GPS轨迹记录.docx
- 文档编号:9969160
- 上传时间:2023-02-07
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:1.17MB
GPS轨迹记录.docx
《GPS轨迹记录.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《GPS轨迹记录.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
GPS轨迹记录
西北工业大学明德学院
GPS轨迹记录仪
组员:
孙志国
解英杰
张瑶
2013.5.5
摘要:
NMEA是为了在不同的GPS(全球定位系统)导航设备中建立统一的BTCM(海事无线电技术委员会)标准,由美国国家海洋电子协会(NMEA-TheNationalMarineElectronicsAssocia-tion)制定的一套通讯协议。
GPS接收机根据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。
$GPGGA,语句ID,表明该语句为GlobalPositioningSystemFixData(GGA)GPS定位信息
$GPGSA,语句ID,表明该语句为GPSDOPandActiveSatellites(GSA)当前卫星信息
$GPGSV,语句ID,表明该语句为GPSSatellitesinView(GSV)可见卫星信息
$GPRMC,语句ID,表明该语句为RecommendedMinimumSpecificGPS/TRANSITData(RMC)推荐最小定位信息
$GPVTG,语句ID,表明该语句为TrackMadeGoodandGroundSpeed(VTG)地面速度信息
$GPGLL,语句ID,表明该语句为GeographicPosition(GLL)地理定位信息
英文摘要
TheNationalMarineElectronicsAssociation(NMEA)isanon-profitassociationofmanufacturers,distributors,dealers,educationalinstitutions,andothersinterestedinperipheralmarineelectronicsoccupations.TheNMEA0183standarddefinesanelectricalinterfaceanddataprotocolforcommunicationsbetweenmarineinstrumentation.NMEA0183isavoluntaryindustrystandard,firstreleasedinMarchof1983.Ithasbeenupdatedfromtimetotime;thelatestrelease,currently(August2001)Version3.0,July2001,isavailablefromtheNMEAoffice(Warning:
thepricefornon-membersis250US$).
POBox3435
NewBernNC28564-3435
USA
www.nmea.org
NMEAhasalsoestablishedaworkinggrouptodevelopanewstandardfordatacommunicationsamongshipboardelectronicdevices.Thenewstandard,NMEA2000,isabi-directional,multi-transmitter,multi-receiverserialdatanetwork.Itismulti-masterandself-configuring,andthereisnocentralcontroller.TheNMEAbeganabetatestingperiodinJanuary2000withelevenmanufacturers.AreleaseversionofNMEA2000isexpectedin2001.
1.产品描述
VK-162
卫星接收器,是一个完整的卫星定位接收机。
内建卫星接收天线,卫星接收核心采用最先进的SIRF第三代定位核心,提供高精度的定位信息,故也能满足工业级定位的严格要求与个人使用需要。
适用范围从汽車导航、保全系统、地图制作、各种调查到农业用途等。
USB、232串口、TTL信号等接口使其与其它电子设备联系与沟通,内建纽扣型电池用以储存卫星资料,如卫星讯号状态、上次使用的最后的位置及时间,以增加开机时的定位速度。
其耗电量极低,且能同时追踪12颗定位卫星的讯号。
快速定位及追踪12颗卫星的能力。
内建WAAS/EGNOS解调器,不需额外硬件即可接收WAAS/EGNOS信号。
支持NMEA01833.01版本输出资料格式。
2TTL输出
引脚定义
名称
说明
PPS
指示灯
VCC
+3.3V~+5.0V电压
TX
输出
RX
接收
GND
接地
BOOT
烧录
正反面都带PPS指示灯,定位前常亮,定位后每秒闪烁一次,方便识别是否定位成功。
3.技术规格
名称
描述
芯片
GSC3F
SiRFIII低功耗芯片
常规
频率
L1,1575.42MHz
C/A码
1.023MHzchiprate
通道
20
精度
位置
<10米(独立定位)
<5米(WAAS)
<2.5米(DGPS)
速度
0.1m/s
时间
1μs
灵敏度
捕获
-153dBm
跟踪
-159dBm
坐标系
默认
WGS-84
其它
可选择其它坐标系
重新捕获
平均0.1秒
一次定位时(户外空旷的地方或固定位置的要求)
快捕
<1秒
热启动
<1秒
温启动
<37秒
冷启动
<39秒
动态条件
高度
<18000米
速度
<515m/s
加速度
<4g
电源
主电源5V
推荐3.3V最低3.0V最高
功耗
≈100mW(连续工作模式)
电流
≈40mA
接口
串口
全速TTL串口
协议
NMEA0183/SiRFBinary
脉冲
电平
TTL
脉冲周期
100ms
4.硬件接口配置
电源:
VK-162稳压电源是必要的。
输入电压VCC:
+3.3V~+5.0V,最大电流不超过60mA。
外部去耦电路必须提供合适的去耦标准USB-A端口
5.软件接口
VK-162的界面格式是根据NMEA((NationalMarineElectronicsAssociation)0183ASCII的格式设计而成,这个格式完整规范于“NMEA0183,3.01版"。
VK-162卫星接收机,提供NMEA-0183标准输出格式。
出厂时之NMEA预设值为:
传输速率(BaudRate)9600bps,资料位:
8(Bits),停止位(stopbit)及无极性输出(noparity)。
VK-162原厂设定值:
功能名称
描述
默认NMEA支持格式
GGA、GLL、GSA、GSV、RMC、VTG、MSS
默认输出波特率
9600bps
默认PPS指示灯状态
GPS一开机时会开始追踪GPS信号,此时LED灯号会常亮。
待定位成功,LED灯号闪烁。
6.NMEA0183协议
6.1NMEA0183输出
GGA:
时间、位置、定位类型
GLL:
经度、纬度、UTC时间
GSA:
GPS接收机操作模式,定位使用的卫星,DOP值
GSV:
可见GPS卫星信息、仰角、方位角、信噪比(SNR)
RMC:
时间、日期、位置、速度
VTG:
地面速度信息
MSS:
信号强度等
注意:
输出的信息、频率与设置有关
7.1.1GGA
样例数据:
$GPGGA,161229.487,3723.2475,N,12158.3416,W,1,07,1.0,9.0,M,,,0000*18
名称
样例
单位
描述
消息ID
$GPGGA
GGA协议头
UTC时间
161229.487
161229.487
纬度
3723.2475
ddmm.mmmm
N/S指示
N
N=北,S=南
经度
12158.3416
dddmm.mmmm
E/W指示
W
W=西,E=东
定位指示
1
0:
未定位
1:
SPS模式,定位有效
2:
差分,SPS模式,定位有效
3:
PPS模式,定位有效
卫星数目
07
范围0到12
HDOP
1.0
水平精度
MSL幅度
9.0
米
-
单位
M
米
大地
米
-
单位
M
-
差分时间
秒
当没有GPS时无效
差分ID
0000
校验和
*18
消息结束
7.1.2GLL
样例数据:
$GPGLL,3723.2475,N,12158.3416,W,161229.487,A*2C
名称
样例
单位
描述
消息ID
$GPGLL
GLL协议头
纬度
3723.2475
ddmm.mmmm
N/S指示
N
N=北,S=南
经度
12158.3416
dddmm.mmmm
E/W指示
W
W=西,E=东
UTC位置
161229.487
hhmm.mmmm
状态
A
A=数据有效;V=数据无效
校验和
*18
消息结束
7.1.3GSA
样例数据:
$GPGSA,A,3,07,02,26,27,09,04,15,,,,,,1.8,1.0,1.5*33
名称
样例
单位
描述
消息ID
$GPGSA
GSA协议头
模式1
A
M=手动(强制操作在2D或3D模式),A=自动
模式2
3
1:
定位无效
2:
2D定位
3:
3D定位
卫星使用
07
通道1
卫星使用
02
通道2
卫星使用
通道12
PDOP
1.8
位置精度
HDOP
1.0
水平精度
VDOP
1.5
垂直精度
校验和
*33
消息结束
7.1.4GSV
样例数据:
$GPGSV,2,1,07,07,79,048,42,02,51,062,43,26,36,256,42,27,27,138,42*71
$GPGSV,2,2,07,09,23,313,42,04,19,159,41,15,12,041,42*41
名称
样例
单位
描述
消息ID
$GPVTG
GSV协议头
消息数目
2
范围1到3
消息编号
1
范围1到3
卫星数目
07
卫星ID
07
范围1到32
仰角
79
度
最大90°
方位角
048
度
范围0到359°
载噪比(C/No)
42
dBHZ
范围0到99,没有跟踪时为空
…
…
卫星ID
27
范围1到32
仰角
27
度
最大90°
方位角
138
度
范围0到359°
载噪比(C/No)
42
dBHZ
范围0到99没有跟踪时为空
校验和
*33
消息结束
7.1.5RMC
样例数据:
$GPRMC,161229.487,A,3723.2475,N,12158.3416,W,0.13,309.62,120598,,*10
名称
样例
单位
描述
消息ID
$GPVTG
RMC协议头
UTC时间
161.229.487
Hhmmss.sss
状态
A
A=数据有效;V=数据无效
纬度
3723.2475
ddmm.mmmm
N/S指示
N
N=北,S=南
经度
12158.3416
dddmm.mmmm
E/W指示
W
W=西,E=东
地面速度
0.13
Knot(节)
方位
309.62
度
日期
120598
ddmmvv
磁变量
校验和
*10
消息结束
7.1.6VTG
样例数据:
$GPVTG,309.62,T,,M,0.13,N,0.2,K*6E
名称
样例
单位
描述
消息ID
$GPVTG
VTG协议头
方位
309.62
度
参考
T
真北
方位
309.62
度
参考
M
磁
速度
0.13
Knot(节)
单位
N
节
速度
0.2
公里/小时
单位
K
公里/小时
校验和
*10
消息结束
7.1.7MSS
样例数据:
$GPMSS,55,27,318.0,100,*66
名称
样例
单位
描述
消息ID
$GPMSS
MSS协议头
信号强度
55
dB
信噪比
27
dB
Beacon频率
318.0
KHZ
Beacon位速率
100
bps
校验和
*66
消息结束
8.测试
1.将VK-162USB接头插入电脑的USB接口,即可启动模块.
2.安装CP2102驱动后,在电脑设备管理器中会显示如图:
3.打开SiRFDemo测试软件:
4.选好之后点OK按钮。
会显示如图:
5.搜星定位成功后,如图:
供电充电模块AC1122
AC1122是一颗锂电池充电专用芯片,内部集成了大电流的驱动管,稳定的RC振荡器,主要为MP3,MP4,手机,PDA等多种消费类手持设备锂电池做稳定充电。
本品性能优良,质量可靠,主要采用DIP8的封装形式。
1特点:
支持普通三灯模式
充电饱和电压4.25V(典型值),可通过L1调整自动识别电池极性
空载时稳压输出短路保护功能极少的外围器件
2脚位图及说明
序号
名称
描述
1
BTN
电池负端
2
L3
饱和指示灯L3引脚
3
L2
充电指示灯L2引脚
4
L1
电池指示灯L1引脚
5
PVDD
电源正端
6
GND
电源负端(地端)
7
BTP
电池正端
8
SVDD
电池正端
3应用电路图
4功能描述(参考应用电路图)
4.1电池检测
在VDD断开的情况下接入电池,电池检测指示灯L1亮,表示电池已正常接入电路。
(注:
如果电池正接,反接全都不亮,可以判断电池电量过低,或者已经损坏)
4.2电池空载
当VDD连通而尚未接入电池时,L1常亮;此时BTP与BTN两端之间的电压差为4.25V(典型值)。
4.3正常充电及饱和检测
VDD连通并且接入未满电池时,电源开始对电池进行正常充电(此时不论电池以何种极性接入电路,均能正常充电),充电电流约为160mA(典型值),电池两端电压缓缓升高,充电电流缓慢减小,则此时L1亮,L2闪烁,L3熄灭,表示电池正在被充电;当电池电压升高到4.25V(典型值)时,L2熄灭,饱和检测指示灯L3亮,充电电流降低为0,表示充电过程结束,电池已饱和.
4.4短路保护
若充电过程中,发生电池短路的情况,即BTP与BTN之间的阻抗很低导致压降低于1.5V(典型值),则AC1122内部“短路保护”系统会自动将充电回路切断,避免产生大电流。
L1、L2熄灭,L3亮。
状态说明
载
正常充电
正常接入
亮
闪烁
熄灭
150mA
<4.25V
饱和检测
亮
熄灭
亮
1mA
4.25V
电池短路
短路
熄灭
熄灭
亮
-
<1V
A此灯状态可以根据需要,通过外围电路调整。
变压器控制模块
1.MC34063DC/DC变换器控制电路简介:
MC34063是一单片双极型线性集成电路,专用于直流-直流变换器控制部分。
片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关,能输出1.5A的开关电流。
它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器。
特点:
*能在3.0-40V的输入电压下工作
*短路电流限制
*低静态电流
*输出开关电流可达1.5A(无外接三极管)
*输出电压可调
*工作振荡频率从100HZ到100KHZ
MC34063电路原理
振荡器通过恒流源对外接在CT管脚(3脚)上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡波形。
充电和放电电流都是恒定的,振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。
与门的C输入端在振荡器对外充电时为高电平,D输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平。
当C和D输入端都变成高电平时触发器被置为高电平,输出开关管导通;反之当振荡器在放电期间,C输入端为低电平,触发器被复位,使得输出开关管处于关闭状态。
电流限制通过检测连接在VCC和5脚之间电阻上的压降来完成功能。
当检测到电阻上的电压降接近超过300mV时,电流限制电路开始工作,这时通过CT管脚(3脚)对定时电容进行快速充电以减少充电时间和输出开关管的导通时间,结果是使得输出开关管的关闭时间延长。
2.MC34063引脚图及原理框图
3.MC34063应用电路图:
常用输入电压范围:
4-15V(最低至3V可工作,但效率极低,输出能力下降)
目前可选输出电压有:
1.83V、2.1V、2.5V、3.25V、3.75V、4V、5.2V、5.37V、7.5V、9.75V、13.75V、15V.
MC34063DC/DC升降压板全套散件包括:
PCB板1片
U1MC340631片
C1,C3电解电容2只
D1,D21N5819二极管2只
L1电感1只
Q1PSS8550C三极管1只
R1,R3,R41/8W电阻3只
R21/2W电阻1只
C2独石电容1只
元件的选用可参考下表,不同的选值将影响最大输出电流和效率。
序号
输入电压
(V)
输出电压
(V)
最大输出
电流(mA)
L1
R1
R2
R3
R4
C1
C2
C3
1
12
5
500
100uH
470
0.33
1k
3k
100u16V
330p
220u16V
2
5
12
300
100uH
180
0.22
1.43k
10k
220u16V
330p
100u16V
3
3.6
5.2
33uH
100
0.22
1k
3.16k
220u16V
330p
220u16V
注意只能降压使用,输入输出最少要1.5伏的电压差,也就是输入至少要高于输出1.5伏才可以正常工作,为了更稳定建议至少保持2伏以上。
电路带有过流保护,输出短时间短路也没事。
电路带有电位器失效保护功能,经常调整电位器接触不良后容易导致电压猛增,带有失效保护电路的就不会出现这情况,反而电压会降低到1.8伏左右,从而保护用电设备安全。
输入电压:
直流3V-30V
输出电压:
直流1.25V-(输入电压-2V)最高可调至22伏
最大连续工作电流:
500mA
电路板尺寸:
36mm×33mm
四个固定孔径:
3m固定孔中心距:
30mm×26mm
附录1
附录2
34063降压稳压电源板
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- GPS 轨迹 记录