移動嵌入式技術在GPS中的應用

1、會計學1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 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

2、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 CDMA 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

3、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。美國政府為了加強其

4、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

5、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等。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)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

6、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 Pocket PC Pocket PC 其它其它二、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。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、存儲容量大一、開發(fā)的基本過程 PDA的程序的開發(fā)一般在

7、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、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

8、,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 Basic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）二、開發(fā)的軟、硬件環(huán)境 Microsoft ActiveSync 為了在PDA和計算機之間進行數(shù)據(jù)和程序的傳輸，需

9、要安裝本模塊。界面如下所示：三、開發(fā)過程的演示開始一、硬件設備1、HP568掌上電腦一、硬件設備2、臺灣產(chǎn) CF Type1 GPS正正 面面?zhèn)葌?面面背背 面面一、硬件設備3、CF 藍牙，CF 無線網(wǎng)卡，CF GPS（從左至右）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 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” 為這個新連接輸入一個名字，例如：“GPS 連接”；在調(diào)制解調(diào)器列表

10、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)。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)的列表將會被顯示在屏幕上點擊屏幕上方

11、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。從“開始”菜單，點擊“程序”。選擇“GPS Viewer”。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。掃描完畢，在 Com Port 中選上剛才找到(上圖 Found GPS!)的那個 GPS 端口，然后點擊 Open GPS，好了，可以用了。一

12、、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。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

13、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:$GPGLL,3723.454333,N,12202.269667,W,151933,A*3E徠卡擴展NMEA格式為：$PLEI : Proprietary (P) Leica (LEI)。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*

14、39 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： $PLEIR,POS,101259.00,250497,.*hh二、有關接口指令的說明 在徠卡500測量系統(tǒng)中有兩種類型的接口指令：一種是ASCII格式；另一種Leica Binary 2 Interface格式1、ASCII格式- 校驗和的計算 在每一條指令的最后要跟上校驗和，計算方法是將除了開始和停止位的所有字符按位進行異或運算，包括（,$,*)等，放在前面，如： $PLEIR,AHT,0,1.995,0*35二、有關接口指令的說明 在徠卡500測量系統(tǒng)中有

15、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。SynchronizationWorddata=9CAE16(2bytesastransmitted)MessageByteLength(excludingsyncword)(2bytes)MessageIdentifier(1byte)MessageData(nbytes)Checksum(2bytes)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：三、主要函數(shù)的說明1、打開串口三、主要函數(shù)的說明2、配置端口三、主要函數(shù)的說明3、設置超時三、主要函數(shù)的說明4、從端口讀數(shù)據(jù)三、主要函數(shù)的說明5、向端口寫數(shù)據(jù)三、主要函數(shù)的說明6、關閉端口CloseHandle(hCom);四、主要功能1、配置功能2、傳感器3、定