技術(shù)支持
GPS模塊的軟件、硬件結(jié)構(gòu)與分析
GPS模塊硬件設(shè)計(jì)時(shí)，通常將GPS模塊的串口１與單片機(jī)的串口相連接，模塊與天線的連接可以加一級(jí)前置放大器。天線可選用東芝天線，也可以專門定制?？蛇x用ＬＣＤ屏顯示經(jīng)緯度、時(shí)間、高度等數(shù)據(jù)。電源采用４節(jié)堿性電池，易于更換。
?。停茫湛蛇x用德州儀器的ＭＳＰ４３０ｆｌａｓｈ(Ｆ１３Ｘ)系列。ＭＳＰ４３０系列為１６位單片機(jī)，處理速度快，功耗低，體積小，適合在便攜式儀器上使用。同時(shí)，ＭＳＰ４３０單片機(jī)支持Ｃ語(yǔ)言，易于編程。
屏幕菜單采用字符型西文顯示，可縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、降低成本，很適合于民用；也可以選用大屏幕彩色點(diǎn)陣液晶，它界面友好、美觀，但軟件工作量大，硬件成本高。鍵盤可選擇３個(gè)觸摸鍵，菜單功能全部可用軟件實(shí)現(xiàn)。因?yàn)椋停樱校矗常皢纹瑱C(jī)的電源為３．３Ｖ而ＴＵ－３０的電源為５Ｖ，所以需要用ＤＣ－ＤＣ電源轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行處理。如果采用充電電池則還需要充電電路。ＧＰＳ模塊與單片機(jī)的接口原理如圖所示。
GPS模塊軟件結(jié)構(gòu)
下圖是ＧＰＳ模塊的軟件流程圖。該軟件的編寫主要是設(shè)置ＧＰＳ模塊與ＭＣＵ之間的串口通信、參數(shù)顯示及人機(jī)接口。主要包括初始化、串口通信、數(shù)據(jù)處理、故障提示、顯示、鍵盤處理、電源管理等部分。其中初始化包括ＭＳＰ４３０中各種寄存器的配置、串口相關(guān)參數(shù)配置(波特率，模式)及外圍電路(ＬＣＤ、電源等設(shè)備檢測(cè))的初始化等；
串口通信包括數(shù)據(jù)發(fā)送、接收、校驗(yàn)，通信故障提示等；數(shù)據(jù)處理主要是對(duì)接收數(shù)據(jù)的解碼、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)刷新等；故障提示包括設(shè)備故障、通信故障、電源故障等。電源管理主要是電源欠壓提示和當(dāng)前電源狀態(tài)顯示。
另外，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意ＧＰＳ模塊的天線要求，具體有以下兩點(diǎn)：
(１)天線增益應(yīng)為３０ｄＢ，阻抗應(yīng)為５０Ω。
(２)無(wú)線頻率信號(hào)環(huán)境方面要求，即ＲＦ輸入Ｌ１的載波頻率應(yīng)為１０ＭＨｚ，帶寬中心點(diǎn)應(yīng)為０ｄＢＷ。
GPS模塊導(dǎo)航設(shè)備的應(yīng)用著重于多衛(wèi)星系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離監(jiān)控以及多功能顯示等方面。使用多衛(wèi)星系統(tǒng)(如ＧＮＳＳ綜合導(dǎo)航定位系統(tǒng))進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)，衛(wèi)星較多可保證實(shí)時(shí)定位的精度與可靠性。
此外，GPS模塊定位還受ＧＰＳ網(wǎng)的限制，應(yīng)用ＧＰＳ衛(wèi)星定位技術(shù)建立的控制網(wǎng)叫ＧＰＳ網(wǎng)。歸納起來(lái)大致可分為兩大類：一類是全球或全國(guó)性的高精度ＧＰＳ網(wǎng)，這類ＧＰＳ網(wǎng)中相鄰點(diǎn)的距離在數(shù)千公里至上萬(wàn)公里，其主要任務(wù)是作為全球高精度坐標(biāo)框架或全國(guó)高精度坐標(biāo)框架，以為全球性地球動(dòng)力學(xué)和空間科學(xué)方面的科學(xué)研究工作服務(wù)。另一類是區(qū)域性的ＧＰＳ網(wǎng)，包括城市或礦區(qū)ＧＰＳ網(wǎng)，ＧＰＳ工程網(wǎng)等，這類網(wǎng)中的相鄰點(diǎn)間的距離為幾公里至幾十公里，其主要任務(wù)是直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。