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標題: 2440裸機編程之十二 GPS [打印本頁]

作者: aabbcc 時間: 2014-11-12 13:33
標題: 2440裸機編程之十二 GPS

全球衛星定位系統實際上是由24 顆衛星所組成，其中有3 顆為備用衛星，這些衛星分布于距地表20,200 公里的上空，而且分屬于6 個軌道面；衛星軌道面傾斜角為55 度﹐提供全球全天候﹐每秒一次﹐持續不斷的定位訊號。這些衛星每11 小時58 分環繞地球一次，即每天繞過您的頭頂二次，就像是月球一樣不停地繞著地球旋轉，其速度約每秒1.8 哩。這些衛星需要地面管制站隨時加以監控是否GPS 衛星在其正確的軌道上及正常運作，另外監控中心可上傳資料給衛星，衛星再將這些信息下傳給GPS 使用者使用。地面共有五個監控中心，四個上傳資料站及一個控制中心，這些控制站以緯度來劃分其所控制的衛星。在概念上﹐GPS 是代表著整個系統﹐包括天空上的衛星、地面控制站及GPS 接收機。不過一般而言﹐GPS 即意指一個GPS 接收機﹐這是因為我們在使用上多半只會接觸GPS 接收機的緣故。一般所使用之GPS 接收機在任何時刻接收到4 顆或更多的衛星。

簡單的說GPS 如何運作：每一顆衛星會告訴您使用的接收機三件事，我是第幾號衛星，我現位置在那里，我什么時候送這訊息給您。當您的GPS 接收機接收到這些資料后會將星歷資料及Almanac 存起來使用，這些資料也用做修正GPS 接收機上的時間。GPS 接收機比較每一衛星訊號接收到的時間及本身接收機的時間的不同，而計算出每一衛星道接收機的距離。接收機若在接收到更多衛星時，它可利用三角公式計算出接收機所在位置。三顆衛星可做所謂2D 定位(經度及緯度)，四顆或更多衛星可做所謂3D 定位(經度、緯度及高度)。接收機繼續不段地更新您的位置，所以它可計算出您的移動方向及速度。

GPRMC
　　推薦定位信息(GPRMC)
例：$GPRMC,154717.000, A ,3906.1439, N ,11720.8569, E ,0.00,331.02,050611, , , A*6B
　　$GPRMC, <1> ,<2>, <3> ,<4>, <5> ,<6>, <7>, <8> , <9> ,<10>,<11>,<12>*hh
　　<1> UTC時間，hhmmss.sss(時分秒.毫秒)格式
　　<2> 定位狀態，A=有效定位，V=無效定位
　　<3> 緯度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)
　　<4> 緯度半球N(北半球)或S(南半球)
　　<5> 經度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)
　　<6> 經度半球E(東經)或W(西經)
　　<7> 地面速率(000.0~999.9節，前面的0也將被傳輸)
　　<8> 地面航向(000.0~359.9度，以正北為參考基準，前面的0也將被傳輸)
　　<9> UTC日期，ddmmyy(日月年)格式
　　<10> 磁偏角(000.0~180.0度，前面的0也將被傳輸)
　　<11> 磁偏角方向，E(東)或W(西)
　　<12> 模式指示(僅NMEA0183 3.00版本輸出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=數據無效)

GPGGA
GPS固定數據輸出語句($GPGGA)
這是一幀GPS定位的主要數據，也是使用最廣的數據。
　　$GPGGA 語句包括17個字段：語句標識頭，世界時間，緯度，緯度半球，經度，經度半球，定位質量指示，使用衛星數量，水平精確度，海拔高度，高度單位，大地水準面高度，高度單位，差分GPS數據期限，差分參考基站標號，校驗和結束標記(用回車符<CR>和換行符<LF>)，分別用14個逗號進行分隔。該數據幀的結構及各字段釋義如下：
　　
例： $GPGGA,154717.000,3906.1439, N ,11720.8569, E , 1 , 05,1.6, 23.2,M,-2.3,M, , 0000*74
其標準格式為：$GPGGA， (1) , (2) ,(3), (4) ,(5),(6),(7),(8), (9),M,(10),M,(11),(12) ＊hh(CR)(LF)

起始引導符及語句格式說明(本句為GPS定位數據)；
　　<1> UTC時間，格式為hhmmss.sss；
　　<2> 緯度，格式為ddmm.mmmm(第一位是零也將傳送)；
　　<3> 緯度半球，N或S(北緯或南緯)
　　<4> 經度，格式為dddmm.mmmm(第一位零也將傳送)；
　　<5> 經度半球，E或W(東經或西經)
　　<6> GPS狀態， 0未定位， 1非差分定位， 2差分定位， 3無效PPS， 6正在估算
　　<7> 使用衛星數量，從00到12(第一個零也將傳送)
　　<8> 水平精確度，0.5到99.9
　　<9> 天線離海平面的高度，-9999.9到9999.9米
　　M 指單位米
　　<10> 大地水準面高度，-9999.9到9999.9米
　　M 指單位米
　　<11> 差分GPS數據期限(RTCM SC-104)，最后設立RTCM傳送的秒數量，如不是差分定位則為空
　　<12> 差分參考基站標號，從0000到1023(首位0也將傳送)。
　　* 語句結束標志符
　　xx 從$開始到*之間的所有ASCII碼的異或校驗和
　　<CR> 回車
　　<LF> 換行

GPGSA
　　$GPGSA ： GPS DOP and Active Satellites（GSA）當前衛星信息
例：$GPGSA,A,3,28,02,10,23,04,,,,,,,,2.4,1.6,1.8*36

字段1：定位模式，A=自動手動2D/3D，M=手動2D/3D
　　字段2：定位類型，1=未定位，2=2D定位，3=3D定位
　　字段3：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第1信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段4：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第2信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段5：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第3信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段6：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第4信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段7：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第5信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段8：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第6信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段9：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第7信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段10：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第8信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段11：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第9信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段12：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第10信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段13：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第11信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段14：PRN碼（偽隨機噪聲碼），第12信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）
　　字段15：PDOP綜合位置精度因子（0.5 - 99.9）
　　字段16：HDOP水平精度因子（0.5 - 99.9）
　　字段17：VDOP垂直精度因子（0.5 - 99.9）
　　字段18：校驗值

GPGSV
　　可視衛星狀態輸出語句($GPGSV)
　　例： $GPGSV, 3 , 1 , 12, 04, 51, 261, 44, 28,45,179,27,10,18,192,26,02, 12,250, 44*7C
　　標準格式： $GPGSV，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)， ……………… (4),(5),(6),(7)*hh(CR)(LF)
　　各部分含義為：
　　(1)總的GSV語句電文數；2;
　　(2)當前GSV語句號:1;
　　(3)可視衛星總數:08;
　　(4)PRN碼（偽隨機噪聲碼）　也可以認為是衛星編號
　　(5)仰角(00～90度):33度;
　　(6)方位角(000～359度):240度;
　　(7)信噪比(00～99dB):45dB(后面依次為第10，16，17號衛星的信息);
　　*總和校驗域；　
　　hh 總和校驗數:78;
　　(CR)(LF)回車，換行。
　　注：每條語句最多包括四顆衛星的信息，每顆衛星的信息有四個數據項，即：　
　　(4)－衛星號，(5)－仰角，(6)－方位角，(7)－信噪比。

一、GPS接PC機，用超級終端接收信息

圖中只是示意，天線要接到戶外，否則信號很難接收

二、2440的串口1接GPS模塊

程序如下：
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define GLOBAL_CLK 1
/*
*********************************************************
* 頭文件
*********************************************************
*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#include "def.h"
#include "option.h"
#include "2440addr.h"
#include "2440lib.h"

/*
*********************************************************
* 常量
*********************************************************
*/

/*
*********************************************************
* 變量
*********************************************************
*/

int isdigit(char c)
{
if(c>='0' && c <='9') return 1;
else return 0;
}

int my_atoi(char * pzNum) //把字符串str轉換成int類型
{
int nLen;
int nIndex;
int bFlag;
int nRt;
if (pzNum == NULL)
return 0;

nLen = strlen(pzNum);
if (nLen <= 0)
return 0;

nIndex = 0;
bFlag = TRUE;
if (!isdigit(pzNum[0]))
{
  if (pzNum[0] == '-')
bFlag = FALSE;
  else if (pzNum[0] == '+')
bFlag = TRUE;
  else
   return 0;
  nIndex ++;
}
nRt = 0;
for (; nIndex < nLen; nIndex++)
{
  if (!isdigit(pzNum[nIndex]))
break;
  nRt = nRt * 10 + (pzNum[nIndex]-'0');
}
if (!bFlag)
  nRt = -nRt;

return nRt;
}

void Main(void)
{
int i;
U8 key;
U32 mpll_val = 0 ;
char Buffer[256];
char buf[20];
char *p;

Port_Init();  //端口初始化
Isr_Init(); //中斷初始化
key = 14;
mpll_val = (92<<12)|(1<<4)|(1);
//init FCLK=400M, so change MPLL first
ChangeMPllValue((mpll_val>>12)&0xff, (mpll_val>>4)&0x3f, mpll_val&3);
ChangeClockDivider(key, 12);
cal_cpu_bus_clk();

Uart_Init(0,0,115200);  //串口初始化波特率為115200
Uart_Init(0,1,9600);
Uart_Select(0);  //選者串口0

Clk0_Disable();
Clk1_Disable();

Uart_Printf("\n======  GPS Test program start ======\n");
while(1)
{
  i=0;
  Uart_Select(1);
  Uart_GetString(Buffer);                                     //讀取一段信息
  Uart_Select(0);
  p = strtok(Buffer+1, ",");                                  //將字符串 Buffer+1  以","為界，讀取第一個單詞，
   if (strcmp(p,"$GPRMC") == 0)                               //找到"$GPRMC"
   {
   Uart_Printf("%s\n", p);
   p = strtok(NULL, ",");                                  //得到協調世界時間

   sprintf(buf,"%c%c",p[0],p[1]);
   Uart_Printf("Current Time: %2d:",(my_atoi(buf)+8)%24); //顯示小時：協調世界時間+8  轉換為北京時間
   Uart_Printf("%c%c:%c%c\n",p[2],p[3],p[4],p[5]);       //顯示分秒

   p = strtok(NULL, ",");                                  //得到有效性
   if(*p == 'A') Uart_Printf("State: Data valid.\n");
   else Uart_Printf("State: Date no valid!!\n");

   p = strtok(NULL, ",");                                  //得到緯度值
   Uart_Printf("latitude(WGS-84): %s",p);
   p = strtok(NULL,",");                                  //北緯還是南緯
   Uart_Printf("%s\n",p);

   p = strtok(NULL, ",");                                  //得到經度值
   Uart_Printf("longitude(WGS-84): %s",p);
   p = strtok(NULL,",");                                  //東經還是西經
   Uart_Printf("%s\n",p);

   p = strtok(NULL,",");                                  //速度
   Uart_Printf("speed: %s\n",p);

   p = strtok(NULL,",");                                  //方位
   Uart_Printf("Direction: %s\n",p);

   p = strtok(NULL,",");                                  //日期
   Uart_Printf("Date: %c%c-%c%c-%c%c\n",p[0],p[1],p[2],p[3],p[4],p[5]);
   }

}

Uart_Printf("\n====== GPS Test program end ======\n");
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

運行結果如圖：

作者: 415289549 時間: 2015-1-6 15:36
朋友有完整的代碼嗎？

作者: ahljj 時間: 2015-9-11 19:14
2440裸機編程之十二 GPS

作者: 緣分五月lck 時間: 2015-9-15 13:12
這是什么品牌開發板

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