GPS_卫星定位系统原理图、芯片样图-以及防破坏注意事项

GPS_卫星定位系统原理图、芯片样图-以及防破坏注意事项 卫星定位芯片相对比较可靠，但要预防卫星定位高压电源的烧毁。如操作不当(浸水、短路、不当充电、剧烈震动)极可能造成定位模块供电电源的烧毁，烧毁后外表无变化、不影响手机其他任何功能，且需要专业检测设备检测才能 发现。故在使用前应作相应培训，应严防误操作发生～～ 基于JP7-T的GPS接收机和定位系统设计 0引言 作为导航领域内一种全新的技术，GPS全球定位系统主要利用卫星进行定位。GPS最初由美国政府机构控制使用，是目前世界上最为成熟和完好的全球卫星导航系统。它由30颗(4颗为备份星)在轨卫星组成。早期的GPS系统对民用信号的定位精度限制为100米左右，2000年后则取消这一限制。目前，GPS可以提供的民用信号定位精度为10米左右。GPS现可应用于多领域(如民用航空，车辆调度管理，深海海运等整个海陆空范围内的导航等)，特别是在目前的车载导航领域，GPS全球卫星定位技术更是具有广泛的应用。随着应用领域的日益扩大，中国卫星导航仪的市场规模已从2000年的不到10亿元增长到了2005年的120亿元。因此，对GPS进行研究和二次开发势在必行。 1 JP7-T型GPS OEM板的组成 本设计根据实际项目需要将所调研的几种GPS资料进行了比较权衡，最后选择了德国FALCOM公司生产的JP7-T(SIRF2)GPS模块。该模块有12个信道GPS接收模块、完整的温度补偿晶体振荡器、SiRF2型芯片一低功率芯片集、高级TIFF频率、3种不同供电模式、更小的体积、PIN脚与JP7-LP兼容并有记忆功能，同时内嵌Falcom记忆查询软件。利用此模块作为核心部分，笔者还设计了一块demo板进行测试。FAL-COM公司生产的JP7-T(SIRF2)GPS模块的内部信号流的处理过程如图1所示。 JP7-TX系列GPS定位系统采用的是L1信号频率(1575.42 MHz)。该模块可以分为四大块:RF信号下转换器、数字基带解调、嵌入式ARM微处理器和用于存储内置GPS软件的8MBit Flash存储器。其中前两者用于硬件电路处理，而ARM微处理器则可采用内置GPS软件来计算GPS的位置、速度、时间等。 系统中的射频部分用作GPS信号(通常是一130 dBm)的补偿和过滤，然后将其转换成中频信号并输出到信号处理部分。数字基带解调器的功能是载有量化了的GPS信号和检测卫星的串行比特流数据和伴随伪序列。这个过程通过扩展谱和信号多普勒频率部分的移动来获得串行数据。ARM微处理器用来监督信道的分配，并提取原始的卫星跟踪数据，同时在计算出位置和时间后，将其采用串行方式发送到高层应用部分。支持微处理器处理过程的硬件电路包括RTC和复位脉冲产生器电路。内置的GPS软件用来管理信道分配，并可采用卫星的伪序列来计算位置、速度和时间，并重定数据格式后输出到串行口或用于本地决策。 2 JP7-T GPS接收机的Demo板设计 在了解了JP7-T GPS模块的内部原理后，要知道是否适合产品的设计需要，还要再设计一块demo板来进行性能测试。Demo板的基本硬件设计框图如图2所示。 通过分析GPS模块的内部电路和引脚可知，其4、5引脚为第一组I,O口，分别是SDI1和SDO1，其中SDI1是主要的接收信道。用来接收GPS板的软件命令，SDO1是主要的传输信道，用来将导航数据传输到用户程序;6，7号引脚为第二组I,O口，分别是SDI2和SDO2;17号引脚是RF_IN，用于为GPS提供从天线接收到的信号;19号引脚用于为天线提供电源。其中SDI和SDO都是TTL电平，故在将其通过RS-232串口与PC机相连以进行测试前，必须将TTL标准信号转换成232标准信号才能与PC机进行通信，本设计采用MAX3232电平转换芯片，其转换电路如图3所示。鉴于GPS模块的频率和项目产品的设计需要，本设计选择了5米GPS车用磁性吸盘天线，其中心频率也是L1，它接收卫星定位信息的定位精度小于15米。 图4所示是基于JP7-T的最小启动电路而设计的GPS接收机电路。 图5给出了该电路的电源部分电路图。 3软件设计 本系统的软件部分主要完成对经纬度、UTC时间、GPS定位有效性、移动端速度的采集、解码和显示。本设计将WGS-84坐标的经纬度都转换成以度为单位，UTC时间转换为北京时间，并将速度的knop单位 h为单位。 转化为以km, 3.1 JP7-T的GPS数据格式 NMEA-0183 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 是美国国家海洋电子协会(NationaIMarineElectronlcsAssociation)制定的GPS接口协议标准。NMEA-0183协议中定义了若干代表不同含义的语句，每个语句实际上就是一个ASCII码串。这种码比较直观，易于识别和应用。其发送到计算机的数据主要由帧头、帧尾和帧内数据组成，根据数据帧的不同，帧头也不相同。帧头主要有"$GPGGA"、"$GPGSA"、"$GPGSV"以及"$GPRMC"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来标识一帧的结束。使用中不需要了解NMEA-0183通信协议的全部信息，仅需要从中挑选出需要的那部分定位数据即可，而将其余的信息忽略掉。 本项目中所使用的GPS导航数据可以在"$GPRMC"帧中获得，其帧格式如下: 格式中各字段的解释如下: (1)当前位置的格林尼治时间，格式为hh-mmss; (2)状态，A为有效位置，V为非有效接收警告，即当前天线视野上方的卫星个数少于3颗; (3)纬度，格式为ddmm.mmmm; (4)用于标明南北半球，N为北半球、S为南半球; (5)径度，格式为dddmm.mmmm; (6)用于标明东西半球，E为东半球、W为西半球; (7)地面上的速度，范围为0.0到999.9; (8)方位角，范围为000.0到359.9度; (9)日期，格式为ddmmyy; (10)地磁变化，从000.0到180.0度; (11)地磁变化方向，为E或W 3.2定位信息系统设计 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 JP7-T手册中提示该GPS的NMEA要使用的波特率为4800，所以，在软件中可以将串口波特率设置成4800定值。 (1)时间转换 GPS接收到的时间是UTC制时间，故应将它转换为北京时间。其核心算法为:hour+8;year+2000;设计时，如hour大于24，则dav+1，hour-24;接着根据月份和是否闰年来判断day处理后是否有相应月份要相继处理;然后根据处理后的月份判断年份是否要相继处理等等。需要注意的是:不要忘记判断平年和闰年。 (2) WGS-84经纬度单位转换 本设计选用的电子地图采用的是WGS84坐标系，而GPS测量得到的是WGS-84中的地心空间直角坐标系下的数据，所以，不用坐标转换。但由于GPS接收到的经纬度是以度和分为单位的，而我们日常生活中都是以度为计量单位，所以要进行单位转换。单位转换的算法(以纬度为例)是将接收到的纬度格式(ddmm.mmmm)除以100，以得到dd.mmmmmm，然后再调用modf函数分离出度和分，最后将分乘100并除以60，从而将分化成度。 (3)速度单位转换 本GPS获得的速度是以knot为单位的。而通常除了航海采用knot单位之外，陆空一般都是采用km,h为单位(1knot=1.8519 km,h)，所以，设计时还要将获得的速度乘以该单位转换参数。 本系统的软件设计 流程图 破产流程图 免费下载数据库流程图下载数据库流程图下载研究框架流程图下载流程图下载word 如图6所示。 3.3测试 软件编写完后，应先在PC机上用gcc编译，编译过程一般没有什么大问题。然后，可以将做好的GPS接收机通过串口接在PC机上进行软件和硬件的调试。本设计的GPS机经过连续几天运行都没有什么问题，非常稳定。但是，做这个demo板的最终目的是为设计一款基于ARM9处理器的手持机。所以，笔者又将该软件交叉编译。采用的编译器是3.3.2版本的arm-linux-gcc。为了验证测试板和软件在嵌入式系统下的可行性，笔者还将其与广州Friendly-arm生产的S3C2410实验箱相连并进行了测试。测试结果十分稳定，定位非常精确。 4结束语 设计本硬件和软件的主要目的是为一款手持导航仪的GPS选型作准备的。结果表明，选用该型号的GPS和本软件设计的系统十分稳定(定位快，热启动条件下首次定位只要8 s;冷启动时。首次定位时间也只要45 s，定位精度为10 m，是目前民用GPS中精度较高的了;而且可以在不影响功能的条件下设计出外观精美的产品。设计的软件可以将GPS定位信息通过GPS接收机完整接收，而且灵活性较大。如果换用其它坐标系的电子地图，则可以在描点前一步加坐标系转换模块。所处理的数据对于高层决策且有重要作用，可广泛用于导航、轨迹回放、中心车辆监控与调度等。