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第1章 绪论
全球定位系统(Global Positioning System 简称GPS)是美国第二代卫星导航系统.它是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,GPS能提供全天候,连续,实时高精度导航参数,实现三维定位,并可提供精确的时间信息.GPS系统由空间部分,地面监控部分和地面接收机部分组成.GPS定位技术的基本原理是利用测距交会定位的方法.用户接收机接收到卫星发播的信号并利用本机产生的伪随机噪声码取得距离观测量和导航电文;根据导航电文提供的卫星位置和钟差改正信息计算接收机的位置.由于GPS具有全球覆盖以及精度高,定位速度快,实时性好,抗干扰能力强等特点.近年来GPS在在国内外得到广泛的应用,在各个领域发挥了极大的作用,已成为信息时代不可缺少的一部分.
目前市场上的大部分GPS接受模块都是通过RS232串口与MCU进行数据传输的.这些数据包括经度,纬度,海拔高度,时间,卫星使用情况等基本信息.开发人员再依据这些基本数据,进行数据处理来完成整套的定位系统软件.
GPRMC主要是报告接收机的经纬度,航速和航向信息,但没有高度值.
本次课程设计就是C语言编写一个级于DSP的GPRMC定位数据提取程序,然后进行调试和硬件仿真的过程.要实现定位信息的提取和显示,首先要实现定位信息的传输,即通过相应的接口实现GPS 接收机与PC机之间的通信.本次课设所实现的是,通过天线接收GPS卫星信号,并进行相应处理产生定位信息,再通过串口(RS 232)输出.GPS通讯协议较多,本课设采用应用最为广泛的NMEA—0183协议.在此协议中包括了"$GPGGA","$GPGSA","$ GPGSV"和"$ GPRMC"等格式,而我使用的是以最简格式"$ GPRMC"语句进行设计.
第2章 课设内容
2.1 GPS通信的NEMA协议
GPS全球定位系统卞要有三大组成部分,即空间星座部分,地而监控部分和用户设备部分.其中 GPS空间星座部分,地面临控部分均为美国所控制,GPS的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成.用户通过用户设备接收(}PS卫星信号,经信号处理而获得用户位置速度等信息,最终实现利用GPS进行导航和定位的目的.日前许多GPS厂商遵循NEMA0183协议开发出许多学航型GPS产品.
大多数GPS接收机都能输出符合NEMA0183标准的ASCII码形式的数据信息,NEMA0183通信标准格式是关国国家海洋局电子协会制定的,语句达数十种之多,各种数据句型均以"$"开头,数据主要由帧头,帧尾和帧内数据组成.根据数据帧的不同,帧头也不相同,主要有:
$GPGGA( GGA-Global Positioning System Fix Data);
$GPGLL( Geographic; Position-Latitude/ Longitude);
$GPGSA(GPS DOP and active satellites);
$GPGSV(Statellites in view);
$GPRMC(Recommended Minimun Navigation Information);
$GPVTG(Track made good and Ground speed)
等.这些帧头标识了后续帧内数据的组成结构,各帧均以回车符和换行符

作为帧尾标识一帧的结束,帧内数据之间以逗号隔开.输出的句型可以根据用户需要进行选择.
我们不需要了解NEMA 0183通信协议的全部信息,仅需要从中挑选出所需的那部分定位数据.通常的情况下,我们所关心的定位数据如经纬度,速度,时间等均可以从SGPRMC帧中获取得到.
2.2 GPRMC的基本原理
GPRMC为帧头,标识后续帧内数据组成结构;161022为UTC标准时间,格式为"hh/mm/ss";
A表示数据有效,如为V则表示可跟踪卫星小于3颗;
28.443546为纬度值,格式为"ddmm.mmmm";如N表示北纬,为S则表示南纬;
115.518844为经度值,格式为"dddmm. mmmm";如E表示东经,为W则表示西经;
0.0表示速度;
110.4表示方位角,从000.0°～359.9°;
061820为UTC标准日期,格式为"yy/mm/dd";
2.3表示地磁变化,从000.O°～180.0°;

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