(tǒng)簡介 GPS 由來及發(fā)展 導(dǎo)航衛(wèi)星定時(shí)測距全球定位系統(tǒng) (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Position System GPS)是美國第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。通過 C 語言實(shí)現(xiàn)了 GPS 信號(hào)的提取、顯示及基本的鍵盤控制操作等。并且設(shè)置了所需的外圍電路。 本文首先介紹了 GPS 系統(tǒng)由來及其發(fā)展、基本概念、 GPS 接收機(jī)的工作原理及接收機(jī)定位流程。這一方面為用戶提供了極大的方便 但 GPS 定位接收機(jī)價(jià)格比較昂貴而且使用靈活性低 ,難以滿足特定條件下的應(yīng)用需求 ,造成了資金浪費(fèi)。接收機(jī)是獲得 GPS 系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備 ,目前已有從手持式到臺(tái)式數(shù)百種型號(hào)的接收機(jī)可供用戶選擇。 它可以實(shí)時(shí)提供全天候、全球性的三維定位、測速與授時(shí)功能的衛(wèi)星系統(tǒng) ,具有測量精度高、速度快、用戶數(shù)量不限、抗干擾能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn) ,除了可用于軍事領(lǐng)域外 ,還可以廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、野外探險(xiǎn)等領(lǐng)域。使用者接收機(jī)：追蹤所有的 GPS 衛(wèi)星，并實(shí)時(shí)地計(jì)算出接收機(jī)所在 位置的坐標(biāo)、移動(dòng)速度及時(shí)間，各種藍(lán)牙 GPS 即屬于此部份。每個(gè)衛(wèi)星均持續(xù)著發(fā)射載有衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)及時(shí)間的無線電波，提供地球上的各種接收機(jī)來應(yīng)用。一般來說，在地面上的 GPS 接收器能接收 5～ 12 個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，而為了獲得地面上的定位坐標(biāo)， GPS 導(dǎo)航至少需要 4 個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，三個(gè)用來確定 GPS 接收器的緯度、經(jīng)度和海拔高度，第四個(gè)則提供同步校正時(shí)間 [1]。s design proposal which can satisfy the performance operation requirements .This plan is based on single chip puter、 GPS and 1602 liquid crystal display monitors, and has realized the GPS signal extraction, the demonstration and the basic keyboard control operation and so on using the C language. By practical measurement, the receiver can achieve GPS information receive and display. It has small size and low cost, can be used in wild adventure tourism, taxi positioning and operations at sea. KEY WORDS: GPS， single chip puter， receiver， GR87， LCD 1 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 3 第 1 章 GPS 系統(tǒng)簡介及設(shè)計(jì)方案選擇 ............................................... 5 GPS 系統(tǒng)簡介 ............................................................................. 5 GPS 由來及發(fā)展 ................................................................ 5 GPS 定位基本原理 ............................................................ 5 GPS 接收機(jī)定位流程 ....................................................... 5 任務(wù)的描述 ....................................................................... 6 設(shè)計(jì)方案選擇 ............................................................................. 6 方案一 ................................................................................ 6 方案二 ................................................................................. 6 第 2 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................................................ 8 單片機(jī) .......................................................................................... 8 GPS 模塊 ....................................................................................... 9 概述 .................................................................................... 9 主要技術(shù)參數(shù) ................................................................... 9 管腳介紹 ........................................................................... 9 顯示部分 ................................................................................... 10 電源部分 ....................................................................................11 晶體振蕩器 ................................................................................11 鍵盤部分 ................................................................................... 12 第 3 章 系統(tǒng)相關(guān)協(xié)議介紹 .................................................................. 13 GR87 協(xié)議 ................................................................................ 13 協(xié)議簡介 ......................................................................... 13 數(shù)據(jù)格式 ......................................................................... 13 串行通信 .................................................................................... 14 異步通信特點(diǎn) ................................................................. 14 異步通信協(xié)議 ................................................................. 14 中斷 .................................................................................. 15 液晶顯示協(xié)議 ........................................................................... 18 2 基本 操作時(shí)序 .................................................................. 18 顯示與控制命令 .............................................................. 19 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .......................................................................... 21 系統(tǒng)軟件概述 ............................................................................ 21 軟件程序的編寫 ........................................................................ 22 初始化