0引言

　　作为导航领域内一种全新的技术，gps全球定位系统主要利用卫星进行定位。gps最初由美国政府机构控制使用，是目前世界上最为成熟和完好的全球卫星导航系统。它由30颗(4颗为备份星)在轨卫星组成。早期的gps系统对民用信号的定位精度限制为100米左右，2000年后则取消这一限制。目前，gps可以提供的民用信号定位精度为10米左右。gps现可应用于多领域(如民用航空，车辆调度管理，深海海运等整个海陆空范围内的导航等)，特别是在目前的车载导航领域，gps全球卫星定位技术更是具有广泛的应用。随着应用领域的日益扩大，中国卫星导航仪的市场规模已从2000年的不到10亿元增长到了2005年的120亿元。因此，对gps进行研究和二次开发势在必行。

　　1 jp7-t型gps oem板的组成

　　本设计根据实际项目需要将所调研的几种gps资料进行了比较权衡，最后选择了德国falcom公司生产的jp7-t(sirf2)gps模块。该模块有12个信道gps接收模块、完整的温度补偿晶体振荡器、sirf2型芯片一低功率芯片集、高级tiff频率、3种不同供电模式、更小的体积、pin脚与jp7-lp兼容并有记忆功能，同时内嵌falcom记忆查询软件。利用此模块作为核心部分，笔者还设计了一块demo板进行测试。fal-com公司生产的jp7-t(sirf2)gps模块的内部信号流的处理过程．

　　jp7-tx系列gps定位系统采用的是l1信号频率(1575.42 mhz)。该模块可以分为四大块：rf信号下转换器、数字基带解调、嵌入式arm微处理器和用于存储内置gps软件的8mbit flash存储器。其中前两者用于硬件电路处理，而arm微处理器则可采用内置gps软件来计算gps的位置、速度、时间等。

　　系统中的射频部分用作gps信号(通常是一130 dbm)的补偿和过滤，然后将其转换成中频信号并输出到信号处理部分。数字基带解调器的功能是载有量化了的gps信号和检测卫星的串行比特流数据和伴随伪序列。这个过程通过扩展谱和信号多普勒频率部分的移动来获得串行数据。arm微处理器用来监督信道的分配，并提取原始的卫星跟踪数据，同时在计算出位置和时间后，将其采用串行方式发送到高层应用部分。支持微处理器处理过程的硬件电路包括rtc和复位脉冲产生器电路。内置的gps软件用来管理信道分配，并可采用卫星的伪序列来计算位置、速度和时间，并重定数据格式后输出到串行口或用于本地决策。

　　2 jp7-t gps接收机的demo板设计

　　在了解了jp7-t gps模块的内部原理后，要知道是否适合产品的设计需要，还要再设计一块demo板来进行性能测试。demo板的基本硬件设计框图如图2所示。

　　通过分析gps模块的内部电路和引脚可知，其4、5引脚为第一组i／o口，分别是sdi1和sdo1，其中sdi1是主要的接收信道。用来接收gps板的软件命令，sdo1是主要的传输信道，用来将导航数据传输到用户程序；6，7号引脚为第二组i／o口，分别是sdi2和sdo2；17号引脚是rf_in，用于为gps提供从天线接收到的信号；19号引脚用于为天线提供电源。其中sdi和sdo都是ttl电平，故在将其通过rs-232串口与pc机相连以进行测试前，必须将ttl标准信号转换成232标准信号才能与pc机进行通信，本设计采用max3232电平转换芯片，其转换电路如图3所示。鉴于gps模块的频率和项目产品的设计需要，本设计选择了5米gps车用磁性吸盘天线，其中心频率也是l1，它接收卫星定位信息的定位精度小于15米。

　　3软件设计

　　本系统的软件部分主要完成对经纬度、utc时间、gps定位有效性、移动端速度的采集、解码和显示。本设计将wgs-84坐标的经纬度都转换成以度为单位，utc时间转换为北京时间，并将速度的knop单位转化为以km／h为单位。

　　3.1 jp7-t的gps数据格式

　　nmea-0183协议是美国国家海洋电子协会(nationaimarineelectronlcsassociation)制定的gps接口协议标准。nmea-0183协议中定义了若干代表不同含义的语句，每个语句实际上就是一个ascii码串。这种码比较直观，易于识别和应用。其发送到计算机的数据主要由帧头、帧尾和帧内数据组成，根据数据帧的不同，帧头也不相同。帧头主要有"$gpgga"、"$gpgsa"、"$gpgsv"以及"$gprmc"等。这些帧头标识了后续帧内数据的组成结构，各帧均以回车符和换行符作为帧尾来标识一帧的结束。使用中不需要了解nmea-0183通信协议的全部信息，仅需要从中挑选出需要的那部分定位数据即可，而将其余的信息忽略掉。

　　格式中各字段的解释如下：
　　(1)当前位置的格林尼治时间，格式为hh-mmss；
　　(2)状态，a为有效位置，v为非有效接收警告，即当前天线视野上方的卫星个数少于3颗；
　　(3)纬度，格式为ddmm.mmmm；
　　(4)用于标明南北半球，n为北半球、s为南半球；
　　(5)径度，格式为dddmm.mmmm；
　　(6)用于标明东西半球，e为东半球、w为西半球；
　　(7)地面上的速度，范围为0.0到999.9；
　　(8)方位角，范围为000.0到359.9度；
　　(9)日期，格式为ddmmyy；