一种简易gps定向仪的实现-kok官方体育app下载

1 引言

gps 系统由多颗卫星组成，运行在受大气影响甚微的高轨道上，可以用来授时、测距、测量位置、测量运动载体的速度及方向。如今gps 接收设备的应用已经很广泛，但一般都是单个gps 接收设备工作，只有在一些专业设备上才采用多个gps 接收设备协同工作，以获取高精度的位置、速度、方向等。但这些设备都很专业，价格昂贵，一般人很少有机会接触和使用。本文中讨论一种简单易行，低成本的多gps 接收设备协同工作，以获取载体在运动状态中方向的定向仪的实现。

2 gps 定向

gps 可以用来确定运动载体瞬时速度的大小及方向，其原理是利用多普勒原理使用无线电信号来进行测定。由于卫星与运动的载体之间存在相对运动，根据多普勒频移原理，卫星播发的信号频率在运动载体接收时会产生频移，通过观测这个频移量可得到速度的数值及方向。

市面上常见的普通gps 都支持nmea 数据通讯协议，所谓“nmea 协议”是由美国国家海洋电子协会（nmea- the national marine electronics association） 制定的一套通讯协议，是为了在不同的gps 导航设备中建立统一的btcm（海事无线电技术委员会）标准。gps 接收设备根据nmea- 0183 协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串口传送到pc 机、pda 等设备。

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，其中，我们只给出重点使用的常用nmea- 0183 语句的字段定义解释：

（1）$gpgga:包含当前点位的位置信息

例：$gpgga,092204.999,4250.5589,s,14718.5084,e,1,04,24.4,19.7,m,,,,0000*1f

字段0:$gpgga,语句id,表明该语句为global positioningsystemfix data（gga）gps 定位信息

字段1:utc 时间，hhmmss.sss,时分秒格式

字段2:纬度ddmm.mmmm,度分格式（前导位数不足则补0）

字段3:纬度n（北纬）或s（南纬）

字段4:经度dddmm.mmmm,度分格式（前导位数不足则补0）

字段5:经度e（东经）或w（西经）

字段6:gps 状态，0= 未定位，1= 非差分定位，2= 差分定位，3= 无效pps,6= 正在估算

字段7:正在使用的卫星数量（00 - 12）（前导位数不足则补0）

字段8:hdop 水平精度因子（0.5 - 99.9）

字段9:海拔高度（- 9999.9 - 99999.9）

字段10:地球椭球面相对大地水准面的高度

字段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）

字段12:差分站id 号0000 - 1023 （前导位数不足则补0,如果不是差分定位将为空）

字段13:校验值

（2）$gpvtg:包含速度及方向信息

例：$gpvtg,89.68,t,,m,0.00,n,0.0,k*5f

字段0:$gpvtg,语句id,表明该语句为track madegood and ground speed（vtg）地面速度信息

字段1:运动角度，000 - 359,（前导位数不足则补0）

字段2:t= 真北参照系

字段3:运动角度，000 - 359,（前导位数不足则补0）

字段4:m= 磁北参照系

字段5:水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）

字段6:n= 节，knots

字段7:水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）

字段8:k= 公里/ 时，km/h

字段9:校验值