移動嵌入式技術在GPS中的應用

1、GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 1、概、概 述述 2、基于基于Windows CE的的PDA的開發(fā)的開發(fā) 3 3、PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 4 4、PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 概概 述述 GPS 計劃自 1973 年起步，由美國國防部運作。1978 年首次發(fā) 射衛(wèi)星，1994 年完成 24 顆中高度圓軌道（MEO）衛(wèi)星組網(wǎng)，共歷時 16 年、耗資 120 億美元。至今，已先后發(fā)展了三代衛(wèi)星，共發(fā)射了 41 顆。目前，在軌

2、工作衛(wèi)星有 28 顆，其中還發(fā)射成功 2 顆新型的 2R 型衛(wèi)星，還將發(fā)射 19 顆，總共耗資 190 億美元。計劃從 2003 年開始部署 33 顆 2F 型衛(wèi)星。此外，現(xiàn)在又開始了全改進型 GPS-3 的概念研究，以適應2030年未來的系統(tǒng)級要求。 一、背景情況 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 概概 述述 GPS是一個全球性、全天候、全天時、高精度的導航定位和時間傳遞系統(tǒng)。 24 顆衛(wèi)星位于6個傾角為55度的軌道平面內(nèi)，高度20182千米，周期近12小時。 衛(wèi)星用 2 個 L波段頻率發(fā)射單向測距信號，區(qū)別不同衛(wèi)星采用碼分多址 （CDMA, 和中國聯(lián)通的 CD

3、MA 理論上一樣）。它是一個軍民兩用系統(tǒng)，提供 兩個等級的服務。即為軍事用戶提供 L1（頻率 1575.42MHz）、L2（頻率 1227.6MHz）雙頻 P 碼測距、優(yōu)于 22 米的水平精度、27.7米的垂直精度和 100 納秒的授時精度的精密定位服務（可加反欺騙（AS）Y 密碼），為其他用 戶提供 L1 單頻 C/A 碼測距加選擇可用性（SA）人為干擾的標準定位服務 （SPS），位置精度降低到 100 米，授時精度降低到 340 納秒。為了提高導航 精度、可用性和完整性，世界各地發(fā)展了各種差分系統(tǒng)。特別是利用地球靜止軌 道衛(wèi)星建立的地區(qū)性廣域差分增強系統(tǒng)（如美國民航局開發(fā)的 WAAS，歐洲

4、的 EGNOS 及日本的 MSAS），可提供附加區(qū)域衛(wèi)星導航測距信號、導航精度校 正數(shù)據(jù)和在軌導航衛(wèi)星的可用性信息，成為顯著提高導航精度和可靠性的重要手 段，并使 SA 干擾失去作用。 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 概概 述述 美國政府為了加強其在全球導航市場的競爭力，已于2000年5月1日午夜撤銷對 GPS 的 SA 干擾技術，標準定位服務定位精度雙頻工作時實際可提高到 20 米、 授時精度提高到 40 納秒，當然軍用標準也更高了。并承諾以后逐步增加兩個 民用頻率，即 L2 增加 C/A 碼和民航安全專用的 L5(頻率 1176MHz），希望 以此來抑制其他

5、國家建立與其平行的另一個系統(tǒng)，并提倡以 GPS 和美國政府的 增強系統(tǒng)作為國際使用的標準。美國為保持其獨家利用衛(wèi)星導航系統(tǒng)的軍事優(yōu) 勢，提出了導航戰(zhàn)的戰(zhàn)略方針。其內(nèi)容在戰(zhàn)時包括 3 個方面：對戰(zhàn)區(qū)內(nèi)抑制民 用信號，如施放干擾和恢復 SA 手段，拒絕敵方使用其所有有用導航功能；確 保本方使用，加強反干擾、反欺騙能力和抗摧毀能力，如加大 P(Y) 功率，在 L1 和 L2 上增加 M 碼，并已開發(fā)出軍碼在民用碼受干擾和關閉時的獨立捕獲 的自我生存能力，增加星間鏈路和提高衛(wèi)星原子鐘頻率長期穩(wěn)定度以增加星座 自主導航能力，導航接收機采用可控方向圖天線，對多個干擾源方向形成天線 方向圖零點以降低干擾能量

6、等。 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 概概 述述 二、嵌入式技術簡介 1、嵌入式操作系統(tǒng) Microsoft的Windows CE操作系統(tǒng) 3Com公司的Palm OS 操作系統(tǒng) Pocket PC操作系統(tǒng) EPOC 操作系統(tǒng) 深圳桑夏公司的2000操作系統(tǒng) GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 概概 述述 二、嵌入式技術簡介 2 2、CPUCPU類型類型 目前各種各樣的目前各種各樣的PDAPDA產(chǎn)品使用的產(chǎn)品使用的CPUCPU種類比較多，主要有：種類比較多，主要有： MIPS MIPS SH3 SH3 SH4 SH4 ARM ARM

7、Pocket PC Pocket PC 其它其它 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 概概 述述 二、嵌入式技術簡介 3、基于嵌入式技術的PDA產(chǎn)品 目前PDA產(chǎn)品類型比較多，主要的生產(chǎn)廠家有HP, CASIO, COMPAQ, LEO、聯(lián)想、海信等。 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 概概 述述 三、嵌入式技術的特點 1、嵌入式操作系統(tǒng)穩(wěn)定可靠 2、PDA設備的CPU功耗低，省電 3、PDA的操作簡便，攜帶方便 4、具有很好的圖形顯示窗口 5、觸摸式的輸入方式 6、具有多種數(shù)據(jù)傳輸方式（紅外、藍牙、USB等） 7、存儲容量大 GPS

8、移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 基于基于Windows CEWindows CE的的PDAPDA的開發(fā)的開發(fā) 一、開發(fā)的基本過程 PDA的程序的開發(fā)一般在臺式機上進行，需要有專門的開發(fā)包和 編譯工具，程序代碼寫完后，可以利用相應的編譯工具編譯，生成各 種CPU類型的可執(zhí)行文件，然后將該文件復制到掌上電腦的內(nèi)存中， 由于大部分掌上電腦都沒有硬盤，程序和數(shù)據(jù)是靠電池記憶的，因此 要注意保持足夠的電量，否則程序和數(shù)據(jù)就會丟失。 1、進行系統(tǒng)功能設計 2、在臺式機上的Windows CE開發(fā)集成開發(fā)環(huán)境中，進行菜單設計、 源代碼設計 3、在臺式機上的仿真環(huán)境中進行程序的測試 4

9、、將程序編譯成對應CPU的可執(zhí)行文件 5、將程序安裝到PDA中，進行更進一步的測試 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 基于基于Windows CEWindows CE的的PDAPDA的開發(fā)的開發(fā) 二、開發(fā)的軟、硬件環(huán)境 1. 1、硬件環(huán)境。 486/66MHz以上微機,24M或以上內(nèi)存,有100M以上剩余空間的硬盤,掌上電腦 ,通訊電纜等。 2、軟件環(huán)境。 Windows 2000/XP操作系統(tǒng) Microsoft Embedded Visual C+ 3.0或4.0（或EVB3.0或4.0） 進行源代碼的編輯、編譯等，界面與Visual C+或Visual Ba

10、sic類似。 Microsoft Pocket PC 2003 SDK 為了將程序編譯成Pocket PC 2003掌上電腦可執(zhí)行的程序，需要有對應軟件 開發(fā)工具包的支持，其中包含一個Pocket PC 2003的仿真程序（界面如后圖 所示） GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 基于基于Windows CEWindows CE的的PDAPDA的開發(fā)的開發(fā) GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 基于基于Windows CEWindows CE的的PDAPDA的開發(fā)的開發(fā) 二、開發(fā)的軟、硬件環(huán)境 Microsoft ActiveSync 為了在

11、PDA和計算機之間進行數(shù)據(jù)和程序的傳輸，需要安裝本模塊。界 面如下所示： GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 基于基于Windows CEWindows CE的的PDAPDA的開發(fā)的開發(fā) 三、開發(fā)過程的演示 開始 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 一、硬件設備 1、HP568掌上電腦 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 一、硬件設備 2、臺灣產(chǎn) CF Type1 GPS 正正 面面?zhèn)葌?面面背背

12、 面面 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 一、硬件設備 3、CF 藍牙，CF 無線網(wǎng)卡，CF GPS（從左至右） GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入

13、式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 二、Pocket PC對CF Type1 GPS的控制 1、創(chuàng)建串口連接 CF Type1 GPS 在Pocket PC 2002 操作系統(tǒng)中是免驅動的。 從“開始”菜單，點擊 “設置” 點擊“連接”后，再點擊“連接” 圖標 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 在出現(xiàn)的“連接”設置頁面中 點擊中間的“更改” 在出現(xiàn)的“單位設置”頁面中，點擊“新 建” GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDA

14、PDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 為這個新連接輸入一個名字，例如：“GPS 連接”；在調制解調器列表中， 選擇帶 GPS 字樣的設備；把波特率設置為4800 bps 點擊“高級”以確保連接 參數(shù)如以下所示： 數(shù)據(jù)位：8 奇偶校驗：無 停止位：1 流控制：硬件 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 接下來，選中“手動輸入撥號命令”復選框，然后點擊“OK”返回(TCP/IP 與名稱服務器不用管)。 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用

15、示例一中的應用示例一 然后點擊“下一步”，復選框全部不選，然后點擊“完成”以完成設置 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 2、測試連接 從“開始”菜單，點擊“設置”；點擊“連接”后，再點擊“連接”圖標；在出現(xiàn)的 “連接”設置頁面中，點中間的“更改”；在出現(xiàn)的“單位設置”頁面中，點擊并按住 “GPS 連接”，然后選擇“連接”即可 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 然后就會出現(xiàn)“正在撥號”窗口和“手動撥號終端”，GPS 數(shù)據(jù)的

16、列表將會被顯示在屏幕 上 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 點擊屏幕上方任務欄“手動撥號終端”和音量喇叭間的雙箭頭圖標，可選擇斷開 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 3、GPS應用 在這之前，要去 http:/ 自行下 載并安裝“GpsViewer”全平臺 GPS 測試工具(適用所有 GPS 測試)至掌上電 腦。這是官方免授權正版軟件。 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GP

17、SGPS中的應用示例一中的應用示例一 從“開始”菜單，點擊“程序”。選擇“GPS Viewer”。 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 Setup 中，先點 Scan, 以便掃描出 CF GPS 在掌上電腦的哪個串口(Com Port)上,每次掌上電腦軟啟動后，都最好Scan 一下，因為串口不是始終不變的。 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例一中的應用示例一 掃描完畢，在 Com Port 中選上剛才找到(上圖 Found GPS!)的那個

18、 GPS 端 口，然后點擊 Open GPS，好了，可以用了。 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 一、主要目的 1、實現(xiàn)在基于Windows CE掌上電腦對Leica GPS500系列接收機的全部 控制、代替原有的控制器。由于原控制都為英文界面，對用戶來說存在 極大的不方便，因此產(chǎn)生了該需求。 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 模擬現(xiàn)實模擬現(xiàn)實 數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)發(fā)布數(shù)據(jù)發(fā)布 將設計轉換為現(xiàn)實將設計

19、轉換為現(xiàn)實 GIS 和和 CAD 現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界 2、實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與因特網(wǎng)服務的緊密結合實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與因特網(wǎng)服務的緊密結合 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 二、有關接口指令的說明 在徠卡500測量系統(tǒng)中有兩種類型的接口指令：一種是ASCII格式；另一種 Leica Binary 2 Interface格式 1、ASCII格式 NMEA 是在GPS中廣泛使用的一種標準格式，徠卡系統(tǒng)兼容NMEA格式，同時進行 了擴展，如： 常規(guī)NMEA格式: $GPGLL,3723.454333,N,12202.26966

20、7,W,151933,A*3E 徠卡擴展NMEA格式為： $PLEI : Proprietary (P) Leica (LEI)。 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 二、有關接口指令的說明 在徠卡500測量系統(tǒng)中有兩種類型的接口指令：一種是ASCII格式；另一種 Leica Binary 2 Interface格式 1、ASCII格式 - 查詢命令： $PLEIQ,?,.$PLEIQ,?,. 如查詢端口輸出的坐標可以用下面的命令：如查詢端口輸出的坐標可以用下面的命令： $PLEIQ,POS,0,4,0*39

21、 接收機會發(fā)送確認信息：接收機會發(fā)送確認信息： $PLEIR,ACK,POS,0*5B 接下來發(fā)送位置信息：接下來發(fā)送位置信息： $PLEIR,POS,101259.00,250497,.*hh GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 二、有關接口指令的說明 在徠卡500測量系統(tǒng)中有兩種類型的接口指令：一種是ASCII格式；另一種 Leica Binary 2 Interface格式 1、ASCII格式 - 校驗和的計算 在每一條指令的最后要跟上校驗和，計算方法是將除了開始和停止位的所有 字符按位進行異或運算，包

22、括（,$,*)等，放在前面，如： $PLEIR,AHT,0,1.995,0*35 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 二、有關接口指令的說明 在徠卡500測量系統(tǒng)中有兩種類型的接口指令：一種是ASCII格式；另一種 Leica Binary 2 Interface格式 2、LB2格式 LB2是徠卡專用的一種二進制指令格式。 Synchronization Word data=9CAE16 (2bytesas transmitted) MessageByte Length (excludingsync word

23、) (2bytes) Message Identifier (1byte) Message Data (nbytes) Checksum (2bytes) GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 二、有關接口指令的說明 在徠卡500測量系統(tǒng)中有兩種類型的接口指令：一種是ASCII格式；另一種 Leica Binary 2 Interface格式 2、LB2格式 LB2是徠卡專用的一種二進制指令格式。如： GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的

24、應用示例二 三、主要函數(shù)的說明 1、打開串口 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 三、主要函數(shù)的說明 2、配置端口 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 三、主要函數(shù)的說明 3、設置超時 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 三、主要函數(shù)的說明 4、從端口讀數(shù)據(jù) GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 三、主要函數(shù)的說明 5、向端口寫數(shù)據(jù) GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 三、主要函數(shù)的說明 6、關閉端口 CloseHandle(hCom); GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在GPSGPS中的應用示例二中的應用示例二 四、主要功能 1、配置功能 2、傳感器 3、定位 4、實用程序 GPS 移動嵌入式技術在移動嵌入式技術在GPS中的應用中的應用 PDAPDA在在