GPS应用开发设计文档.doc

一：GPS 模块应用 ? GPS（全球定位系统）接受硬件上已经模块化，这里主要基于我使用过的u-blox TIM GPS（以下简称TimGPS)来介绍。 TimGPS模块如图（几乎是1:1比例）： 此模块提供和GPS卫星通信的功能，对外提供FFC20接口，可以给它增加电源，接口板，串口模块，使之可以通过串口和计算机连接。 如何开发串口程序在本文中不再介绍，无论在windows/linux下开发串口串口程序都是很简单的事情。 ? TimGPS对外提供标准NMEA协议和厂家自己的SiRF二进制协议。 1.1 NMEA(National Marine Electronics Association) 0183协议 NMEA 0183是一种航海、海运方面有关于数字信号传递的标准，此标准定义了电子信号所需要的传输协议，传输数据时间。这个协议是文本格式的。大致如下 Start Sequence Payload Checksum End Sequence 消息头 ? 消息体,具体数据和NMEA消息字相关，数据之间用逗号(,)间隔。 2243.4976,N,11414.7289,E,091828.819,A ? 校验码，格式为*[16进制数]如*2C 回车换行 4 ? 协议头，格式为输出：$GPxxx,xxx为输出消息字如GLL.输入：$PSRFMID为输入消息字. 1.1.1NMEA协议输出和输入消息 NMEA协议有以下输出消息 消息字 内容 GGA 时间，位置，定位数据 GLL 经纬度,UTC格式时间，位置和状态数据 GSA 接收机模式和卫星工作数据,包括位置和水平/竖直稀释精度等。稀释精度（Dilution of Precision）是个地理定位术语.一个接收器可以在同一时间得到许多颗卫星定位信息，但在精密定位上，只要四颗卫星讯号即已足够了 GSV 接收机能接收到的卫星信息，包括卫星ID，海拔，方位角，信噪比等 MSS 信号比(SNR),信号强度，频率，比特率 RMC 日期，时间，位置，方向，速度数据。是最常用的一个消息 VTG 相对地面的方向和速度数据 ZDA 时间和日期数据。 ? 和地理信息密切的相关的消息如下，各消息之间包含的信息字段有出入也有重复，在一轮消息循环里，各消息相同的字段中包含相同的地理数据。可以综合多个消息，来获取完整的数据。 　 日期 时间 纬度 经度 海拔 定位状态 卫星数 地面速度 方向角 GGA 　 √ √ √ √ √ √ 　 　 GLL 　 √ √ √ 　 √ 　 　 　 RMC √ √ √ √ 　 √ 　 √ √ VTG 　 　 　 　 　 　 　 √ √ ZDA √ √ 　 　 　 　 　 　 　 ? 以下为u-lox厂商扩充的输出消息 PSRF150 OK-to-send指令，在节电模式中表示进入工作状态 ? PSRF161 硬件状态报告 ? 工作在NMEA模式时，TimGPS可以有以下输入消息.输入消息一般是用于控制GPS的运行的。 消息字 内容 100 设置串口参数和协议 101 XYZ导航坐标初始化。输入参数按 WGS84坐标系确定 102 设置DGPS端口 103 设置或查询数据输出频率。可以设置每个NMEA消息的是否输出和输出频率 104 输入当前经纬度和海拔来初始化模块 105 开发调试数据开关 106 (u-blox)可以改变大地基准坐标系，默认是WGS-84坐标系 107 (u-blox)配置节电模式 108 (u-blox)进入下载模式，更新Flash MSK 设置MSK信号接收机参数 ? 每个协议的具体格式，可以到网上下载具体的NMEA协议。 最好将所有的消息输出速率设置为相同的（使用输入指令103），或者根据具体情况打开或关闭一些不不需要的消息。 消息里各字段的格式都不复杂，以下几个稍微注意： ?????????? 经纬度的表示法为ddmm.mmmm和方向指示，以纬度举例：当纬度为9730.765,方向指示为N,则表示为北半球的97度30.765分.有的地理信息组件使用经纬度的时候不用度分秒表示法，而是用浮点数表示法，那么97度30.765分就约等于97.5（97+30.765/60）度。 ?????????? 方向角以正北向为0度，正东向为90度，也就是顺时针方向从0度增加到359度 ?????????? 校验码为一个消息包（包括消息头和体）里每个ASCII字符的值依次进行异或得到，算法(c++代码)如下 ???? unsigned char CheckSum(string s) ???? { ???????? unsigned char c = 0; ???????? for(int o=1;oS.SIZE();