|
1 引 言 全球定位系統(tǒng)(GPS)是20世紀(jì)70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，其目的是為美國軍方提供實時精確的定位、導(dǎo)航和授時等服務(wù)。通常GPS系統(tǒng)由3個部份組成：空間部分：包括24顆GPS衛(wèi)星；地面控制部分：對GPS衛(wèi)星實施監(jiān)控；用戶部分：接收來自GPS衛(wèi)星的定位等信息，通常包括天線和接收機等設(shè)備。GPS系統(tǒng)在進行定位時，必須要確定用戶所在的位置(包括x，y，z三個坐標(biāo))，同時還要考慮到衛(wèi)星時鐘與接收機時鐘之間的誤差t，要解算4個未知量必須建立4個方程，通常可以通過測量衛(wèi)星與-用戶之間的偽距，來建立相應(yīng)的方程，因此需要同時觀測4顆衛(wèi)星，才能實現(xiàn)精確定位。隨著時代發(fā)展，GPS系統(tǒng)不再局限于美國軍方，已被廣泛應(yīng)用于社會生活的各個方面，從大地測繪到車輛導(dǎo)航都能找到其身影。鑒于衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在民用和軍事領(lǐng)域的重要意義，我國也建立了相應(yīng)的“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”，但目前我國應(yīng)用最為廣泛的還是GPS系統(tǒng)。本文針對GPS系統(tǒng)，介紹了定位信息在GPS接收機與PC機之間的傳輸和提取方法。 2 定位信息的格式 要實現(xiàn)定位信息的提取和顯示，首先要實現(xiàn)定位信息的傳輸，即通過相應(yīng)的接口實現(xiàn)GPS接收機與PC機之間的通信。本文介紹的接收機采用SiRF Technology公司的GPS接收芯片，通過天線接收GPS衛(wèi)星信號，并進行相應(yīng)處理產(chǎn)生定位信息，再通過串口(RS 232)輸出。GPS通訊協(xié)議較多，本文采用應(yīng)用最為廣泛的NMEA—0183協(xié)議。在此協(xié)議中包括了“$GPGGA”、“$GPGSA”、“$GPGSV”和“$GPRMC”等格式，本文以最簡格式“$GPRMC”語句為例介紹協(xié)議中各數(shù)據(jù)段的含義。例如：$GPRMC，161022．A，3212．875，N，11893．578，E，O．O，11O．4，140406，2．3，W，A*302。 在此列中各數(shù)據(jù)段通過逗號分開，其中： $GPRMC為幀頭，標(biāo)識后續(xù)幀內(nèi)數(shù)據(jù)組成結(jié)構(gòu)；161022為UTC標(biāo)準(zhǔn)時間，格式為“hh／mm／ss”；A表示數(shù)據(jù)有效，如為V則表示可跟蹤衛(wèi)星小于3顆；3212．875為緯度值，格式為“ddmm．mmmm”；N表示北緯，如為S則表示南緯；11893．578為經(jīng)度值，格式為“dddmm．mmmm”；E表示東經(jīng)，如為W則表示西經(jīng)；0．0表示速度；110．4表示方位角，從000．0°～359．9°；140406為UTC標(biāo)準(zhǔn)日期，格式為“mm／dd／yy”；2．3表示地磁變化，從000．O°～180．0°；W表示地磁變化方向，包括w或E； 在這些數(shù)據(jù)中，本文主要關(guān)心的是地理坐標(biāo)和時間，即緯度、經(jīng)度和UTC日期、時間。 3 定位信息的傳輸和提取 定位信息的傳輸，即GPS接收機與PC機之間的通信，通常采用串口來實現(xiàn)。本文中采用VB提供的MSComm控件來編寫串口程序達(dá)到通信的目的。MSComm控件被廣泛用來實現(xiàn)串口通信，對于他的介紹這里不再贅述。在本文中實現(xiàn)具體的串口通信時，必須對MSComm控件的相關(guān)屬性進行設(shè)置。在默認(rèn)設(shè)置基礎(chǔ)上需要進行更改的設(shè)置包括下面3個部分： (1)考慮到GPS串口通信采用固定的參數(shù)，因此要將MSComm控件中的Settings屬性設(shè)置為“4800，N，8，1”，即波特率為4 800 b／s，無奇偶校驗位，數(shù)據(jù)位為8，停止位為1。 (2)根據(jù)所采用的接收機的不同，還需對MSComm控件中的inputMode屬性進行設(shè)置，本文中采用“comInputMode Text”方式。 (3)根據(jù)所選擇的串口將MSComm控件中的Commport屬性設(shè)置為相應(yīng)的串口號，本文中為“1”。 定位信息的提取，包括2個部分： (1)從“$GPRMC”數(shù)據(jù)列中提取經(jīng)緯度等信息； (2)將這些信息在文本框內(nèi)顯示。這一工作可以在MSComm控件中的OnComm事件中通過編程具體實現(xiàn)。流程圖如圖1所示。 部分代碼如下: 首先，將緩存中的“$GPRMC”格式的定位信息賦給字符串變量“GPRMC”，根據(jù)前面介紹過的“$GPRMC”的格式，通過相應(yīng)的語句從變量“GPRMC”中提取出所需的緯度、經(jīng)度、速度和時間日期等信息，并賦給相應(yīng)的變量。需要注意的是，在提取時間信息時需要將UTC時間轉(zhuǎn)換為北京時間，并對24進行模運算，以確保時間的準(zhǔn)確。然后，將提取出來的定位信息在預(yù)先設(shè)計的文本框中顯示出來。通過這些步驟即完成定位信息的提取工作，具體的效果如圖2所示。 4 結(jié)語 本文介紹了一種使用VB實現(xiàn)GPS定位信息提取的方法，具有簡單、實用的特點。通過這一方法可以實現(xiàn)GPS接收機和PC機之間的數(shù)據(jù)通信，并能將所需的定位信息直觀地在相應(yīng)窗口顯示出來。 |
