1、 1 绪论绪论 GPS 定位的数据格式 NMER 一 0183 标准应用于 GPS 方面时，数据串以“$GP” 开头，主要有 GGA、GL、ZDA、GSV、GSA、ALM 等格式。 这次设计主要是基于 DSP 的 GPGGA 定位信息的提取， 在实验箱上实现 GPGGA 定位 数据的提取。 第一部分为 GPS 原理的介绍，GPS 定位的一些原理，再详细阐述 GPGGA 信息的接 收和提取。 第二部分为 NEMA0183 数据标准在 GPS 中的应用。 第三部分为系统整体设计，硬件的配置，以及整个系统的设计原理图。 第四部分为系统程序设计思路以及程序的实现。 第五部分为调试结果与分析。 2 第一
2、章第一章 GPSGPS 原理介绍原理介绍 1.1 GPS1.1 GPS 简介简介 GPS 是英文 Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文 简称为“球位系” 。GPS 是 20 世纪 70 年代由美国陆海空三军联合研制的新一代 空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天 候和全球性的导航服务， 并用于情报收集、 核爆监测和应急通讯等一些军事目的， 简单地说，这是一个由覆盖全球的 24 颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保 证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到 4 颗卫星，以保证卫星可以采 集到该观测点的经纬度和高度
3、，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可 以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到 达目的地。 GPS 主要由空间部分、地面控制系统、用户设备等部分组成，GPS 的空间部分 是由 24 颗卫星组成(21 颗工作卫星，3 颗备用卫星） ，它位于距地表 20200km 的 上空,均匀分布在 6 个轨道面上(每个轨道面 4 颗) ,轨道倾角为 55。卫星的 分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到 4 颗以上的卫星,并能在卫星中 预存的导航信息。GPS 的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度 会逐渐降低；地面控制系统由监测站(Monitor Stati
4、on)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成,主控制站位于美国科罗 拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计 算卫星星历、相对距离,大气校正等数据；用户设备部分即 GPS 信号接收机。其 主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星， 并跟踪这些卫星的 运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离 和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处 理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬 度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及 GPS 数据的后处理 软件包构成完整的 GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元 两部分。 3 1.2 GPS 1.2 GPS 定位原理定位原理 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。如图所示，假设 t 时刻在地 面待测点上安置 GPS 接收
