一種基于GPS的數據采集處理(lǐ)系統的研究設計 (1)

　　O 引言

　　GPS(Global Positioning System，全球衛星定位系統)以其高精(jīng)度、全天候、全天時的特點，在定位、導航、測距、授時遙感等領域廣泛應用(yòng)，并得到了快速的發展。設計一種基于嵌入式系統的GPS定位數據采集系統，根據GPS信号接收原理(lǐ)和嵌入式技(jì )術，該設計完成了基于單片機和計算機實現GPS數據的采集，并以良好的人機界面顯示出系統所處的經緯度、海拔高度、X，Y坐(zuò)标以及日期等信息，該系統已應用(yòng)于某外場的車(chē)載定位試驗中(zhōng)，代替了以前人工(gōng)記錄定位數據的煩瑣，提高了效率。

　　1 系統描述

　　本設計利用(yòng)TI的低功耗MSP430F149單片機的雙串行接口，一路将GPS接收模塊接收的定位信息數據傳送至單片機，由單片機對GPS定位信息中(zhōng)需要的信息進行采集、解析，最後将需要的信息發送至外接的液晶顯示其經、緯度、海拔高度和時間；同時将解析的數據經外部的串口轉USB接口電(diàn)路傳送至計算機，計算機将接收到的經緯度坐(zuò)标通過坐(zuò)标變換轉換成本地的高斯平面坐(zuò)标，并一同将經緯度、海拔高度、高斯平面坐(zuò)标值等顯示給用(yòng)戶，其整體(tǐ)系統框圖如圖1所示。

2 GPS數據格式類型及定位信息提取

　　GPS模塊上電(diàn)後，會每隔一定的時間返回一定格式的數據，其數據格式為(wèi)：“$信息類型，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x”，每幀的起始字符都是“$”，接着是信息類型，後面是定位參數，以逗号分(fēn)隔開。一幀完整的數據格式如下所示：

　　$GPRMC，080655．00，A，4546．40891，N，12639．65641，E，1．045，328．42，170809，，，A*60

　　以上幀數據表示的意義：其中(zhōng)信息類型GPRMC表示為(wèi)推薦最小(xiǎo)定位；080655．00表示當前時間為(wèi)08時06分(fēn)55秒(miǎo)；A表示有(yǒu)效定位；4546．4 0891表示緯度；N表示北緯；12639．65641表示經度；E表示東經；1．045表示速率，其單位為(wèi)節(海裏／h)；328．42表示航向，指的是偏離正北的角度；170809表示日期等，具(jù)體(tǐ)參數見文(wén)獻。除了GPRMC信息類型外，還有(yǒu)GPGGA信息類型，它裏面包括GPS定位信息，其中(zhōng)海拔參數即在此信息類型内，其他(tā)的信息類型可(kě)參考文(wén)獻。

　　設計中(zhōng)數據信息提取、解析是通過TI公(gōng)司的低功耗單片機MSP430F149完成，其方法首先通過搜尋ASCII碼“$”來判斷是否是一幀數據的開始，然後通過接收到的五個字符來判斷當前所接收到的信息類型，對幀的信息類型識别正确後，通過搜尋的“，”的個數來确定GPS模塊當前所接收到的是哪個定位參數，從中(zhōng)提取出需要的定位信息。本設計中(zhōng)僅解析GPRMC和GPGGA的信息中(zhōng)的經、緯度、海拔高度、時間信息等。