GPS模块设计报告Word文件下载.docx

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目前GPS单片机定位精度优于10m,若采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。

(3)功能多、应用广:

GPS不仅在测量、导航、测速、测时等方面体现出其便捷和快速,而且在其他方面也得到广泛的应用。

GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用。

1.2 GPS定位系统课程设计

(1)设计要求:

设计一个GPS模组,将模组产生的数据传输到单片机,通过单片机处理,用128*64液晶显示器进行显示。

(2)设计目的:

提高学生动手操作能力和单子产品设计思维,增加学生对GPS模组——单片机系统的了解,进一步认识全球定位系统,理解gps参数表示,从而掌握《gps定位技术与应用》这门课程。

(3)设计思维:

由老师带领大家了解gps定位技术,根据老师提供或者网上查找的资料解读gps定位原理。

最后四人一组,明确分工,做好硬件设计、硬件测试、软件调试、设计报告编著等。

任务分工

小组采用四人一组的形式,本组成员分别为:

18_范儒兵、16_贺威、24_朱钦鹏、28_蒋志伟

项目

硬件设计

硬件测试

软件调试

设计报告编著

负责人

基于单片机的GPS定位原理

3.1原理图

原理图分为单片机最小系统和gps模组,显示MAX232N与单片机系统的接口

单片机最小控制系统

GPS模组

液晶显示模块与接口

3.2GPS的组成

Gps由gps卫星星座(空间部分)、地面监控系统(地面控制部分)和gps信号接收机(用户设备部分)三部分组成。

3.3GPS定位数据处理

将模组与单片机系统连接,模组的TXD、RXD与单片机的TXD、RSD引脚连接,模组将接收的定位数据传输到单片机上,经过单片机处理,再由液晶显示器显示。

注:

必须保证单片机的TXD、RSD引脚上不挂有除GPS模组以外的任何器件;

模组的供电电压为3.3-5V之间,电压不得超过5V,或者源地反接,避免烧坏模组;

串口为TTL电平,波特率4800,数据位8,停止位1,校验位:

None。

3.4NMEA0183语句参考读数

GPSNMEA0183标准语句

$GPGGAﻫ例:

$GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,,0000*1Fﻫ字段0:

$GPGGA,语句ID,表明该语句为GlobalPositioningSystemFixData(GGA)GPS定位信息ﻫ字段1:

UTC时间,hhmmss.sss,时分秒格式ﻫ字段2:

纬度ddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)

字段3:

纬度N(北纬)或S(南纬)

字段4:

经度dddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)ﻫ字段5:

经度E(东经)或W(西经)

字段6:

GPS状态,0=未定位,1=非差分定位,2=差分定位,3=无效PPS,6=正在估算

字段7:

正在使用的卫星数量(00-12)(前导位数不足则补0)

字段8:

HDOP水平精度因子(0.5-99.9)ﻫ字段9:

海拔高度(-9999.9-99999.9)

字段10:

地球椭球面相对大地水准面的高度ﻫ字段11:

差分时间(从最近一次接收到差分信号开始的秒数,如果不是差分定位将为空)ﻫ字段12:

差分站ID号0000-1023(前导位数不足则补0,如果不是差分定位将为空)ﻫ字段13:

校验值

$GPGLLﻫ例:

$GPGLL,4250.5589,S,14718.5084,E,092204.999,A*2Dﻫ字段0:

$GPGLL,语句ID,表明该语句为GeographicPosition(GLL)地理定位信息ﻫ字段1:

纬度ddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)ﻫ字段2:

纬度N(北纬)或S(南纬)ﻫ字段3:

经度dddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)ﻫ字段4:

经度E(东经)或W(西经)ﻫ字段5:

UTC时间,hhmmss.sss格式ﻫ字段6:

状态,A=定位,V=未定位ﻫ字段7:

ﻫ$GPGSAﻫ例:

$GPGSA,A,3,01,20,19,13,,,,,,,,,40.4,24.4,32.2*0Aﻫ字段0:

$GPGSA,语句ID,表明该语句为GPSDOPandActiveSatellites(GSA)当前卫星信息

字段1:

定位模式,A=自动2D/3D,M=手动2D/3D

字段2:

定位类型,1=未定位,2=2D定位,3=3D定位ﻫ字段3:

PRN码(伪随机噪声码),第1信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)

字段4:

PRN码(伪随机噪声码),第2信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)

字段5:

PRN码(伪随机噪声码),第3信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)

字段6:

PRN码(伪随机噪声码),第4信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)ﻫ字段7:

PRN码(伪随机噪声码),第5信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)

PRN码(伪随机噪声码),第6信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)

字段9:

PRN码(伪随机噪声码),第7信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)ﻫ字段10:

PRN码(伪随机噪声码),第8信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)

字段11:

PRN码(伪随机噪声码),第9信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)

字段12:

PRN码(伪随机噪声码),第10信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)ﻫ字段13:

PRN码(伪随机噪声码),第11信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)ﻫ字段14:

PRN码(伪随机噪声码),第12信道正在使用的卫星PRN码编号(00)(前导位数不足则补0)

字段15:

PDOP综合位置精度因子(0.5 - 99.9)

字段16:

HDOP水平精度因子(0.5- 99.9)ﻫ字段17:

VDOP垂直精度因子(0.5-99.9)

字段18:

校验值ﻫ

$GPGSV

例:

$GPGSV,3,1,10,20,78,331,45,01,59,235,47,22,41,069,,13,32,252,45*70

字段0:

$GPGSV,语句ID,表明该语句为GPSSatellitesinView(GSV)可见卫星信息

字段1:

本次GSV语句的总数目(1-3)ﻫ字段2:

本条GSV语句是本次GSV语句的第几条(1- 3)

字段3:

当前可见卫星总数(00-12)(前导位数不足则补0)

字段4:

PRN码(伪随机噪声码)(01-32)(前导位数不足则补0)ﻫ字段5:

卫星仰角(00-90)度(前导位数不足则补0)

卫星方位角(00-359)度(前导位数不足则补0)ﻫ字段7:

信噪比(00-99)dbHzﻫ字段8:

PRN码(伪随机噪声码)(01- 32)(前导位数不足则补0)

字段9:

卫星仰角(00 -90)度(前导位数不足则补0)ﻫ字段10:

卫星方位角(00- 359)度(前导位数不足则补0)ﻫ字段11:

信噪比(00-99)dbHzﻫ字段12:

PRN 码(伪随机噪声码)(01-32)(前导位数不足则补0)ﻫ字段13:

卫星仰角(00-90)度(前导位数不足则补0)ﻫ字段14:

卫星方位角(00- 359)度(前导位数不足则补0)ﻫ字段15:

信噪比(00-99)dbHz

字段16:

$GPRMCﻫ例:

$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50

字段0:

$GPRMC,语句ID,表明该语句为RecommendedMinimumSpecificGPS/TRANSITData(RMC)推荐最小定位信息

字段1:

UTC时间,hhmmss.sss格式ﻫ字段2:

状态,A=定位,V=未定位

纬度ddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)ﻫ字段4:

纬度N(北纬)或S(南纬)ﻫ字段5:

经度dddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)

经度E(东经)或W(西经)ﻫ字段7:

速度,节,Knots

字段8:

方位角,度ﻫ字段9:

UTC日期,DDMMYY格式ﻫ字段10:

磁偏角,(000-180)度(前导位数不足则补0)ﻫ字段11:

磁偏角方向,E=东W=西

字段16:

$GPVTG

例:

$GPVTG,89.68,T,,M,0.00,N,0.0,K*5F

$GPVTG,语句ID,表明该语句为TrackMadeGoodandGroundSpeed(VTG)地面速度信息ﻫ字段1:

运动角度,000- 359,(前导位数不足则补0)

字段2:

T=真北参照系

运动角度,000- 359,(前导位数不足则补0)

M=磁北参照系ﻫ字段5:

水平运动速度(0.00)(前导位数不足则补0)

字段6:

N=节,Knots

水平运动速度(0.00)(前导位数不足则补0)ﻫ字段8:

K=公里/时,km/h

Dataandtime(ZDA)时间和日期信息

$GPZDA,<

1>

<2>

<

3>

<4>

5>

*hh<

CR>

<

LF>

ﻫ<

UTC时间,hhmmss(时分秒)格式

2>

 UTC日期,日ﻫ<3> UTC日期,月

4>UTC日期,年<

5>

时区

Datum (DTM)大地坐标系信息

$GPDTM,<

4>,<5>

,<

6>

<7>

8>*hh<CR><

本地坐标系代码 W84

坐标系子代码 空

3>纬度偏移量ﻫ<

4>

纬度半球N(北半球)或S(南半球)ﻫ<5>经度偏移量ﻫ<

经度半球E(东经)或W(西经)

7>

高度偏移量ﻫ<

8>坐标系代码W84

GARMIN定义的语句

1、EstimatedError Information(PGRME)估计误差信息

$PGRME,<

M,<

2>

,M,<

M*hh<

CR><

LF>

<1>

HPE(水平估计误差),0.0~999.9米ﻫ<2> VPE(垂直估计误差),0.0~999.9米ﻫ<

EPE(位置估计误差),0.0~999.9米

2、 GPSFixD

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