一種低成本的GPS定位信息采集顯示系統

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(大連交通大學 電氣信息學院，大連 116028)

引 言

自1978年第一顆GPS試驗衛星升空以來，人類社會從此邁進了以衛星定位和導航的新時代[1]。與其他無線接收設備不同，GPS接收機定位精度高、可靠性強，不受天氣、時間等環境因素的干擾，在軍事、運輸、航空航天等眾多領域用途廣泛，影響深遠。但目前GPS接收機也存在著成本較高、不便攜等缺點，制約著其發展[2]。

本文針對上述情況，采用成本低廉的STC89C52芯片設計了一款低成本、手持式的GPS定位信息采集顯示系統。此系統采用U-BLOX公司的NEO-6M模塊接收GPS定位信息，并通過LCD12864液晶顯示模塊實現位置、速度等信息的顯示，同時輔以按鍵操作與LED指示燈信息提示，人機交互友好，在保證了定位精度的同時，降低了系統成本，具備很高的性價比等優勢。

1 系統工作原理與總體設計

1.1 GPS定位原理

GPS全球定位系統主要由衛星星座、地面監測和用戶設備三部分構成。其中衛星星座部分由繞地球軌道面的24顆衛星構成，主要負責向地面用戶設備發送定位信息；地面監測部分由監測站、主控站和注入站構成，主要負責向空間衛星發送指令，監控衛星的正常運轉；用戶設備部分則通過接收處理衛星的定位信息，并將其反饋給用戶[3]。其定位系統結構示意圖如圖1所示。

圖1 GPS全球定位系統結構示意圖

假設地面用戶設備在t時刻開始接收衛星星座部分的導航電文信息，則△ti(i=1,2,3,4)即為衛星1～衛星4導航電文信息到達地面用戶設備的時間，根據式(1)的4個方程式可解得地面用戶設備位置的經緯度信息[4]：