NMEA0183GPS定位信息显示系统方案设计.docx

中　文 摘 要
GPＳ定位系统在人们的日常生活中已被广泛使用，已然成为人们生活中的重要组成部分。因其具有定位精度高、价格低廉、适用性强等特点，在许多领域都占有主导地位。本次设计将介绍一种简易GＰS***显示系统,GPＳ模块采用ublox公司旗下的NEO-６M模块，同时主控MCU采用５１单片机STC８9C5２,显示屏幕采用常见的LCD-12864液晶屏,通过对单片机串口接收到的ＧPS数据包进行解析并显示在12864液晶上，实现实时地理位置信息的采集与显示。同时采用电池供电以实现体积小巧、携带方便。
关键词：GＰＳ定位；SＴＣ８９Ｃ５２　NＥO－6M;LＣD-128６4;
第一章 绪论
课题背景及意义
ＧＰS全球卫星导航系统在军事，商用，民用上都具有广阔的领域，现在应用GPS的产品已经随处可见,比如常见的汽车导航仪,GPS测距测亩仪，GPS定位追踪搜救系统等等，虽然这些功能都比较强大,但差不多都是应用在特定的领域，结合其他的功能模块一起设计使用的，而且仪器价格高,而且对于需要简单定位功能来说没有必要那么复杂。所以在这种情况下,本次设计的定位显示系统满基本的ＧPS的定位系统的需求。
课题研究的目标和任务　
本次设计的主要任务是通过单片机与GPS模块进行通信,解析出NEMA－0183语句并提取需要的经纬度、时间日期在１2８6４液晶上进行显示。在此次设计过程中，主要熟悉所选用的GＰS接收模块的性能指标，接收并解析它所输出的数据包，用C语言编写相关单片机控制和解析程序，并在液晶显示
器成功的显示相关的信息。
第二章 GPS定位信息显示系统方案设计
全球ＧPS卫星导航系统系统简介
GPS卫星到现在为止已经设计了三代，第一代为实验卫星，一共发射了１1颗卫星，设计的寿命是5年,现在已经停止工作了。第二代称之为工作卫星,一共发射了2８颗，，从1９8９年开始发射到1９94年上半年发射完成。第三代卫星尚在设计中计划20颗，用来取代第二代提高并改善***系统。GPS***系统给民用开放的定位精度是1０米,对外提供了地精度的卫星信号,如果发生战争将随时关闭对某个地区的服务。
欧盟Gaｌｉｌe卫星导航计划,该系统由30颗高轨道卫星组成,卫星将给用户提供精准的定位时间和误差不超过１米的定位精度，面对的困难:“Galiｌe系统”的开发成本高达3０亿欧元，还有美国政府的极力反对也推迟了“伽利略”计划的进行。
俄罗斯GLONASS:与GＰS导航系统类似是俄罗斯以空间为基础的无线电导航系统，于２0世纪70年代开始启动 GＬOＮＡSS计划，1９96年完成2４颗卫星的布局，卫星具备完全工作能力,不过由于经济原因现在天空中的GLONＡＳS卫星仅为8颗。
中国北斗系统:我国的北斗是是自主研发独立运行的全球卫星导航系统，在２003年完成了区域导航的测试系统，然后开始构建全球范围的北斗卫星导航系统,在20１2年开始为亚太大部分地区提供服务,并计划在2020年搭建完成全球卫星导
航系统。北斗卫星的特点为快速定位、简短通信、实时导航、等，目前主要的优势用于军事的通讯、集团用户的调度和派遣。
2．2 GPS接收机的组成及其工作原理
ＧPS接收机的重要组成部分为：天线(带前置放大器)、信号处理器(用于信号的识别和处理）、微处理器(用于接收机的控制,数据采集和导航的计算）、用户信息传输、精密振荡器(产生标准频率)、电源组成。
天线的基本作用就是采集信号，把采集到的信号的能量转化为电流值,但这个电流值是很小的需要进行放大,放大后在变成频率用来对卫星进行跟踪。
接收机的工作原理：当GPＳ卫星在用户视界升起时,接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星，并能够跟踪这些卫星的运行；对所接收到的ＧPS信号,具有变换、放大和处理的功能,以便测量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间,解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。GPＳ信号接收机不仅需要功能较强的机内软件,而且需要一个多功能的GＰS数据测后处理软件包。接收机加处理软件包,才是完整的GPS信号用户设备。
　ＧＰS接收方案的选取
要想接收并显示GPS定位信息，首先要接收GPS发送的数据包。在接收GＰS数据上有两种选择方案：
第一：自己购买GPS芯片,GPS芯片是模块的核心部分，可以根据GPS芯片技术手册设计外围电路,并制作PCＢ板，这种方案的优点是可以自己动手亲自实践,并可以学****到电路设计、天线接收等方面的知识，增强动手的能力，但这种方案的缺点也是很明显的,手工焊接不了，需要贴片机焊接,而且电路做的不好阻抗不匹配很容易影响GPS信号的接收质量,成功率低，费用比较