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1、目 录摘要.ABSTRACT.目录.第一章 绪论1.1 全球定位系统概述1.2 手持机介绍1.3 GPS-OEM模块1.4 GPS检测系统1.5 研究的内容及安排1.5.1 研究设计的内容1.5.2 设计方法及安排第二章 系统整体方案设计 2.1 设计语言 2.2 FORMVIEW设计2.3 用户操作版块设计2.4 收信版块设计2.5 GPS基本定位数据显示版块设计2.6 绘图版块设计2.6.1 信噪比条形图版块设计2.6.2 卫星方位图版块设计第三章 NMEA0183协议 3.1 信号循环 3.2 $GPGGA 3.3 $GPGSA 3.4 $GPRMC 3.5 $GPGSV第四章 GPS-
2、OEM模块卫星收信测试软件设计 4.1 MSComm控件 4.2 添加控件 4.3 串口编程设计 4.3.1 收信软件设计 4.3.2 信号显示软件设计第五章 GPS-OEM模块卫星定位测试软件设计 5.1 GPS-OEM模块卫星定位数据显示版块组成 5.2 语句判别软件设计 5.3 GGA语句数据提取软件设计 5.4 GSA语句数据提取软件设计 5.5 RMC语句数据提取软件设计第六章 GPS-OEM模块卫星信噪比测试软件设计 6.1 GSV语句之星号及信噪比数据提取软件设计 6.2 文本显示软件设计 6.3 信噪比条形图软件设计第七章 GPS-OEM模块卫星方位图测试软件设计 7.1 GS
3、V语句之星号、仰角及旋角数据提取软件设计 7.2 圆及文本显示软件设计 7.3 卫星方位图软件设计第八章 GPS-OEM模块测试系统界面用户操作版块设计 8.1 串口选择设计 8.2 波特率选择设计 8.3 打开GPS按钮设计 8.4 关闭GPS按钮设计 8.5 暂停按钮设计 8.6 清除按钮设计 8.7 保存按钮设计 8.8 回放按钮设计第九章 总结与展望参考文献附录致谢第一章 绪论1.1 全球定位系统概述全球定位系统是美国国防部为了军事目的而建立的全球性的卫星导航定位系统。它是有史以来美国仅次于“星球大战”、“阿波罗登月”的第三大航天项目。整个GPS系统由三个主要部分组成1-2：（1）空间
4、部分；（2）地面控制部分；（3）用户设备部分。GPS卫星系统由24颗分布均匀的卫星组成，这些卫星分布在6个轨道平面上，卫星的高度大约2万公里，每颗GPS卫星都装有精密的原子钟，并且有接受地面控制信息和向用户发射卫星星历和测距信号的功能，GPS卫星发射的卫星信号十分复杂，其中包含粗码（C/A码）和精码（P码）。地面控制部分是GPS卫星工作的控制系统，它由检测战、主控站、地面注入站和辅助通讯系统等五部分组成，其主要功能是监控GPS卫星，调整偏离轨道的卫星回到正确的位置，向GPS卫星注入卫星星历信息等。用户设备部分主要指各种各样的GPS卫星接收机。GPS接收机依靠接收GPS卫星发射的卫星信号（其中包
5、括卫星星历信息、GPS时间信息、载波相位信息和码信息等）来确定地面点的三维坐标。基于军事目的的GPS系统在该系统刚刚建立时就引起了各方面的关注。在系统还没有完全建成时就已经有许多民用部分利用该系统进行导航和定位。现在该系统已经广泛地应用在航海、航空、地质、测绘、交通、通讯、能源、保安、邮电等各个行业3。近几年来的时间证明，GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位和定时的多功能系统，它已经发展成为多领域（陆地、海洋、航空、航天）多模式（GPS、DGPS、RGPS、LADGPS、WADGPS、WWDGPS等）、多用途（在途导航、精密定位、卫星定轨、灾害监测、资源调查、工程建设、市政规
6、划、海洋开发、交通管制等）、多机型（测地型、全站型、授时型、车载型、船载型、星载型、弹载型等）的高新技术国际性产业4。随着科学技术和经济的发展，GPS将会得到空前的发展5。现有的卫星定位系统除了美国的GPS以外，还有 俄罗斯的GLONASS 等系统;欧洲拟建的”伽利略系统”将是世界上第一个完全向民用开放的全球性卫星定位系统；中国的北斗卫星导航定位系统由2000 年、2003 年发射的3 颗”北斗”卫星组成,作为一个区域性的定位系统,仅能满足当前陆、海、空运输导航定位的需求,在覆盖范围及用户数量等方面受到一定的限制。1.2 手持机介绍GPS手持机是利用GPS基本原理设计而成的体积小巧、携带方便、
7、能够独立使用的全天候实时定位导航设备。性能良好的手持机必备的条件是:灵敏度高，存贮量大，外部接口齐全。GPS手持机按用途可分为陆用型、空用型和海用型。陆用型一般没有内置地图，主要利用航路点记录，选择相应航路点可自动生成路线。内置天线使得机型小巧，它是应用最广的GPS设备;空用型提供全球空域图和地域图，灵敏度极高，适用于在高速行进的飞机中定位;海用型内置全球海图，超大屏幕，提供可固定在船体上的配套支架和天线。目前普通消费类GPS手持机的价格较高，从几千元到上万元不等，它们基本上都有12个并行通道和数据功能，有些甚至能与计算机通信，可以上传/下载GPS信息，并且使用精确的地图软件，在PC的屏幕上进
8、行实时位置跟踪或自动导航。美国的GARMIN (高明)公司是世界上生产GPS产品的专业厂家，在GPS定位导航领域一直走在世界最前列4151目前有多种手持产品，它生产的GPS手持机的销量居世界第一。据了解国内目前尚无手持机生产厂家，大多是代理国外的产品或对国外产品进行软件汉化。GPS信号接收机在人们生活中的应用，将是一个难以用数字预测的广阔天地，手持式的GPS接收机，将成为旅游者的忠实导游。有人预言，GPS将改变我们的生活方式。今后，所有运载器都将依赖于GPS。GPS就像移动电话、计算机互联网一样将对人们的生活产生巨大的影响。 GPS接收机基本结构1.3 GPS-OEMGPS-OEM是英文Glo
9、bal Position SystemOriginal Equipment Manufacturer的缩写。由于本次设计是对GPS-OEM作检测，所以进行一些简要介绍。GPS-OEM简言之，就是能接收卫星信号的设备。目前生产的GPS-OEM具有定位迅速，授时精度高，体积小、重量轻，重捕获能力强，功耗低等特点。GPS-OEM的主要技术指标有如下：1.接收通道2.跟踪卫星数3.接收频率4.接收灵敏度5.输出协议6.数据更新率7.同步脉冲8.差分输入9.实时定位精度10.差分后精度11.首次定位时间12.重捕获时间13.环境要求14.电源电压一般GPS-OEM提供基于NMEA-0183版本2.0标准
10、的软件接口。GPS-OEM输出的秒脉冲与GPS卫星的铯钟同步，其精度达几十纳秒。目前GPS-OEM已商品化，与晶体钟相比，句有价格低、精度高的优点，因此，应用前景广阔。1.4 GPS检测系统GPS检测系统就是对GPS-OEM模块收到的信号进行检测以及一系列的处理，包括原始信号的显示，定位信息的提取以及对重要定位参数数据的处理。数据处理这方面又包含文本数据显示和绘图显示。1.5 研究的内容及安排1.5.1 研究设计的内容本次要研究设计的内容就是制作一款GPS-OEM模块测试系统，简言之就是一款GPS检测系统。该系统要具有基本的系统功能，要能接收到卫星信号、基本定位数据显示、信噪比图以及卫星方位图
11、。另外该系统的主要功能是实时检测，一般的GPS-OEM模块测试系统无数据存储功能，本次设计还另外研究了如何让系统具有数据存储功能。1.5.2 设计日程安排2006年12月2007年1月完成外文翻译以及文献综述2007年3月5号2007年3月20号毕业设计开题，熟悉设计工具方法，总体方案设计2007年3月21号2007年3月底做开题交流准备，根据交流意见修改设计方案2007年4月1号2007年4月10号做出整体设计框架，进行初步编程2007年4月11号2007年4月20号进一步修改完善编程2007年4月21号2007年4月底测试软件系统初步成型2007年5月7号2007年5月20号进行软件调试，
12、修改并解决测试系统出现的问题2007年5月21号2007年5月底撰写论文，参与软硬件联调2007年6月整理论文，准备毕业答辩第二章 系统整体方案设计2.1 系统设计语言设计一款GPS-OEM模块测试软件就涉及到编程，编程则涉及到编程语言。C+保持了C的简洁、高效和接近汇编语言等特点，对C的类型系统进行了改革和扩充，因此C+比C更安全，C+的编译系统能检查出更多的类型错误。由于C+与C保持兼容，这就使许多C代码不经修改就可以为C+所用，用C编写的众多库函数和使用软件可以用于C+。C+既支持面向过程的程序设计，又支持面向对象的程序设计。由于本人以前学过C+及C+的特点，决定本次设计采用C+语言。采
13、用Microsoft Visual C+6.0进行编程设计。2.2 FORMVIEW设计首先启动运行Microsoft Visual C+6.0，新建一个MFC AppWizard（exe），工程名为gpstest，然后在MFC应用程序向导的步骤1里的应用程序类型选择为单文档，其他步骤都为默认选项，直到最后个步骤基类选择CFormView类（如图2-1）。等向导几个步骤结束时，就会出现一个工作空间，如图2-2。位于中间的那个方框上面写着“TODO：在这个对话框里设置表格控制。”的就是FORM，ID为IDD_GPSTEST_FORM。正如所写的就是在上面设置对话控制来实现一系列的功能，比如在上面设置控件，然后写入代码等等。鉴于本次设计的内容，决定把该FORM界面分为用户操作版块、收信版块、文本数据显示版块和绘图版块。以下几节讲述这些内容。 图2-1 MFC应用程序向导步骤第6步 图2-2 gpstest工程工作空间2.3 用户操作版块设计用户操作版块就是给用户拿来操作控制整个对话框用的。在该版块设计一些基本的操作按钮和组合框选项。
