GPS模块在便携式导航系统中的应用
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增大字体Ｗｏｒｄ１：１０００ ０００１ １１１１ １１１１；
Ｗｏｒｄ２：信息ＩＤ；
Ｗｏｒｄ３：数据子计数；
Ｗｏｒｄ４：应答／无应答；
Ｗｏｒｄ５：头校验。
头校验计算公式为：
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一般情况下，二进制信息数据由如下４个字组成：
Ｗｏｒｄ６：触发；
Ｗｏｒｄ７：间隔；
Ｗｏｒｄ８：偏移量；
Ｗｏｒｄ９：数据校验。
头校验计算公式为：
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ＴＵ－３０中的每个字均为１６位，有无符号整型和有符号整形之分。按字长又可分为单精度（１６ｂｉｔ）、双精度（３２ｂｉｔ）和三精度（４８ｂｉｔ）。保留位输入时为０，独立定义位域标志位时可为０或１。
ＴＵ－３０中的输出信息如下：
信息位置状态输出（经度、纬度、时间、高度等）；
信息ＩＤ为１０００，信息长度为５５个字；
ＥＣＥＦ 状态输出：信息ＩＤ为１００１，信息长度为５４个字；
通道摘要信息ＩＤ为１００２，信息长度为５１个字；
通道测量信息ＩＤ为１００７，信息长度为１５４个字；
…
用户设置输出：信息ＩＤ为１０１２，信息长度为２２个字；
内建测试结果：信息ＩＤ为１１００，信息长度为２０个字；
测量时间标记：信息ＩＤ为１１０２，信息长度为２５３个字；
串口通信参数：信息ＩＤ为１１３０，信息长度为２１个字；
ＥＥＰＲＯＭ 状态： 信息ＩＤ为１１３６，信息长度为１８个字。
下面是ＴＵ－３０的输入信息描述：
测量位置和速度初始化：信息ＩＤ为１２００，信息长度为２７个字。现以此为例来介绍各信息字的具体含义：
字１～４：信息头；
５：头校验；
６：序列号；
７：初始化控制；
８～１６：ＧＰＳ时间、日期；
１７～１８：纬度；
１９～２０：经度；
２１～２２：高度；
２３～２４：对地速度；
２５：卫星轨道仰角；
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２６：爬升率；
２７：数据校验。
下面是ＴＵ－３０的其它信息，其具体内容可参见相关文档。
用户数据定义：信息ＩＤ为１２１０，信息长度为２０个字；
地图选择信息数据：信息ＩＤ为１２１１，信息长度为８个字；
卫星仰角屏蔽控制（０～±л／２）：信息ＩＤ为１２１２，信息长度为８个字；
卫星选择 ： 信息ＩＤ为１２１３，信息长度为１０个字；
差动ＧＰＳ控制：信息ＩＤ为１２１４，信息长度为９个字；
冷起动控制：信息ＩＤ为１２１６，信息长度为９个字；
定位方法校验标准：信息ＩＤ为１２１７，信息长度为１３个字；
无线类型选择（主动／被动）：信息ＩＤ为１２１８，信息长度为８个字；
用户登录高度输入：信息ＩＤ为１２１９，信息长度为１２个字；
应用平台控制（默认、静态、海洋、陆路、空中）：信息ＩＤ为１２２０，信息长度为８个字；
串口通信参数信息：信息ＩＤ为１２２１，信息长度为１５个字；
导航配置信息：
信息协议控制：…
以上相关信息通常都保存到模块的ＥＥＰＲＯＭ中。
４ 与单片机构建的便携式导航系统
４．１ 硬件结构
设计时，通常将ＴＵ－３０模块的串口１与单片机的串口相连接，模块与天线的连接可以加一级前置放大器。天线可选用东芝天线，也可以专门定制。可选用ＬＣＤ屏显示经纬度、时间、高度等数据。电源采用４节碱性电池，易于更换。
ＭＣＵ可选用德州仪器的ＭＳＰ４３０ ｆｌａｓｈ（Ｆ１３Ｘ）系列。ＭＳＰ４３０系列为１６位单片机，处理速度快，功耗低，体积小，适合在便携式仪器上使用。同时，ＭＳＰ４３０单片机支持Ｃ语言，易于编程。
屏幕菜单采用字符型西文显示，可缩短开发时间、降低成本，很适合于民用；也可以选用大屏幕彩色点阵液晶，它界面友好、美观，但软件工作量大，硬件成本高。键盘可选择３个触摸键，菜单功能全部可用软件实现。因为ＭＳＰ４３０单片机的电源为３．３Ｖ而ＴＵ－３０的电源为５Ｖ，所以需要用ＤＣ－ＤＣ电源转换模块进行处理。如果采用充电电池则还需要充电电路。ＧＰＳ模块与单片机的接口原理如图２所示。
４．２ 软件设计
图３所示是ＴＵ－３０ ＧＰＳ模块的软件流程图。
javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>该软件的编写主要是设置ＧＰＳ模块与ＭＣＵ之间的串口通信、参数显示及人机接口。主要包括初始化、串口通信、数据处理、故障提示、显示、键盘处理、电源管理等部分。其中初始化包括ＭＳＰ４３０中各种寄存器的配置、串口相关参数配置（波特率，模式）及外围电路（ＬＣＤ、电源等设备检测）的初始化等；
串口通信包括数据发送、接收、校验，通信故障提示等；数据处理主要是对接收数据的解码、存储和数据刷新等； 故障提示包括设备故障、通信故障、电源故障等。电源管理主要是电源欠压提示和当前电源状态显示。
另外，设计时还应注意ＧＰＳ模块的天线要求，具体有以下两点：
（１）天线增益应为３０ｄＢ，阻抗应为５０Ω。
（２）无线频率信号环境方面要求，即ＲＦ输入Ｌ１的载波频率应为１０ＭＨｚ，带宽中心点应为０ｄＢＷ。５ 结束语
ＧＰＳ导航设备的应用着重于多卫星系统、远距离监控以及多功能显示等方面。使用多卫星系统（如ＧＮＳＳ综合导航定位系统）进行导航定位时，卫星较多可保证实时定位的精度与可靠性。
此外，ＧＰＳ定位还受ＧＰＳ网的限制，应用ＧＰＳ卫星定位技术建立的控制网叫ＧＰＳ网。归纳起来大致可分为两大类：一类是全球或全国性的高精度ＧＰＳ网，这类ＧＰＳ网中相邻点的距离在数千公里至上万公里， 其主要任务是作为全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架，以为全球性地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务。另一类是区域性的 ＧＰＳ网，包括城市或矿区ＧＰＳ网，ＧＰＳ工程网等，这类网中的相邻点间的距离为几公里至几十公里，其主要任务是直接为国民经济建设服务。
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作者：佚名
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