基于MSPF单片机的GPS土地测量仪设计.doc

基于MSP430F5529单片机的GPS土地测量仪设计周奇凡,钟志大,王艳艳(杭州电子科技大学,浙江杭州)摘要:随着城市化进程的加快,土地规划的节奏日益加速,传统的面积测量方法越来越凸显其不足,在快速、实时等方面不能很好的满足要求。本文针对这一现状,结合GPS技术和嵌入式技术的研究成果,研究并开发符合我国国情的高性能、便携式的智能土地面积测量仪。关键词:土地面积测量;嵌入式;GPS;不规则面积;中图分类号:TN401文献标识码:B文章编号:在土地规划的过程中,面积是一个关键的数据。现在多数采用米尺、凭经验进行测量面积,而且对于不规则图形无法测量出其准确面积。基于此情况,本小组设计了基于MSP430F5529单片机的手持土地面积测量系统,采用WeBee的GPS传感器测量并记录经纬度信息;采用矢量计算面积的方法,将所获取的经纬度信息经过微处理器处理后获取面积;随着全球定位系统的日趋成熟,GPS全球***系统能够提供实时的经度、纬度、高程等导航和定位信息。本文基于MSP430F5529,提出利用GPS能每秒采集一个地理位置信息的特点,将其输入到相应的微处理器中,通过矢量面积算法可计算出所测土地的面积。在本项目的研究过程中,由周奇凡担任组长并负责项目软硬件的架构构建及程序的主要编写工作和论文的编写。组员钟志大参与了土地面积算法及GPS模块的协议的研究。组员王艳艳参与了GPS模块的焊接和单片机主页的界面设计。面积测量系统(一)面积测量系统的组成输出LED显示屏串口输入GPS模块单片机扩展按键控制输入(1)三级标题(左起空两格)(二)高斯投影从GPS语句中得到的经纬度数据是基于大地坐标系的位置数据,(L,B),高斯平面直角坐标记为(x,y),则可以用式(1)表示。从赤道开始到任意纬度的平行圈之间的弧长投影是高斯投影的关键步骤,采用积分法可以保证弧长投影的精度。弧长投影公式为本系统使用以下公式进行高斯投影。本系统初步使用简易版的经纬度——平面坐标的转换:对于两个点,在纬度相等的情况下:,距离相差约1米;,距离相差约10米;,距离相差约100米;,距离相差约1000米;,距离相差约10000米。对于两个点,在经度相等的情况下:,;,距离相差约11米;,距离相差约111米;,距离相差约1113米;,距离相差约11132米。(三)解析法计算面积本系统使用坐标解析法计算面积,该算法计算精度高,(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3),…,(Xn,Yn)、(Xn+1,Yn+1),其中,Xn+1=X1,Yn+1=Y1。组成多边形的点按逆时针排列,则该多边形的面积为: (四)GPS串口解析(1)GPS模块串口数据GPS模块在定位后会输出含有各项定位信息的NMEA语句,其中包括经纬度信息,例如串口输出内容:$GPGGA,,,N,,E,1,5,,,M,,M,,*6E$GPGLL,,N,12