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1、GPS数据采集分析基于GPS数据采集系统的设计时间：2012-08-0209:58:50来源：现代电子技术作者：史晓影关键字：GPS数据釆集系统摘要：为了设计高精度、全天候、全天时的数据采集系统，采用了GPS技术实现通信，信息采用NMEA-0183格式，单片机接收GPS输岀的时间和定位信息后，将信息调整为我国的标准，并将调整后的经度、纬度、海拔高度和时间等信息通过液晶终端显示。最终实现了GPS数据采集及转换等工作，为事故定位、搜查救援等工作提供了技术依据。关键词：GPS数据釆集；定位；数据处理；单片机随着科技的发展，移动技
2、术的不断成熟，定位导航开辟了一个重要的新兴市场。GPS(GlobalPositioningSystem)以其高精度、全天候、全天时的特点，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。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2m范围之内，接收数据并处理的时间小于2s,存精确度和实时性上要优于其他数据采集系统。1GPS数据采集系统的设计硬件系统中主要由主控制器、液品显示模块和CPS対频前端，数据传输
3、单元组成，如图1所示。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，将模拟屮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。2GPS数据采集系统的设计及实现2.1GPS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。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
4、达十余种，其屮定位语句$GPRMC其结构为：$GPRMC,<l>；・<2>,<3>；・<4>,<5>；・<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<ll>*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）。$GPRMC语句数据区的内容为：1）定位点的协调世界时间（
5、UTC）,hhmmssf时分秒）格式；2）定位状态，A二有效定位，V二无效定位；3）定位点纬度，ddmm・mmrnmm（度分）格式；4）纬度半球，N（北半球）或S（南半球）；5）定位点经度，dddmm.度分）格式；6）经度半球，E陈经咸W（西经）；刀地面速度，000.0节〜999.9节；8）地面航向，000.0度-359.9度;9）UTC日期，ddmmyy（日月年）格式；10）磁偏角，000.0度〜180度；口）磁偏角方向,E陈）或W（西）。2.2GPS数据接收利用单片机的串行接口接收GPS传送过来的数据，其硬件原理如图2
6、所示，GPS的接口及单片机串口均采用TTL电平传输数据，所以GPS接口引脚4和3可直接与单片机的TXD和RXD引脚相连，无需电平转换，硬件电路图如图2所示。GPS模块输出的是数据流，每秒钟更新一次数据。必须要用单片机对其输出的数据流中的数据进行提取，以方便用户直接读取。首先打开串口中断服务子程序，开始接收数据，判断其是否有符号，然后根据逗号的个数进行判断数据的类型，然后分别存储时间、经度、纬度、日期等信号，若接收到“”则接收结束。用C语言编程，其程序如下：在PC机上接收的GPRMC语句信息如下:$GPRMC,10332
7、0,A,4350.95221,N,12524.06042,E,000・0,000.0,130507,009.1,W*50这是一条GPS定位数据信息语句，涵义是UTC时间为10时33分20秒，位置在北纬43度50.9522分，东经125度24・0604分，移动速度为0,移动范围为0,日期为2007年5月13日，地磁变化为9.10,地磁变化方向为西，校验和为50H。根据接收的信息用单片机进行相应的处理，就可以得到所需的信息了，信息处理过程见3节。3对接收信息的处理数据的处理主要包括两个方面：1)时间的处理直接从卫星接收到的时间
8、信息是UTC时间(格林尼治时间)，需要处理成北京时间。要变成北京时间需要加上8个小时，如果超过24小时，则减去24小时后，才是北京时间。时间转换处理程序如下：2)定位的处理GPS接受的经度、纬度等信息采用的是美国的84坐标系统，需要转换成我国的54坐标系统。为便于描述设如下几个参量：大地坐标・(B,L,
