【正文】 序號(hào) 命令 說明 最大幀長(zhǎng) 1 $GPGGA 全球定位數(shù)據(jù) 72 2 $GPGSA 衛(wèi)星 PRN 數(shù)據(jù) 65 3 $GPGSV 衛(wèi)星狀態(tài)信息 210 4 $GPRMC 運(yùn)輸定位數(shù)據(jù) 70 5 $GPVTG 地面速度信息 34 6 $GPGLL 大地坐標(biāo)信息 7 $GPZDA UTC 時(shí)間和日期 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 本設(shè)計(jì)中所需要的信息只有經(jīng)度、緯度和時(shí)間，而這些信息都可以從“ $GPRMC”幀中得到，對(duì)“ $GPRMC”幀格式做如下介紹： $GPRMC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12*13CRLF ? UTC（ Coordinated Universal Time）時(shí)間， HHMMSS（時(shí)分秒）格式； ? 定位狀態(tài)， A=有效定位， V=無效定位 ； ? Latitude，緯度 （度分）格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） ； ? 緯度半球 N（北半球）或 S（ 南半球） ； ? Longitude，經(jīng)度 （度分）格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） ； ? 經(jīng)度半球 E（東經(jīng)）或 W（西經(jīng)） ； ? 地面速率（ ～ 節(jié)， Knot，前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） ； ? 地面航向（ ～ 度，以 正 北為參考基準(zhǔn)，前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） ； ? UTC 日期， DDYYMM（日月年）格式 ； ? Magic Variation，磁偏角（ ～ 度，前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） ； ? Declination，磁偏角方向， E（東）或 W（西） ； ? Mode Indicator，模式指示（ 僅 NMEA0183 版本輸出， A=自主定位， D=差分， E=估算， N=數(shù)據(jù)無效） ； ? 校驗(yàn)和 [9]。 其串行 通信默認(rèn)參數(shù)為：波特率 =9600bps，數(shù)據(jù)位 =8bit，開始位 =1bit，停止位 =1bit，無奇偶校驗(yàn)。此協(xié)議能夠在不同的 GPS 設(shè)備中建立統(tǒng)一的RTCM 標(biāo)準(zhǔn)。 NMEA00183 在海用設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)格式基礎(chǔ)上增加了GPS 接收機(jī)輸出內(nèi)容。所以至少收到 4 顆衛(wèi)星的信號(hào)，才能推算出用戶的具體位置 [68]。 GPS 系統(tǒng)衛(wèi)星部分不停地發(fā)送導(dǎo)航電文，用戶將從導(dǎo)航電文中提取的衛(wèi)星時(shí)間與自己的時(shí)鐘作對(duì)比，便能夠得到與衛(wèi)星的距離，然后利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時(shí)的位置，從而便可得知用戶在大地坐標(biāo)系中的位置、速度等信息。 GPS 定位基本原理 GPS 系統(tǒng)定位的基本原理是以衛(wèi)星的瞬時(shí)位置為已知點(diǎn)，采用空間距離交會(huì)的技術(shù)來推算待測(cè)點(diǎn)的位置。 用戶設(shè)備的主要任務(wù)是接收 GPS 衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息及觀測(cè)量，并經(jīng)數(shù)據(jù)處理完成導(dǎo)航和定位工作。 3. 注入站 注入站的主要任務(wù)是往相應(yīng)的衛(wèi)星存儲(chǔ)系統(tǒng)中正確地注入衛(wèi)星星歷、鐘差、導(dǎo)航電文和其他控制指令，每顆衛(wèi)星每天進(jìn)行一次注入，全部過程都在主控站的控制下完成。站內(nèi)設(shè)有 GPS接收機(jī)、提供時(shí)間基準(zhǔn)的原子鐘、進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理的計(jì)算機(jī)和收集當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)的傳感器。 ● 當(dāng)有工作衛(wèi)星失效時(shí)，啟用備用衛(wèi)星代替 [45]。測(cè)出各監(jiān)測(cè)站及 GPS 衛(wèi)星與主控站的原子鐘差，將這些鐘差編入導(dǎo)航電文，并傳遞至注入站。除全面控制所有地面監(jiān)控部分外，其主要任務(wù)是： ● 根據(jù)本站與其他監(jiān)測(cè)站的全部觀測(cè)數(shù)據(jù)推演編制各衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘差和衛(wèi)星軌道等，并傳遞這些數(shù)據(jù)到注入站。 地 面監(jiān)控部分 GPS 的地面監(jiān)控部分目前主要由 1 個(gè)主控站、 5 個(gè)監(jiān)測(cè)站和 3 個(gè)注入站組成。每顆衛(wèi)星每天在地平線上的時(shí)間約為 5 個(gè)小時(shí)，隨時(shí)間和地點(diǎn)的變化位于地平線以上的衛(wèi)星數(shù)目也在改變，數(shù)目在 4～ 11顆之間變化。各軌道面相距 60度，相鄰軌道上的衛(wèi)星超前或滯后 30 度。衛(wèi)星的高度約為 20200 千米，運(yùn)行周期約為 12 小時(shí)。 GPS 用途 全球定位系統(tǒng)的主要用途： 1. 陸地應(yīng)用， 主要包括日常出行導(dǎo)航、車輛行駛狀態(tài)的監(jiān)控、應(yīng)急車輛的快速引導(dǎo)、大型建筑和煤氣田的沉降檢測(cè)、大氣物理觀測(cè)、工程建設(shè)的放樣測(cè)量等； 2. 海洋應(yīng)用，主要包括海洋救援的搜索、海底管道的鋪設(shè)測(cè)量、海底地形的精細(xì)測(cè)量、遠(yuǎn)洋船舶的最佳航線測(cè)定等； 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 3. 航空航天應(yīng)用，主要包括航空救援的搜索、民航飛機(jī)的在途自主導(dǎo)航、機(jī)載地球物理勘探、衛(wèi)星入軌和回收時(shí)的實(shí)時(shí)點(diǎn)位測(cè)量、低軌道通訊衛(wèi)星群的實(shí)時(shí)軌道測(cè)量等 [13]。而對(duì)于快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量，當(dāng)每個(gè)探測(cè)器距基準(zhǔn)站 15 公里之遙，探測(cè)器觀測(cè)時(shí)間僅為 1～ 2min。應(yīng)用后處理軟件分析具有原始數(shù)據(jù)輸出的接收機(jī)所采集的數(shù)據(jù)，則可獲得毫米級(jí)的定位精度。但使用差分碼或載波技術(shù)的 GPS 卡可以獲得低于 5m 的定位精度。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2 章 GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS 簡(jiǎn)介 GPS 特點(diǎn) 全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn)： 1. 全球、全天候定位 GPS 由 24 顆衛(wèi)星組成，且均勻覆蓋在地球外圍的軌道網(wǎng)上，繞行周期為 12 小時(shí)，確保全球任意地點(diǎn)任意時(shí)間至少能觀測(cè)到 4 顆 GPS 衛(wèi)星，這樣就能提供全球全天候的導(dǎo)航、定位等服務(wù)。 論文主要內(nèi)容 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在 GPS 和單片機(jī)的理論知識(shí)基礎(chǔ)上，選擇合適的單片機(jī)提取出 GPS 接收模塊接收的數(shù)據(jù)，并在液晶顯示模塊上顯示接收的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在市面上已經(jīng)有許多基于 GPS 接收模塊所開發(fā)的產(chǎn)品，如 GPS 手持機(jī)、車載 GPS 導(dǎo)航儀等，雖然其功能強(qiáng)大，但價(jià)格相對(duì)比較昂貴，而且對(duì)于普通應(yīng)用沒有必要。 由此可見， GPS 技術(shù)已經(jīng)延伸到各個(gè)領(lǐng)域的方方面面。由于 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)具有全天候、高精度和自動(dòng)測(cè)量的性能，其作為先進(jìn)的測(cè)量工具，已經(jīng)融入到了經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和人們的日常生活中。 GPS 是人類發(fā)明史上最具開創(chuàng)意義的科學(xué)技術(shù)之一，其憑借實(shí)時(shí)性、全球性、精確性等諸多優(yōu)越性能在眾多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)能夠確保任意時(shí)刻、任意地點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到 4 顆以上衛(wèi)星，通過衛(wèi)星采集到的經(jīng)緯度和高度，來實(shí)現(xiàn)定位、導(dǎo)航、授時(shí)等功能。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 課題背景及意義 GPS 從 1973 年開始籌建到 1995 年完全建成，歷時(shí) 22 年，從此人類進(jìn)入了以導(dǎo)航衛(wèi)星作為動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)的導(dǎo) 航定位新時(shí)代。經(jīng)過最后的調(diào)試，最終完成的簡(jiǎn)易接收機(jī)可以顯示經(jīng)緯度和時(shí)間。文中對(duì) STC89C5 NMEA0183 通訊協(xié)議、液晶顯示器 LCD12864 進(jìn)行了詳細(xì)論述，并設(shè)計(jì)了單片機(jī)與 GPS 接收模塊的接口電路以及單片機(jī)與液晶顯示器的接口電路。雖然是初步的嘗試，還有待改進(jìn)，但這是我經(jīng)多方研究后的成果。然而，縱觀國(guó)內(nèi)的 GPS 導(dǎo)航市場(chǎng)，成型的 GPS 產(chǎn)品價(jià)格各異，性能更是參差不齊，昂貴的費(fèi)用令消費(fèi)者望而卻步，因此研發(fā)一套價(jià)格適中的 GPS 產(chǎn)品一定會(huì)具有相當(dāng)廣闊的市場(chǎng)前景。你可以理解每天上下班都要提前一小時(shí)左右的時(shí)間去打車或開車嗎？你能夠想象在公路上堵車幾個(gè)小時(shí)是什么滋味嗎？其 實(shí)大家完全不必糾結(jié)于這種現(xiàn)狀， GPS 導(dǎo)航定位系統(tǒng)的問世徹底解決了人們外出的煩惱。 關(guān)鍵詞 ： GPS，單片機(jī)， LOLUX M87， 12864 液晶屏 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I Design of GPS positioning system based on singlechip puter ABSTRACT GPS is Global Positioning System in English. GPS technology has obtained extremely widespread application in military, munications, exploration, weather, navigation, geodesy, and many other fields. It promots a rapid development of science and technology and has enriched people39。分別從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)等方面對(duì)其做了詳細(xì)的闡述，并結(jié)合硬件的特點(diǎn)研究了 STC89C52 單片機(jī)如何與 GPS 接收模塊實(shí)現(xiàn)串行通信，該系統(tǒng)是根據(jù)GPS 模塊數(shù)據(jù)輸出基本原理設(shè)計(jì)而成的。本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了一 種成本低廉，操作簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)型 GPS 定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。因其具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點(diǎn)，作為先進(jìn)的測(cè)量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)國(guó)防建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的 GPS 導(dǎo)航裝置的設(shè)計(jì) 摘 要 GPS 是英文 Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱。 GPS 技術(shù)在軍事、通訊、勘探、氣象、導(dǎo)航、大地測(cè)量等眾多學(xué)科領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，也豐富了人們的科學(xué)文化生活。 本次設(shè)計(jì)采用 GPS 模塊（ M87），基于單片機(jī) STC89C52 來實(shí)現(xiàn) GPS 定位信息顯示系統(tǒng)。本方案基于 STC89C52 單片機(jī)， LOLUX M87， 12864 液晶顯示屏等硬件，應(yīng)用 C 語言進(jìn)行編程，可以完成 GPS 信息的提取，顯示時(shí)間、經(jīng)度、緯度等信息。這種設(shè)計(jì)精度高、體積小、攜帶方便，可以實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)定位導(dǎo)航。s scientific and cultural life. It has good performance, high precision, wide application characteristics. As advanced measuring method and the new productive forces, it has been integrated into the national economic construction of national defense construction and social development in various application fields. This design uses the GPS module (M87) to realize the GPS positioning information display system which is based on the microcontrollerSTC89C52. This design detailedly introduces a kind of low cost, simple operation, economical GPS positioning system design scheme. This scheme bases on STC89C52 , LOLUX M87, 12864 LCD screen and other hardware, and apply C language to programme. It can plete the GPS information extraction and display information such as time, longitude, and latitude. Respectively from the hardware design and software design, it has given a detailed elaboration. It bines the characteristics of the hardware to study how STC89C52 singlechip microputer implements serial munication with GPS receiving module. The system is designed based on the basic principle of GPS module data output. The design of high precision has small volume and was convenient to carry, and it can realize the allweather realtime positioning navigation. KEY WORDS： GPS， Single chip microputer， LOLUX M87， LCD12864 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 目 錄 第 1 章 緒論 ...................................................................................... 1 課題背景及意義 ................................................................... 1 論文主要內(nèi)容 ...........................