基于Ublox GPS模块差分定位技术研究(2)
2.5 本章小结 .. 15
3 GPS 平台搭建 . 16
3.1 硬件总体方案设计 . 16
3.2 MCU模块设计 .. 18
3.3 电源模块和通讯电路设计 . 19
3.4 GPS 接收模块 19
3.4.1 Ublox NEO_5Q 概述 . 20
3.4.2 Ublox NEO_5Q 电路设计 .. 21
3.5 LCD 模块设计 23
3.6 试验平台展示 25
3.7 本章小结 .. 26
4接收GPS 信息和事后差分软件设计 27
4.1 GPS 定位数据的获取 27
4.1.1 NMEA0183 信息格式 . 27
4.1.2 程序实现 . 28
4.1.3导航电文数据分析及提取程序设计 29
4.2 事后差分软件的研制 31
4.3 程序使用操作流程 . 33
4.4 本章小结 .. 34
5 试验分析 36
5.1 实验参数设置与测试 . 36
5.2 实验结果与分析 37
6 结论与展望.. 39
6.1 结论 . 39
6.2 未来工作展望 39
致 谢.. 40
参 考 文 献. 41
1 绪论
1.1 GPS 定位基础
随着软硬件技术的快速发展，GPS （Global Position System）全球定位系统
也不断的扩大其运用范围，逐步的渗入到人们的日常生活中。GPS 以全天候、
高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大科技工作者的信赖，并成功地应
用于军事、科研和社会生活中得到广泛的运用
全球定位系统由以下三个部分组成： GPS 卫星、地面监控和用户。GPS 卫
星的主要功能是：（1）接收和储存由地面监控系统发射来的导航信息；（2）接收
并执行地面监控系统发送的控制指令，如调整卫星姿态和启用备用时钟、备用卫
星等；（3）向用户连续不断地发送导航与定位信息，并提供时间标准、卫星本身
的空间实时位置及其它在轨卫星的概略位置。地面监控部分主要任务：是连续观
测和接收所有 GPS 卫星发出的信号并监测卫星的工作状况，将采集到的数据连
同当地气象观测资料和时间信息经初步处理后传送到主控站。 GPS 的用户设备部
分，包括 GPS 接收机硬件、数据处理软件和微处理机及其终端设备等。主要作
用是对天线接收到的信号进行数据处理、记录、存储、状态及结果显示等。
从 80年代起，随着 GPS 实验卫星和工作卫星先后不断升空，导航型和大地
型接收机及各类配件日趋完善，各种不同的应用软件不断的精益求精，使得GPS
定位技术在导航、测绘等领域迅速获得推广应用。通过查阅文献，GPS 定位技术
的应用特点可归纳为以下几点
1．GPS 系统能够实施全球性全天候全天时的连续不断的三文导航定位测量。
2．GPS 信号能够用于运动载体的七文状态参数和三文姿态参数测量。
3．GPS 卫星能够为陆地、海洋和空间广大用户提供高精度多用途的导航定位服务。
4．GPS 技术能够达到毫米级的静态定位精度和厘米级的动态测量精度。
GPS 定位模式根据测量原理与方法不同，分类各异[3,5,6] ：
1．根据观测量的不同分为伪距定位方法和载波相位测量定位方法。利用测距码进行伪距测量的方式是全球定位系统（GPS）的基本测距方法。然而因为测
距码的码元长度较大，相对于一些高精度应用来讲其测距精度还显得不够。
2．根据待测点的运动状态分为静态定位和动态定位。 静态定位即 GPS 接
收机在进行定位时，待定点的位置相对其周围的点位没有发生变化，其天线位置