基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究.doc

1、 摘要本设计结合单片机技术和GPS定位技术，简略的介绍了GPS基本概念，GPS系统的组成，讨论了绝对定位原理及其应用，最后提出了基于AT89S52单片机的GPS独立定位设备的概念，逐步讲解了软硬件的设计思路和步骤。设计提出以S3310B作为GPS接受芯片，AT89S52单片机处理数据，LCD1602液晶显示以及独立电源模块实现的一种入门级的GPS定位系统的硬件电路实现方案。本设计能够让学过单片机的人都了解GPS，而且有能力自己动手去做一个GPS定位系统。关键词：单片机；串口通信；GPS；液晶The Global Position System Design Based on AT89S52Fa

2、n Yan(College of Physics Science and Information Engineering,Jishou University,Jishou,Hunan 416000)AbstractAbstractAbstractThis text combines microcontroller technology and GPS technology and introduced GPS basic concept, also discusses constituting of GPS system. Absolute it fixed position principl

3、e and put forward a concept which is AT89S52 as the core of the most simplest independent GPS device. The most important is that I have explained in detail design way of thinking and step of soft hardware. At the same time, this text raised a design project of GPS system, which used S3310B as receiv

4、ing chip of GPS, MCU processing data , LCD shows data and Independent power. In the end, this design can let people who learned GPS for the first time, to understand GPS and to do a GPS by himself.Keyword: MCU; the serial communication; GPS; LCD目录第一章 绪论11.1 GPS背景11.2 GPS定位的坐标系统与时间系统的概述11.2.1 坐标系统11.

5、2.2 时间系统1第二章 GPS定位系统的组成32.1 卫星星座部分32.1.1 卫星星座的构成32.1.2 GPS卫星及其功能42.2 地面监测部分42.2.1 监测站42.2.2 主控站42.2.3 注入站52.3 用户设备部分5第三章 GPS绝对定位原理6第四章 GPS接收模块S3310B的结构84.1 S3310B接收模块的介绍84.1.1 S3310B的特性：84.1.2 S3310B的主要应用：8第五章 GPS导航电文的数据格式105.1 语法格式105.2 协议类型105.2.1 信息源105.2.2 查询105.2.3 属性115.3 常用协议类型解释：115.3.1 GPGG

6、A11第六章 系统设计思想126.1 系统的总体设计126.2 硬件电路设计126.2.1 S3310B的硬件连接电路的设计126.2.2 单片机最小系统以及液晶显示电路的设计13第七章 系统软件设计方案147.1 软件设计的功能模块147.1.1 系统初始化模块147.1.2 信号接收模块147.1.3 信号处理显示模块157.2 NMEA数据处理中的注意事项157.2.1 通讯端口的设置157.2.2 所需信息的正确提取157.2.3 检验和的计算与比较167.3 程序流程图16第八章 系统测试198.1 某个时刻测出的数据分析198.2 对1天的数据分析198.3 结论20第九章 总结2

7、1参考文献22 III2基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 绪论第一章 绪论1.1 GPS背景为了满足军事及民用部门对连续实时三维导航的需求，1973年12月美国国防部批准研制新一代卫星导航系统，即目前的“授时与测距导航/全球定位系统”（Navigation Satellite Timing and Ranging / Global Positioning System，NAVSTAR/GPS），通常称之为全球定位系统（GPS）。GPS主要应用在大地测量，工程测量，航空摄影测量，科学研究等领域。此外，在军事部门、能源交通部门、城市建设与管理部门以及农业气象等部门和行业也都展开了GPS

8、技术的研究和应用。1.2 GPS定位的坐标系统与时间系统的概述 1.2.1 坐标系统GPS定位是通过安置于地球表面的GPS接收机同时接受4颗以上的GPS卫星信号，从而测定地面点的位置。GPS定位常采用空间直角坐标系，一般取地球质心为坐标系的原点。空间直角坐标系用位置矢量在3个坐标轴上的投影参数(x,y,z）表示空间点的位置。采用空间直角坐标系，可以方便地通过平移和旋转从一个坐标系转换到另一个坐标系。完全定义一个空间直角坐标系，需要确定：坐标原点的位置；3个坐标轴的指向；长度单位。根据选择的参数不同，除空间直角坐标系外，还有其他形式的坐标系，如球面坐标系、大地坐标系等。但他们在使用是式等价的，即

9、不管采用哪一种坐标系，一组具体的坐标值只表示唯一的空间点位。常用的坐标系统有：协议天球坐标系、协议地球坐标系、地球参心坐标系、国家大地坐标系、地方独立坐标系、高斯平面直角坐标系以及WGS-84坐标系等等。1.2.2 时间系统 在GPS卫星定位中，作为观测目标的GPS卫星以每秒数公里的速度在运动。对观测者而言，卫星的方向、距离、高度和运行速度都在不断地变化。因此，在由追踪站对卫星进行定轨时，提供卫星位置的同时，必须给出对应的瞬时时刻。与坐标系统一样，时间系统也应该有相应的尺度（时间单位）与原点（历元）。只有把尺度与原点结合起来，才能给出时刻的概念。时间包含“时刻”和“时间间隔”2个概念。所谓时刻

10、，即发生某一现象的瞬间。在天文学和卫星定位中，与所获数据对应的时刻也称为历元。时间间隔则是指发生某一现象所经历的过程，是这一过程始末的时刻之差。所以时间间隔测量称为相对时间测量，而时刻测量相应地称为绝对时间测量。利用GPS进行精密的导航与测量，应尽可能获得高精度的时间信息。描述时间的系统有多种，与GPS定位相关的主要有恒心时、原子时和力学时3种。 12基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 GPS定位系统的组成第二章 GPS定位系统的组成全球定位系统（Global Positioning System）是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统

11、的成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。整个系统的组成可用图1.0进行说明。 地面支持系统GPS卫星注入站主控站监测站GPS用户设备图1.0 GPS系统的组成2.1 卫星星座部分2.1.1 卫星星座的构成 GPS的空间卫星星座由24颗卫星组成（其中，21颗为工作卫星，3颗为备用卫星）。卫星分布在6个轨道面内，每个轨道上均匀分布有4颗卫星，卫星轨道面相对地球赤道面的倾角约为55度，各轨道平面升交点的赤径相差60度。在相邻轨道上，卫星的生交距相差30度。轨道平均高度约为20200km，卫星运行周期为11h58min（恒星时12h）,载波频率为15

12、75.42MHz和1227.60MHz。因此，在同一观测站上，每天出现的卫星分布图形相同，只不过每天提前4min。每颗卫星每天约有5h在地平线上，位于地平线上的卫星数目随时间和地点而异，最少为4颗，最多可达11颗。GPS卫星空间的分布保障了地球上任何地点、任何时刻至少有4颗卫星被同时观测。由于GPS卫星是分布在20000多千米高空的运动载体，只能是在同一时间测定3个距离才能定位，要实现同步必须具有统一的时间基准，从解析几何角度出发，GPS定位包括确定一个点的三维坐标和实现同步的时间4个未知参数，因此必须测定到至少4颗卫星的距离才能定位。2.1.2 GPS卫星及其功能GPS卫星的主体呈圆柱形，每

13、颗卫星装有4台高精度原子钟，这是卫星的核型设备，它将发射标准频率信号，为GPS定位提供高精度的时间标准。GPS卫星有如下基本功能：1) 接受和存储有地面监控站发来的导航信息，接受并执行监控站的控制命令。2) 借组与卫星上设有的微处理机进行必要的数据处理工作。3) 通过星载的高精度铯原子钟和铷原子钟提供精密的时间标准4) 向用户发送定位信息5) 在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫星的姿态和启用备用卫星2.2 地面监测部分 地面监测部分包括1个主控站、3个信息注入站和5个卫星监控站。5个监测站分别位于全球不同德位置（地点略）。监测站分别于注入站并置。地面监控部分的主要任务是：监视卫星的运行；确

14、定GPS时间系统；跟踪并预报卫星星历和卫星钟状态；向每颗卫星的数据存储器注入卫星导航数据。2.2.1 监测站现有的5个地面站均具有监测站的功能。监测站是在主控站直接控制下的数据自动采集中心。站内没有双频GPS接收机、高精度原子钟、计算机各1台和若干台环境数据传感器。接收机对GPS卫星进行连续观测，以采集数据和监测卫星的工作状态。原子钟提供时间标准，而环境传感器收集有关当地气象数据。所有观测资料由计算机进行初步处理，并存储和传送到指控站，用以确定卫星的轨道参数。 2.2.2 主控站主控站设在美国科罗拉多州斯平士(Springs)的联合空间执行中心(CSOC)。主控站除了对地面监控系统协调和管理外

15、，其主要任务是：1) 根据本站和其他监测站的所有观测资料，推算编制各卫星星历、卫星钟差和大气层的修正参数等，并把这些数据传送到注入站。2) 提供全球定位系统的时间基准。各测站和GPS卫星的原子钟，均应与主控站的原子钟同步，或测出其间的钟差，并把这些钟差信息编入导航电文，送到注入站。3) 调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行。4) 启用备用卫星，以代替失效的工作卫星。2.2.3 注入站3个注入站分别设在印度洋，南大西洋和南太平洋。注入站的主要设备包括1太直径为3.6m的天线，1台C频段发射机和1台计算机。其主要任务是在主控站的控制下将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其他控制指令等

16、，注入到相应卫星的存储器，每天注入3次4次。此外，注入站能自动向主控站发射信号，每分钟报告一次自己的工作状态。这里需要指出是分布在全球5个不同位置的整个GPS地面监测控制部分，除主控站外均无人职守。各站之间通过现代化的通信网络相互联系，在原子钟和计算机的驱动和精确控制下，各项工作实现了高度自动化和标准化。2.3 用户设备部分 用户设备通常称为GPS接收机，本设计主要是设计该部分，利用已经设计好的GPS接收模块接收卫星发送的定位信息，通过MCU处理显示定位信息。其GPS接收机的硬件，一般包括主机、天线和电源，是用户设备的核心部分，主要功能是接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航和定位信息及观

17、测量，并经过简单数据处理而实现实时导航和定位；GPS软件部分是指各种后处理软件包，其主要作用是对观测数据进行精加工，以便获得精密定位结果。基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 GPS绝对定位原理第三章 GPS绝对定位原理 GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。本设计采用GPS绝对定位原理，参照坐标系为WGS-84坐标系，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 GPS接收模块S3310B的结构定GPS信号到达接收机的时间t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它

18、数据可以确定如图2所示的四个方程式（测伪距观测方程）：(X4,Y4,Z4)(X3,Y3,Z3)(X2,Y2,Z2)(X1,Y1,Z1)(X,Y,Z)YXZ卫星4 卫星3卫星2 卫星1 图2 方程式上述四个方程式中待测点坐标X、Y、Z和为未知参数，其中di=Cti（i=1、2、3、4）。di（i=1、2、3、4）分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。ti（i=1、2、3、4）分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。C为GPS信号的传播速度（即光速）。 四个方程式中各个参数意义如下： X、Y、Z为待测点坐标的空间直角坐标。 Xi、Yi、Zi（i=1、2、

19、3、4）分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。 （i=1、2、3、4）分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。为接收机的钟差。由以上四个方程即可解算出待测点的坐标X、Y、Z和接收机的钟差。基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 GPS接收模块S3310B的结构第四章 GPS接收模块S3310B的结构4.1 S3310B接收模块的介绍V-SUN S3310B低功耗和小型因素板是V-SUM GPS接受模块的最新一代产品。该GPS接收模块是通过SiRF Star III低功耗技术以及提供更多稳定导航数据的V-SUN的导航算

20、法来达到低功耗。这个微型化和小规模的设计是嵌入到一个便携式设备中最好的选择，像PDA(个人数字助理)，个人位置和航海的个人定位器，测速照相机探测器以及车辆定位器。4.1.1 S3310B的特性：1) 20个并行通道2) 在微弱信号下有非常快速的首次定位时间3) 3.3V/45mA连续模式可操作4) 0.1秒的再获取时间5) NMEA-0183通信协议6) 实时时钟自动恢复7) 可兼容ARM7CPU核8) 4/8M比特Flash存储器4.1.2 S3310B的主要应用：1) 汽车导航2) 私人定位和导航3) 航海导航4) 定时应用其系统框图如图3所示。图3 S3310B系统框图S3310B主要引

21、脚功能：PinNameTypeDescription1P13OLed2BOOT_SELNUBoot3NEMA_TXONMEA4NEMA-RXINMEA5NCI6RESETILow Active, keep float if not use *27V_BATIBackup8GNDPWRGround9VDDPWR+3.33.6V10PPSOOne基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 GPS导航电文的数据格式第五章 GPS导航电文的数据格式本设计的GPS接收机根据NMEA-0183协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串口传送到单片机系统。NMEA-0183协议是GPS接收机应当遵守的标准协

22、议，也是目前GPS接收机上使用最广泛的协议，大多数常见的GPS接收机、GPS数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼容这个协议。NMEA 通讯协议所规定的通讯语句都已是以 ASCII 码为基础的，NMEA-0183 协议语句的数据格式如下：“$”为语句起始标志；“，”为域分隔符；“ *”为校验和识别符，其后面的两位数为校验和，代表了“$”和“*”之间所有字符的按位异或值（不包括这两个字符）；“”为终止符，所有的语句必须以来结束，也就是 ASCII 字符的“回车”（十六进制的 0D）和“换行”（十六进制的 0A）。5.1 语法格式NMEA 0183 的信息格式一般如下所示：$aaaaa,df1,d

23、f2,.CRLF所有的信息由$开始，以换行结束，紧跟着$后的五个字符解释了信息的基本类型，多个参数之间用逗号隔开。5.2 协议类型NMEA 0183 中有以下三种基本的协议类型：信息源，查询，属性。5.2.1 信息源标准格式为：$ttsss,df1,df2,.CRLF在紧随$后的两个字符用来识别作为信息内容识别码的后3个字符，信息识别码定义了保留的数据区，在NMEA0183标准下，每个类型的数据区的信息内容是符合标准的。例如：$HCHDM,238,MCRLF标明“HC”说明信息源作为一个磁性的罗盘，“HDM”指明以下是磁性的船首向航向，238 是船首向航向的值，M指明船首向航向的值是磁性的5.

24、2.2 查询 标准格式为：$ttllQ,sss,CRLF头两个字符做为请求者的信息源的识别码，后两个字符作为被查询的设备的信息识别，最后一个字符说明这是一个查询信息。紧跟着的字段（sss）包含了三个字的被查询内容的记忆信息。查询意味着接受端需要从信息源那里得到一个有规律的内容，例如，我们可以发一个信息给 GPS 接受器请求传送“DISTANCE-TO-WAYPOINT”的信息，得到响应后，GPS接受器会发送请求的内容，直到接到别的请求。例如： $CCGPQ,GGACRLF说明“CC”这个设备(计算机)正从“GP”这个设备(GPS)查询 GGA 的内容。GPS将每隔一秒传送这个内容，直到有别的查

25、询请求。5.2.3 属性这对厂商来说是一种使用没有在标准下预定义的特殊内容的方法。它通常的格式为：$PmmmA,df1,df2,.,CRLFP 说明是属性内容，mmm 定义为厂商信息代码，A(A-Z)标明信息类型。5.3 常用协议类型解释：NMEA-0183 协议定义的语句非常多，但是常用的或者说兼容性最广的语句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL 等。下面仅对$GPGGA字段定义解释，其他的可以参考NMEA-0813协议解析。5.3.1 GPGGA $GPGGA，M，M，*hh 解析如下：GPGGA：Global Positioning Sy

26、stem Fix Data (GGA)(GPS定位信息)1) UTC(协调世界时)：格式为时时分分秒秒(hhmmss)。2) 纬度：格式为度度分分分分分分(ddmmmmmm，前面的0也将被传输)。 3) 纬度区分：北半球(N)或南半球(S)。 4) 经度：格式为度度分分分分分分(ddmmmmmm，前面的0也将被传输)。 5) 经度区分：东半球(E)或西半球(w)。 6) GPS状态：0=未定位；l=非差分定位；2=差分定位；6=正在估算。 7) 使用的卫星数量：0012(前面的O也将被传输)。 8) HDOP水平精度因子：05999。9) 海拔高度：99999m999999m。 10) 地球椭

27、球面相对海平面的高度。11) 差分时间：从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空。 12) 差分站ID号：00001023(前面的0也将被传输，如果不是差分定位将为空)。 13) 单位m。基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 系统软件设计思想第六章 系统设计思想6.1 系统的总体设计本设计主要实现接收模块发送的经纬度定位信息显示。设计使用AT89S52型单片机作为处理器，S3310B的定位信息通过RS-232串口到单片机，最后通过单片机的并行接口输出至LCD1602通用液晶显示模块显示的方案。配以独立电源供电使接收机能方便的在户外接收定位信息。基于AT89S52单片机

28、的GPS独立定位设备的硬件系统由4个模块组成。分别是数据接收模块，信号处理模块，数据显示模块和电源供电模块。图4 系统总体框图6.2 硬件电路设计 如果要充分利用GPS接受模块所传输的数据信息，在工程实现中应该扩展存储器，因为AT89S52单片机的只有8KFlash和256字节片上存储资源，所以硬件电路设计根据实际需要还需外扩RAM。电源供电模块可以使用普通的5V电池。6.2.1 S3310B的硬件连接电路的设计 符合NMEA-0183标准的GPS接收模块S3310B的硬件接口能够兼容单片机的RS-232C协议串口，然而，严格来说NMEA标准不是RS-232C,规范推荐依照EIA-422，这是

29、一个与RS-232C提高，更有利于适应市场的竞争。但是由于本设计本着入门简单和简单易用的原则，在不影响主要定位信息的前提下选择采用RS-232C协议串口与单片机通信。6.2.2 单片机最小系统以及液晶显示电路的设计 本设计利用初学者最常用的AT89S52单片机的最小系统板作为GPS定位系统信号处理单元，常用的16*2的液晶显示屏LCD1602作为人机界面，显示定位信息。系统硬件结构原理图如图5，图6所示。 图5 单片机最小系统图6 系统连接电路22基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 系统软件的设计方案第七章 系统软件设计方案7.1 软件设计的功能模块基于AT89S52单片机的GPS独

30、立定位设备的软件系统由3个模块组成。分别是系统初始化模块，信号接收模块，信号处理显示模块。7.1.1 系统初始化模块 因为S3310B的数据输出是TTL电平信号，其默认的波特率是9600bps，8位数据位,1位停止位,无校验位,并且是支持NMEA-0183数据协议的。所以对S3310B无需初始化，只需要为单片机的串口和液晶初始化，其中必须保证串口通信的波特率和工作方式与S3310B匹配。7.1.2 信号接收模块该模块的功能是使单片机的串口接收从S3310B发送来的GPS定位数据，主要是由单片机的串口中断程序实现接收功能，程序思路如下：首先确定两个标志位，开始标志：用来确定是否为所需数据段起始，

31、初始值为0；句子标志：表示数据段接收“,”的个数（0表示接收“识别符”和“语句名”，1表示接收该语句的第一帧数据，以此类推），初始值为0。数据接收程序的主要思路如下：read a char ch;Switch(ch) Case $: 开始标志置1;Break;Case ,: 句子标志自加;Break;Default: Switch(句子标志) /句子标志处理方式 Case 0: 判断是不是所需数据段; 不是则清开始标志Break;Case 1: 判断开始标志; 不是所需数据段则句子标志置6，下一数据跳到Default;Break;Case 2:确定是所需数据逐个保存;Break;Default

32、:判断接收字符是否为结束符“*”不是则空操作，是则清开始和句子标志;Break;Break; 7.1.3 信号处理显示模块由于接收的数据缓存在字符数组里，而且NMEA通讯协议所规定的通讯语句都已是以ASCII码为基础的，所以供LCD1602显示的数据可以不用转换，从而加快了数据处理的速度。现以纬度(ddmm.mmmm)信息为例说明。若纬度数据3723.2475,缓存在数组Latitude10中。显示时将相应位的数据显示在液晶上，使数据可视化。7.2 NMEA数据处理中的注意事项开发基于GPS的应用系统，就需要将GPS作为信息源，正确接收和解析GPS发送的NMEA-0183数据。此时，在编程实现

33、时需要注意几个问题。7.2.1 通讯端口的设置虽然S3310B的规范推荐的串口通讯参数为“波特率：9600；奇偶校验：无；数据位：8；停止位：1”，但由于S3310B使用的是NMEA-0183协议，所以有些产品允许用户将波特率设置的更高或者更低一些，此时需要注意设置单片机的借口参数与GPS设备一致。本设计采用AT89S52单片机芯片，晶振频率为11.0592MHZ，那么实现GPS设备与单片机的通讯，设置单片机通讯参数的配置应该为：7.2.2 所需信息的正确提取NMEA-0183是以语句形式发送数据的，接收机可能发送很多类型的语句，而我们需要只是某些语句中的几个字段。因此就需要对接收到的数据进行

34、解析，取得所需的信息。另外，可能会由于小数点位数不同等原因，语句的长度是可变的，因而分离感兴趣的信息时，不能按照该信息在语句中所处的字符位置来查找，只能依据逗号分隔符，这些都是在程序中需要注意的问题。为解决信息的正确提取问题，并提高程序的复用性，可以设置3个标志位来判定我们所感兴趣的数据信息，第一个是开始标志，第二个是数据标志，第三个是语句标志。其中开始标志主要是判断是否接受到语句开头字符$,而数据标志主要是判定接收到的两字母的“识别符”和三字母“语句名”是否和我们需要的一致，例如GPGGA，GPGLL等等，最后语句标志就是计算接受，字符的个数，从而判断所需数据的具体位置，缓存数据。7.2.3

35、 检验和的计算与比较虽然本设计没有加入检测功能只是实现定位信息接收和显示功能，并没有强调数据的可靠性和稳定性，但是如果要确保所采集的GPS数据的可靠性，必须进行检验和的计算与比较。具体检验的方法原理如下：检验和hh为“$”与“*”之间的所有字符按位异或的结果，并将其高4位和低4位各用一个十六进制数（字母大写）表示出来。为此，需编写函数，从语句头识别符“*”开始，计算检验和，直至“*”到达为止，这时“*”号后面的两个字符就是检验码，将自己的计算结果同这两个检验码字符比较，若不同，按出错处理，并继续运行；若相同，则说明通讯成功，数据接收正确，可以处理该语句，提取所需数据。7.3 程序流程图 图7列

36、出了程序主要部分即串口中断函数接收数据的流程图，其中数据处理格式已在上文说明，这里简化了具体操作中数据存储方式和液晶分类显示的描述，只从总体思路上进行描述。因为只需显示定位信息，即当前位置坐标信息，所以只需存储的数据，经过编排可得坐标的液晶显示数据，最后传给液晶显示。每接收一个字符，程序就进入串口接收终端函数，进行判断后进行相应处理，处理完成退出中断处理程序后会再次开起串口中断，接收下一位数据信息。主函数的程序流程图则如图8所示，其主要部分是液晶，串口和S3310B的初始化，特别是串口与S3310B初始配置需要一致，然后等待串口中断接收数据处理数据，最后分类显示存储在全局数组中经纬度数据信息。

37、图7 串口中断程序流程图图8 主函数流程图基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 系统测试第八章 系统测试本设计的测试是将系统置于一个固定位置，记录液晶显示的经度和纬度数据。并通过对某时刻数据和一天的数据分析，验证系统方案的可行性和可靠性。8.1 某个时刻测出的数据分析实测数据：$GPGGA，32022608，N，118458151，E， ，*数据分析：GPGGA，北纬32。22608，东经 ll8。45.8151（其中*作为结束字符数据）。 由于本设计只读取GPGGA数据段的数据作为定位信息，软件设计中没有嵌入校验程序，可能会出现错误数据信息，所以某时刻测出的数据并不准确。8.2 对1

38、天的数据分析从9：30到2l：3O，每隔1h从串口读人GPS信息，各个时刻的定位信息如下表所示，变化情况如图9，图10所示。时间定位9：3010：3011:3012:3013:3014:3015:30纬度（N）32度1978232度2002132度2522132度2501232度2498732度2457832度24293经度（E）118度45.8023118度45.7652118度45.6023118度45.6982118度45.7672118度45.8098118度45.6524时间定位16：3017：3018:3019:3020:3021:30纬度（N）32度2401232度2352632

39、度2282332度2230832度2142332度20982经度（E）118度45.5128118度45.6253118度45.7012118度45.7523118度45.6273118度45.3562北纬32。04019832。03892332。03578332。03298632。03087332。02910032。027971 9:00 11:30 14:00 16:30 19:00 21:30图8 一天北纬数据线东经ll8。46.3821ll8。46.0021ll8。45.8321ll8。45.5230ll8。45.2971ll8。45.0128ll8。44.8271 9:00 11:3

40、0 14:00 16:30 19:00 21:30图9 一天东经数据线8.3 结论为了得到一个地方的准确经纬度值来验证本设计的可行性，需把测量的时间点拉长，取平均值才能有比较可靠且准确的定位信息。根据一天的数据可以比较准确的得出位置信息，误差可以接受。所以由系统测试验证了设计的可行性，再此基础上不管是功能还是精确性上都有很大的改进空间，完全能够达到初学者入门的要求。基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 总结第九章 总结 本设计完成的主要工作如下：简要的说明了GPS的基本概念，GPS绝对定位原理以及S3310B模块的结构和数据格式，并结合单片微型计算机的简单易用、价格低廉、性能适中的特点

41、，提出了一个基于AT89S52单片微型计算机的GPS独立定位设备概念。比较具体的说明了软硬件的设计步骤。经了解和同学之间的反馈，该设计适合学生DIY，加强学生与学生之间的技术交流。不足之处：本设计只是GPS入门级的设计，不能满足现在市场上日益激烈的竞争环境，实用性还有待提高，功能也有待完善。 基于AT89S52的GPS定位系统设计与研究 参考文献参考文献 1 北京合众思壮公司科技有限责任公司，“GPS常识”.http：/ 2 MAX232数据手册EBOL. 3GPS接收芯片S3310b数据手册EBOL.http:/www.v-sun.cc/asp_bin/down_list/200782314

42、367330.pdf，2006-10-1.4 潭浩强.C语言程序设计教程M.北京：高等教育出版社,2005,8160.5 李国洪.电子CAD实用教程基于OrCAD9.2.北京：机械工业出版社，2003.6.6 李明峰等.GPS定位技术及其应用.北京：国防工业出版社，2007.8.7 肖玲妮.Protel 99SE印刷电路板设计教程M.北京：清华大学出版社，2003，1150.8 张友德，赵志应，涂时亮等。单片微型机原理，应用与实验M.上海：复旦大学出版社, 2006，1200.9 张义和，王敏男，徐宏昌，余春长编著，袁彩霞改编.例说51单片机（C语言版）。北京：人民邮电出版社，2008.4（2009.1重印）.10 李朝青编著，单片机原理及接口接口技术（第三版）.北京：北京航空航天大学出版社，2005.9.11Ding Xiaoli,Chen Yongqi,Zhu Jianjun,et al.Surface Deformation Detection Using GPS Multipath Singals.Proceeding of 12 International Techn