基于GPS数据采集系统的设计

史晓影

（渭南师范学院 物理与电气工程学院，陕西 渭南 714000）

随着科技的发展，移动技术的不断成熟，定位导航开辟了一个重要的新兴市场。GPS（Global Positioning System）以其高精度、全天候、全天时的特点[1]，在定位、导航、测距等领域被广泛应用，具有测量精度高、速度快、用户数量不限、抗干扰能力强等优点[2]。不仅用于军事领域，还广泛用于工农业生产、交通运输、野外探险等领域。本系统实现的数据采集精确度较高：采集到的位置可以控制在2 m范围之内，接收数据并处理的时间小于2 s，在精确度和实时性上要优于其他数据采 集系统[3－10]。

1 GPS数据采集系统的设计

硬件系统中主要由主控制器、液晶显示模块和GPS射频前端，数据传输单元组成，如图1所示。

图1 系统框图Fig.1 System block diagram

GPS信号通过天线接收值射频前端模块，在射频芯片中实现A/D转换，将模拟中频信号转化为数字信号通过串口传入单片机，单片机接收的数据信息经过时差，坐标处理等操作，在通过LCD显示出来。

2 GPS数据采集系统的设计及实现

2.1 GPS语句的输出格式

GPS－OEM板采用NMEA－0183通信格式，可以输出多种句型，均以“＄”开头。其语句格式如表1所示。

表1 NMEA-0183语句格式Tab.1 NMEA-0183 statement format

输出的语句按串口通信协议：1位开始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验。输出数据采用的是ASCⅡ码字符，内容包含了纬度、经度、速度、日期、航向及卫星状况等信息。语句达十余种，其中定位语句＄GPRMC其结构为：

＄GPRMC，＜1＞，＜2＞，＜3＞，＜4＞，＜5＞，＜6＞，＜7＞，＜8＞，＜9＞，＜10＞，＜11＞*hh＜CR＞＜LF＞

其中：

“GP”—交谈识别符；

“RMC”—语句识别符；

“*”—校验和识别符；

“hh”—为校验和，其代表了“$”和“*”之间所有字符的按位异或值（不包括这两个字符）。……