【正文】 消去大部分誤差，得到一個比較準確的位置。 GPS定位的基本原理 GPS定位技術的基本原理是采用測量學中通用的測距交會方法．GPS接收機在某一時刻接收到4 顆以上的GPS衛(wèi)星信號導航電文, 通過變頻、放大、 濾波等一系列處理過程,實現(xiàn)對GPS衛(wèi)星號的跟蹤、鎖定、測量,從而產生計算位置的數(shù)據(jù)信息(包括:緯度、經度、高度、速度、日期、時間、航向、衛(wèi)星狀況等),經由I/O口輸出串行數(shù)據(jù)． GPS接收機的定位流程 1．搜索可用衛(wèi)星，接收衛(wèi)星信號，與衛(wèi)星信號同步，提取導航電文信息；2．從導航電文中獲取計算位置所需的信息，這些信息應該包括時鐘信息和星歷等數(shù)據(jù)；3．計算衛(wèi)星的準確位置，這包括計算衛(wèi)星的高度和方位角，從而進行必要的對流層校正；4．計算偽距，并進行電離層校正等；5．重復上述過程，對所有可用衛(wèi)星進行相應的計算；6．進行其他必要的校正，例如根據(jù)衛(wèi)星信號到達GPS接收機的時間，校正地球旋轉所造成的衛(wèi)星位置的偏差；7．根據(jù)定位原理，計算出GPS接收機的初始位置，并將其轉換成所需的坐標格式進行顯示或輸出；8．加入閏秒和UTC（標準世界時）時間補償計算當前精確的時間；9．分析可用衛(wèi)星的信息，計算最好的DOP(Dilution of Precision)，進行選星，并計算和修正GPS接收機的位置，給出GPS接收機的三維坐標和準確的時間信息。前面的代碼只負責從串口接收數(shù)據(jù)并將其放置于緩存，在沒有進一步處理之前緩存中是一長串字節(jié)流，這些信息在沒有經過分類提取之前是無法加以利用的。同其他通訊協(xié)議類似，對GPS 進行信息提取必須首先明確其幀結構，然后才能根據(jù)其結構完成對各定位信息的提取。這些幀頭標識了后續(xù)幀內數(shù)據(jù)的組成結構，各幀均以回車符和換行符作為幀尾標識一幀的結束。如果情況特殊，需要從其他幀獲取數(shù)據(jù)，處理方法與之也是完全類 UBLOX4T模塊硬件介紹 UBLOX4T芯片實物圖原理圖中封裝圖及引腳標注UBLOX4T主芯片尺寸及引腳所有UBLOX4T產品上運行相同的GPS引擎。耗電量?UBLOX4T的優(yōu)化的連續(xù)供電模式下運行。天線?UBLOX4T接收機支持不同的技術和形狀的主動和被動天線。天線開路檢測離子可選的。?不同的感光度設置允許采集性能優(yōu)化解捷思銳的用戶要求訂做。導航S的性能/ GPS技術標準的GPS接收機提供最高的可靠性。GPS接收器的目的是在最大的覆蓋范圍要求的應用。航位推算接收機針對汽車應用，這需要結合精度高的覆蓋率達到100％。組態(tài)UBLOX4T接收機是高度可配置可編程接收器允許客戶配置和存儲固件升級到非易失性存儲器（Flash）?？梢宰鞒龈嗟呐渲猛ㄟ^在SerialPort和存儲到電池備份RAM。LEA和NEO模塊提供了一個集成的USB端口。他們代表了優(yōu)良的仲裁協(xié)議之間的低成本和高性能，這使得他們的理想選擇對于大多數(shù)應用程序。它們包括更精確的時基（TCXO）和額外的軟件，可提供高達10D B附加的敏感性，這允許這些具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中使用的接收機。他們來與TCXO晶體和一個特殊的固件，這是提供準確的時間信息，哪怕只是一星勒衛(wèi)星信號可用。 接收機介紹概述 UBLOX4T GPS模塊是一個自足的全球定位系統(tǒng)（GPS）接收器。3毫米（?120mil）和小尺寸的高度，使得GPS空間要求嚴格的應用的理想解決方案。 RF輸入可直接上針外，UBLOX4T GPS模塊的SMT焊，可以通過標準取放設備處理。小部分是射頻部分，較大的部分包含基帶。 ， MHz的中頻產生的數(shù)字。 本章小結 本章重點對全球定位系統(tǒng)進行了簡單而概括的介紹，其次就是對GPS接收模塊UBLOX4T進行了硬件方面的介紹。當P0口作為輸入/輸出口時，P0是一個8位準雙向口，內部有弱上拉電阻，無需外接上拉電阻。[0] 、ADC 輸入通道0 、獨立波特率發(fā)生器的時鐘輸出可通過設置WAKE_CLKO[2]位/BRTCLKO將該管腳配置為CLKOUT2 。當P2口作為輸入/輸出口時，P2是一個8位準雙向口。當直接使用外部時鐘源時，此引腳是外部時鐘源的輸入端XTAL2 內部時鐘電路反相放大器的輸出端，接外部晶振的另一端。VCC 電源正極Gnd 電源負極，接地 本章小結 本章重點對畢業(yè)設計中使用的單片機進行了詳細的介紹，其中詳細說明了要使用的主要功能和引腳。載頻頻率在 80650 MHz ， 862950MHz 范圍內，除標準產品以外，用戶可選訂制。FT55 型微功率 ISM 全波段無線通信模塊各種規(guī)格，均能 提供多個信道通信，可以滿足用戶在全世界各個國家和地區(qū)都能選用符合當?shù)責o線電通信管理要求的頻率點。半雙工無線通信 ， 實時收發(fā)通信。在視距情況下，天線高度 2 米，天線增益 3dBi,可靠傳輸離距 35 0 0m （ BER=103 / 96 00bps ）。提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應任何標準或非標準的用戶協(xié)議。7. 高抗干擾能力和低誤碼率。8. 提供三種用戶接口方式。9. 休眠功能。10. 高速無線通訊和大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。11. 智能數(shù)據(jù)控制，用戶無需編制多余的程序即使是半雙工通信，用戶也無需編制多余的程序，只要從接口收 / 發(fā)數(shù)據(jù)即可，其它如空中收 / 發(fā)轉換，網(wǎng)絡連接，控制等操作， FT55 型無線串口通信模塊能夠自動完成。采用單片射頻集成電路及高性能單片處理器 , 外圍電路少，可靠性高，故障率低 , 適合于嵌入式裝配。 FT55實物圖和電路圖 FT55實物圖FT55電路圖 FT55引腳說明 JP1 端口的定義及配置方法：序號1，電源地GND序號2，電源VCC，直流電源輸入序號3，UART串行數(shù)據(jù)接收端RXD/TTL，串口1接收端序號4，UART串行數(shù)據(jù)發(fā)射端TXD/TTL，串口1發(fā)射端序號5，信號地SGND，可與電源地相連序號6，RS485的A/RS232的TX，A(TX)，串口2發(fā)射端/RS485A序號7，RS485的B/RS232的RX，B(RX)，串口2接收端/RS485B序號8，休眠控制SLP，低電平休眠序號9，復位控制RESET，低電平有效，時間不小于10usFT55 的有一組 5 位的短路跳線組 (JP2), 分別定義為 ABCDE ，跳線開路 ( 不插短路器 )為1跳線短路(插入短路器)為0 ，則跳線組的定義如下：序號A，設置控制，A=0，為設置狀態(tài)，A=1，為通信狀態(tài)序號B，速率選擇序號C，速率選擇，BC=00，為1200bps；BC=10，為2400bps；BC=01，為4800Bit/s，BC=11，為9600Bit/s序號D，串口2選擇，D=0。D=1；COM2為RS485序號E,校驗位，E=0,8N1。一般有兩個方面，第一選擇天線類型；第二選擇天線的電氣性能。因此，用戶在選擇天線時最好向廠家聯(lián)系咨詢， FT55 要求的天線阻抗為 50 歐姆。本設計中只是眾多從電臺中的一個，因此實驗中需要外接一個主臺接收從臺發(fā)送的數(shù)據(jù)。接下來是UBLOX4T模塊，由于GPS信號用單片機的COM2串口，,COM2串行數(shù)據(jù)發(fā)射端相連，,COM2串行數(shù)據(jù)接收端相連。以上是引腳說明，電路基本原理介紹。當船體放炮是產生震源，此時船體會采集此地的地理信息。本設計通過外置GPS接收機采集此點的GPS信號，在通過集成UBLOX4T的GPS采集模塊轉換為單片機可以接受的信號，通過COM2口傳輸給單片機。當GPS數(shù)據(jù)傳輸給單片機后，在單片機內部通過定時器0延時600MS后由COM2串口發(fā)送給COM1串口，因為COM1與FT55無線電臺相連，所以GPS信號就可以通過電臺發(fā)送給主電臺了。這就用到了TMDA技術。以上即基本工作原理。由于船舶上需要多個采集點，但是信號同時采集又不能同時通過電臺發(fā)送給主臺，所以就需要在信號處理的延時時間上加以控制，所以在單片機內部就需要加以不同的延時控制數(shù)據(jù)通過COM1口輸出給FT55無線電臺模塊。 系統(tǒng)硬件實物圖 主臺和兩個從臺硬件圖焊板后面接線 本章小結 本章重點介紹系統(tǒng)硬件設計，模塊集成，各個引腳連線設計，以及實物布局設計。每個串行口由2個數(shù)據(jù)緩沖器、一個移位寄存器‘一個串行控制寄存器和一個波特率發(fā)生器等組成。發(fā)送緩沖器只能寫入而不能讀出，接收緩沖器只能讀出而不能寫入，因此兩個緩沖器可以共用一個地址碼。串行口1的兩個緩沖器統(tǒng)稱串行通信特殊功能寄存器SBUF。 STC12C5A60S2系列單片機的兩個串行口都有4種工作方式，其中兩種方式的波特率是可變的，另外兩種是固定的，以供不同應用場合選用。一幀數(shù)據(jù)包含一個起始位(0)，8個數(shù)據(jù)位(低位在先)，和一個停止位(1)。波特率由獨立波特率發(fā)生器BRT的溢出率決定。一幀數(shù)據(jù)包含一個起始位(0)，8個數(shù)據(jù)位(低位在先)，一個可編程的第9位，和一個停止位(1)。波特率可編程為系統(tǒng)時鐘頻率：Fosc /32或者Fosc / 64，串口2工作在模式2和串口1工作在模式2是相同的。一幀數(shù)據(jù)包含一個起始位(0)，8個數(shù)據(jù)位(低位在先)，一個可編程的第9位，和一個停止位(1)。串口1波特率在模式3 = ( 2SMOD/ 32 ) x BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 當SMOD = 0時，串口1波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32， 當SMOD = 1時，串口1波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16， BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當BRTx12 = 0時， BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當BRTx12 = 1時串口1模式0： 串行數(shù)據(jù)通過RxD/,TxD/，發(fā)送接收的是八位數(shù)據(jù),低位在先,波特率固定在Fosc / 12, 忽略波特率發(fā)生器 串口1波特率在模式0 = Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 / 12串口1模式1： 10位數(shù)據(jù)通過TxD/，通過RxD/。接收時，停止位進入特殊功能寄存器SCON的RB8位。串口1波特率在模式1 = ( 2SMOD/ 32 ) x BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 當SMOD = 0時，串口2波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32， 當SMOD = 1時，串口2波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16， BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當BRTx12 = 0時， BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當BRTx12 = 1時串口1模式2： 11位數(shù)據(jù)通過TxD/，通過RxD/。發(fā)送時，第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能寄存器SCON，第9位進入特殊功能寄存器SCON的RB8位。串口1波特率在模式2 = ( 2SMOD/ 64 ) x Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 當SMOD = 0時，串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 / 64 當SMOD = 1時，串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時鐘頻率 / 32串口1模式3：波特率是可變的，其它和模式2相同11位數(shù)據(jù)通過TxD/，通過RxD/。發(fā)送時，第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能寄存器SCON的，第9位進入特殊功能寄存器SCON的RB8位。,使用獨立波特率發(fā)生器寄存器和相應的位： BRT獨立波特率發(fā)生器寄存器,BRTx12位，SMOD位，讓BRTR位為1，BRT獨立波特率發(fā)生器寄存器就立即開始計數(shù)。COM1串口用到的主要程序///////功能:串口COM1初始化,波特率9600，方式2 T0方波/////////void Uart1Init(){ SCON=0X50。 //定時器1 定時方式2 T0 is mode 1 TH1=0xfd。 PCON|=0x00。 //啟動定時器REN=1。 //開串口中斷EA = 1。 TI=0。 while(TI==0)。 ES=1。 if (RI) { RI=0。 Uart1SendByte(uc)。 pIn=pIn +1。 }} 串口2介紹 串口2模式0： 串行數(shù)據(jù)通過RxD2/(RxD2/)接收,TxD2/(TxD2/)輸出同步移位時鐘，發(fā)送接收的是8位數(shù)據(jù),低位在先，波特率固定在Fosc / 12, 忽略波特率發(fā)生器，串口2的模式0操作和串口1的模式0 操作方式相同。一禎數(shù)據(jù)包含一個起始位(0)，8個數(shù)據(jù)位，和一個停止位(1)。波特率由獨立波特率發(fā)生器BRT的溢出率決定。一禎數(shù)據(jù)包含一個起始位(0)，8個數(shù)據(jù)位，一個可編程的第9位，和一個停止位(1)。波特率可編程為系統(tǒng)時鐘頻率：Fosc / 32或者Fosc / 64，串口2工作在模式2和串口1工作在模式2是相同的。一禎數(shù)據(jù)包含一個起始位(0)，8個數(shù)據(jù)位，一個可編程的第9位，和一個停止位(1)。串口2波特率在模式3 = ( 2S2SMOD/ 32 ) x BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 當S2SMOD = 0時，串口2波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32， 當S2SMOD = 1時，串口2波特率 = BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16， BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當BRTx12 = 0時， BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當BRTx12 = 1時用戶在程序中如何具體使用串口2，S2CON寄存器中的S2SM0和S2SM1兩位決定了串口2的4種工作模式。，及打開中斷相應