GPS的定位測(cè)向系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)

1 NMEA-0183協(xié)議

1.1 協(xié)議簡(jiǎn)介

NEMA協(xié)議是為了在不同的GPS導(dǎo)航設(shè)備中建立統(tǒng)一的RTCM(海事無(wú)線電技術(shù)委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)，由美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì)(The National Marine ElectronicsAssociation，NMEA)制定的。目前大部分的GPS接收設(shè)備都遵循這一標(biāo)準(zhǔn)。該接口協(xié)議定義了在波特率為19 200的串口數(shù)據(jù)總線上傳輸電信號(hào)的需求、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和時(shí)間以及詳細(xì)的語(yǔ)句格式。

1.2 NMEA-0183語(yǔ)句格式

NMEA-0183語(yǔ)句格式一般為：“$”為語(yǔ)句起始標(biāo)志；“，”為域分隔符；“*”為校驗(yàn)和識(shí)別符，其后面的兩位數(shù)為校驗(yàn)和；“CR>／LF>”為終止符，表示回車、換行。本文以GPGGA信息語(yǔ)句為例，進(jìn)行詳細(xì)分析。

GPGGA：Global Positioning System Fix Data(GGA)(GPS定位信息)

$GPGGA，1>，2>，3>，4>，5>，6>，7>，8>，9>，M，10>，M，11>，12>*hhCR>LF>

1>UTC時(shí)間(世界協(xié)調(diào)時(shí))，hhmmss(時(shí)分秒)；

2>緯度：格式為度度分分、分分分分(ddmm．mmmm，前面的0也將被傳輸)；

3>緯度半球N(北半球)或者S(南半球)；

4>經(jīng)度：格式為度度分分、分分分分(ddmm．mmmm，前面的0也將被傳輸)；

5>經(jīng)度半球E(東經(jīng))或W(西經(jīng))；

6>GPS狀態(tài)：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算；

7>正在使用解算位置的衛(wèi)星數(shù)量(00～12)(前面的0也將被傳輸)；

8>HDOP水平精度因子(0.5～99.9)；

9>海拔高度(-9 999.9 m～99 999.9 m)；

10>地球橢球面相對(duì)大地水準(zhǔn)面的高度；

11>差分時(shí)間(從最近一次接收到差分信號(hào)開(kāi)始的秒數(shù)，如果不是差分定位將為空)；

12>差分站ID號(hào)：0000～1023(前面的0也將被傳輸，如果不是差分定位將為空)。

2 MSComm控件的應(yīng)用及數(shù)據(jù)采集

2.1 端口設(shè)置

由于GPS串行通訊參數(shù)是固定的“波特率=19200；無(wú)奇偶校驗(yàn)；數(shù)據(jù)位=8；停止位=1”，在編程時(shí)直接設(shè)置串口通訊參數(shù)便可以了。

主要程序段為：NMEA協(xié)議設(shè)置 MSComml．Settings=“19200，n，8，1”。

2.2 數(shù)據(jù)采集

MSComm控件提供兩種處理通信的方式：事件驅(qū)動(dòng)方式和查詢方式

(1)事件驅(qū)動(dòng)方式

On Comm事件被用于捕獲Communications事件及錯(cuò)誤。因此可在MSComm控件的On Comm事件中加入處理函數(shù)，以便在文本框區(qū)實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)采集。

(2)查詢方式

查詢方式實(shí)質(zhì)上還是事件驅(qū)動(dòng)，在程序的每個(gè)關(guān)鍵功能之后，可以通過(guò)檢查CommEvent屬性的值來(lái)查詢事件和錯(cuò)誤。

本程序采用查詢式串口通訊，利用Timer控件，程序如下：

3 核心功能及其VB實(shí)現(xiàn)

軟件的核心部分主要是對(duì)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理以提取完整的語(yǔ)句信息，同時(shí)解析出測(cè)向所需的位置、時(shí)間以及航向信息。

3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

(1)預(yù)處理必要性。實(shí)際工作中，由于各種外界條件的影響接收機(jī)獲取的衛(wèi)星數(shù)據(jù)可能存在質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)采用查詢方式從串口提取數(shù)據(jù)也存在自身的限制性，比如：常常出現(xiàn)一條完整的語(yǔ)句(GPGGA／GPRMC語(yǔ)句等)在一次查詢中只接收了其中一部分的情況，我們需要對(duì)獲取的信息采用一些必要的預(yù)處理措施，以便于得到完整的語(yǔ)句信息進(jìn)行解析。