基于單片機的北斗衛星定位設計

董帥邦

?

基于單片機的北斗衛星定位設計

董帥邦

石河子大學機械電氣工程學院，新疆 石河子 832000

隨著科技的發展，人們生活水平日益提高，汽車日漸普及，隨之而來的定位服務也逐漸受人青睞。而個人野外探險的興起，也帶來了人員走失、遇難帶來的搜尋等問題。大面積的人員、飛機搜尋帶來的經濟壓力日漸增加，個人衛星定位可以很好地解決這個問題，減少不必要的開支。

北斗定位；單片機；衛星定位

北斗衛星導航定位系統，是中國自行研制開發的全球性無源三維衛星定位與通信系統，是除美國的GPS、俄羅斯的GLONASS之后第三個成熟的衛星導航系統。但相對于GPS的廣泛應用而言，與北斗系統相配套的終端還較少[1-3]。本文采用單片機開發一款北斗定位系統終端，用于處理和顯示必要的地理信息。終端設備可以實現基本北斗定位信息的接收、處理以及顯示，可以做到體積小、精度高、連續導航，并可廣泛應用于個人野外旅游探險、出租汽車定位及海上作業等領域。

終端搜索可用衛星與衛星信號同步，從導航電文中獲取計算位置所需的信息，這些信息應該包括時鐘信息和星歷等數據。根據定位原理，分析可用衛星的信息，計算最好的DOP（Dilution of Precision），進行選星，并計算和修正北斗接收機的位置，給出北斗接收機的三維坐標和準確的時間信息[4-6]。

單片機的北斗定位終端由AT89C52單片機控制模塊、帶中文字庫的LCD12864A模塊、國內體積最小的雙系統模塊CC50-BG組成。單片機控制模塊完成對來源于導航模塊的數據處理并實時顯示在屏幕上，以達到定位顯示的目的。

系統軟件流程部分在單片機的監視下完成。終端開機先進行液晶的初始化和串行口中斷初始化；導航模塊開始接收數據，并判斷與處理相關數據；單片機收到衛星數據后判斷數據的真實性，對數據進行處理， 并通過液晶屏幕讓使用者知道自己的具體坐標與當前時間。

計算機軟件的使用用英國Lab Center Electro nics公司出版的EDA工具軟件ISIS 7 Professional，軟件科技完成單片機的外圍電路的設計，可以完成其他軟件的仿真效果，是目前單片機的設計比較好的軟件，也是本文的主要使用軟件。數據處理和顯示部分借助仿真軟件來實現，在軟件中完成連接單片機模擬串口RXD、TXD以及與顯示模塊的連接，完成其他相關元器件的選擇。控制語言在Keil uVision 7中完成C語言到單片機可以使用的語言的轉化[7]。

衛星數據接收模塊的調試通過東方聯星公司開發的衛星導航后端處理軟件Super View，用戶可以通過軟件操作窗口，查看終端的工作狀態以及當前衛星狀況，可以主動對終端進行調試、配置。模塊CC50-BG具體完成對衛星數據的處理與加工。

單片機采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。這些使單片機可以判斷數據引導語言的正確性，并根據接收數據及對應的信息的ASCII進行翻譯、儲存、顯示。仿真運行可以在顯示屏上觀察到當前時間、日期、經緯度[8-10]。

本文給出了基于單片機最小系統完成對于北斗衛星數據的接收及處理并顯示的設計構想以及具體的制作方法，在借助各種相關軟件完成模塊仿真。在具體了解定位的基礎上完成CC50-BG衛星信號處理，通過單片機、外圍電路共同完成坐標的實時顯示。本文對于模塊的硬件、軟件設計進行了詳細的介紹，在計算機軟件的模擬中取得了預想目的，對于硬件設計、安裝以及最后的使用都取得了顯著的效果，為今后使用單片機完成其他工作提供可靠的設計構想及相關設計提供理論實踐依據。

[1]劉堯.基于北斗衛星定位信息接收與處理系統的實現[D].大連：大連海事大學，2012.

[2]胡偉，季曉衡.單片機C程序設計及應用實例[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[3]王寶平，余江鑫，陳衛強.北斗二代導航接收機的衛星導航系統設計[J].單片機與嵌入式系統應用，2013，13（7）：40-43.

[4]賀義方.基于北斗衛星導航系統的老年人戶外運動監護系統設計[D].武漢：武漢理工大學，2015.

[5]萬琪俊.基于北斗導航衛星移動定位系統研究與實現[D].廣州：華南理工大學，2013.

[6]陳恩東.基于北斗衛星導航系統的車輛管理軟件的設計與實現[D].成都：電子科技大學，2012.

[7]李晨，曾國強，譚成君，等.基于北斗衛星的野外跟蹤定位系統[J].中國新通信，2013（17）：125-127.

[8]農肖肖.基于北斗衛星導航系統的野外地質調查應急救援系統的設計與實現[J].地礦測繪，2015，31（4）：7-10.

[9]王幸之.AT89系列單片機原理與接口技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004.

[10]竇長江.北斗導航衛星應用產業化研究[J].全球定位系統，2006，31（5）：46-48.

Design of Beidou Satellite Based on Single Chip Microcomputer

Dong Shuaibang

Shihezi University School of Mechanical and Electrical Engineering, Xinjiang Shihezi 832000

With the development of science and technology, the improvement of people’s living standard, the popularization of automobile service has gradually been favored.The rise of personal adventure has also brought many problems, The search problem is really annoying, a large area of personnel, aircraft search brought about by increasing economic pressure, personal satellite positioning can be a good solution to this problem, reduce unnecessary expenses.

Beidou positioning; single chip; satellite positioning

TP277；TN967.1

A

1009-6434（2017）02-0143-02

董帥邦（1993—），男，漢族，新疆石河子市人，石河子大學機械電廠工程學院本科生。