卫星定位系统车载终端具有自检定位通信信息采集(实用三篇)

卫星通信在信息网络中的应用及发展

当今世界；人们在谈到通信时，总是离不开宽带通信，多媒体通信和移动通信。因此未来的电信网，将是一个包括地下的光缆，地面的微波和蜂窝移动通信，地面以上20公里左右的汽球通信及数百至数千公里的低轨道卫星通信，一万公里左右的中轨道卫星通信，以及3.6万公里高的静止轨道通信卫星系统组成的一个混合系统。它们之间既可以单独组成通信系统；又可以在不同系统间互连互通，成为真正无逢隙的、全球移动的、能够提供各种带宽和多种业务的综合通信网。卫星通信作为一种重要的通信手段，过去主要用在电话通信及电视广播等方面，到了八十年代中期后，随着数字技术的发展，以IDR和VSAT方式工作的卫星通信得到迅速发展。但是由于陆地光缆通信的高速发展，对传统的卫星通信产生了重大的冲击。九十年代中期由于卫星技术的发展；又由于卫星通信具有广播式传送及接入方式灵活等特点，使得它在因特网、宽带多媒体通信和卫星直播电视等方面得到了迅速发展。卫星通信系统的基本结构卫星因特网的优越性及其应用范围：卫星因特网的优越性：1）以低成本的价格提供较宽的带宽；2）进行一点到多点通信，实现广播服务；3）可实现同时传播；4）能对终端用户实现地址化管理，从而可以实现即时提供所需信息；5）与距离无关。主要应用范围：1）ISP与骨干网连接。2）卫星高速传送二3）单向混合网和多点广播业务（如Direct PC）：4）新一代的低成本双向IPVSAT业务。卫星因特网及其业务的发展据报道，近年来，卫星因特网的年增长率是相当可观的。过去一年中基于卫星的因特网业务增长了314％，过去两年中增长了858％。现在，全球超过11％的ISP使用卫星做因特网骨干网。新增加的数量主要是用在卫星接入和多点广播，从而提高了性能，降低了成本。其中许多是用来为企业和个人提供采用双向卫星终端的高速因特网接入，这样可以避开电信供应商，建立自己可以控制的企业网。卫星因特网的应用同时也推动了B to B（企业间）电子商务和农村通信的发展。根据一些研究机构的预测，在未来的十五年，通过卫星传送的业务将主要是数据型业务，而电话业务不会有明显的增长。据预测表显示：1995年电话业务约为80亿美元，而数据业务只相当电话业务约50％；到2001年，电话业务为100亿美元，数据业务将达到300亿美元；2015年，电话业务将仍为100亿美元，而数据业务将达到600亿美元。数据业务的发展速度将是非常快的。由于通信、媒体、因特网及娱乐等得到迅速发展，对带宽的需求增加很快，其中也包括对卫星空间容量更大的需求。根据国际卫星商业委员会（ISBC）的一份报告称，全球因特网使用的卫星空间段容量已达15Gbps，今后四年将增加五倍，达到64Gbps。我国卫星因特网的发展情况卫星因特网业务，在我国的发展虽然是近几年的事，但其发展速度则相当快，到2000年4月底，我国国际互联网的总带宽已达700MHz，其中利用卫星的带宽为208MHz。国内的因特网用户已达1000万用户，按目前国际发展现状，如有10％的用户通过卫星接入因特网，则其用户可达100万，可见其潜力是很大的。国内采用卫星信道作为接入网的Direc PC业务还处在起步阶段，广东电信的星网通业务就是利用“中卫-1号”卫星的ku波段的12MHz带宽进行 的。我公司目前正在与有关方面探讨，加速卫星因特网的推广应用。作为传统的电信运营企业，在新的电信发展环境下，为了充分发挥自己已有的优势，正在认真研究如何适应这种变化，我们将在保证卫星通信作为电话通信一种重要手段的同时，不失时机地开发新的业务领域，在卫星因特网、宽带多媒体接入等方面寻求新的发展，这是卫星在电信通信发展中的一个重要课题，我们认真把它做好。

信息终端之间的战场态势信息传递，通常情况下采用无线电台来实现，无线电台与各终端系统之间采用串行通信模式。该方式多了无线电台这个中间媒介，过程繁琐且安全性不高，如果各信息终端之间可以直接实现战场态势信息共享，不仅简化了信息传输过程，增强了安全性，而且提高了战场效率，本文设计了基于GPRS的终端通信模块，在战术标图中采用SVG对军标符号进行表示，以XML文档对完成的战场态势图进行解析表述，而后利用GPRS模块连接Internet网络，实现XML文档的网络传输，从而实现战场态势信息的共享，系统总体设计如图1所示。

1 硬件设计

(1)微控制器选择。该终端的微控制器采用三星公司的S3C2440 32 b RISC处理器。这是一款专为手持设备而设计的芯片，它采用ARM920 T内核、新型AMBA总线架构，是一款高性能、高集成度、低功耗的芯片。S3C2440主频400 MHz，理论寻址空间为4 GB，但其中有3 GB的空间预留给了微处理器内部的寄存器和其他设备，所以外部寻址空间为1GB。

(2)液晶显示电路。S3C2440含有内置的LCD控制器，它可以将显示在LCD上的数据从系统内部的数据缓冲区通过逻辑单元传送到外部的LCD驱动器中，它可以支持不同分辨率的显示，同时支持STN—LCD和TFT—LCD，在该系统中选用的是由Sharp公司生产的TFT—LCD器件LQ080V3DG0 1，该器件的分辨率为640×480。系统配置触摸屏，操作方便。

(3)GPRS模块。GPRS模块采用的是德国西门子MC39iGSM/GPRS终端，它设计小巧、功耗很低，具有RS 232接口，可通过串口与S3C2440A相连，此外，它的配件有天线，电源，支持短信收发、语音、传真、GPRS上网、数据传输等功能。

(4)存储器模块：在该系统中，选择16 Mb(1M×16b)的AM29LV160D NOR FLASH芯片作为程序存储器存放引导程序、操作系统和用户程序;128 Mb(16M×8b)的K9F2808UOC NAND FLASH芯片作为文件存储器，存放数据文件;64 Mb(4 Banks×1MX 16 b)HY57V561620 SDRAM芯片作为数据交换存储器。由于终端涉及到对图形信息的编辑，牵扯到大量的军标、文字等地图元素，因而扩展了2 GB的SD卡存储器。

2 软件设计

软件设计采用的方案为：引入可移植性、可裁剪性较好的μC/OS-Ⅱ作为操作系统，在嵌入式系统上首先安装并运行操作系统μC/OS-Ⅱ，然后运行TCP/IP协议栈，从而实现嵌入式TCP/IP，使基于S3C2440A微处理器的嵌入式系统终端能够在网络中进行数据传输。整个系统的软件流程图如图2所示。

1系统硬/软件平台概述

车辆GPS定位信息采集系统的硬件平台结构如图1所示。

该平台可以分为3大模块：

1)微系统核心模块 由基于ARM920T的32位嵌入式微处理器S3C2440、SDRAM和Nand FLASH构成和总线接口构成。2片32 MB的HY57V561620构成64 MB的SDRAM存储器，用于运行系统主程序。存储容量为64 M×8 bit的Nand FLASHK9F1208UOM，因其具有掉点保护功能，用于存储操作系统内核、Bootloader的启动代码和用户程序。

2)GPS原始数据接收模块 由一台遵循NMEA-0183协议标准的GPS接收机和PS天线组成。通过外接GPS接收机，将接收到的GPS原始信息，送入到嵌入式微处理器进行数据解析，最终得出战车所在位置的位置、速度和海拔等信息。

3)外设控制模块 包括LCD+触摸屏、USB主/从口、电源、JTAG调试接口、复位电路。选用东华的自带4线模拟电阻式触摸屏和硬件驱动的3.5#TFT型LCD，用于人机交互以及现实解析后的GPS信息。USB主口用于扩展U盘，用于数据存储，从口用于下载WinCE内核文件以及与软件开发主机进行数据交互，JTAG调试接口用于硬件调试以及烧载Bootloader。

软件平台为微软公司的嵌入式操作系统WindowsCE，它界面友好，支持嵌套中断、更好的线程响应、更多的优先级别;支持串口和网络通信;具有丰富的API函数，具有强大的开发工具;多硬件平台支持，支持ARM、MIPS等处理器。经过Platform. Builder定制移植的WindowsCE操作系统如图2所示。

2 定位信息数据格式

GPS的输出数据遵循NMEA-0183协议标准，即美海军的电子设备标准。根据NMEA-0183协议，获取GPS定位信息，必须将串行口的波特率设置为4800b/s，数据位设置为8 bit，停止位设置为1 bit，校验为设置为无。该协议定义了GPS接收机输出的标准信息，最常用、兼容性最广的语句格式包括：$GPRMC、$GPGGA、$GPGSV、$GPGSA、$GPGLL等。应用到的GPS数据格式包括$GPRMC、$GPGGA、$GPGSV三种。其中，用$GPRMC语句获取时间、经纬度、速度、年月日信息，用$GPGSV语句获取海拔高度信息，用$GPGSV语句获取可见卫星数信息及卫星的方位角和仰角信息，用以获取卫星的视图。各语句的数据段的含义，参考NMEA-0183协议标准。

3 GPS定位信息采集和处理的软件实现

本系统的软件开发在可视化开发工具Embedded VisualC++(简称EVC)中，采用MFC编程技术实现。

3.1 GPS数据处理状态转换

GPS与ARM之间用RS232串口方式进行通信，串口对象负责接收数据，并把接收到的数据放置到串口缓冲区。GPS对象按照协议结构负责处理串口对象接收到的数据。图3为GPS数据处理之间的状态转换示意图。GPS数据处理状态共包括4个状态：开始状态、数据帧头状态、GPS数据正文状态和校验状态。

开始状态是一个数据帧的起始状态，它处理和判断数据帧的起始字符$。若起始符号不是其中的$，则一直停留在开始状态，直到$到来位置，数据帧头状态用于判断数据帧的格式是否与我们目前需要的目标数据帧相匹配。如果相匹配，那么将退转到下一个状态：GPS数据正文状态，开始进行数据处理。如果不匹配，则转移到开始状态。

数据处理中用到了缓冲区的概念，它一边累积计算接收的数据的异或和，一边把相应的数据域送入缓冲区。这样既降低了数据提取校验的复杂度，也提高了数据处理的延续性和正确性。当GPS数据正文状态完成，进入“*”字符的时候，将进入数据校验状态，它用于判断数据接收和处理的有效与否。若校验成功，则接收有效，收到CR，LF字符后又重新跳转到开始状态。若校验失败，则放弃处理的数据，直接跳转至开始状态。

3.2 完整GPS数据帧的截取

了解了GPS数据处理的四个状态之间的相互转换，下面论述一个完整的GPS数据帧的提取和处理，它是获取车辆GPS定位数据的关键。一个完整的GPS数据帧的提取流程如图4所示。

图4中，m_strRecDisp为一个CString变量，用于表示接收数据的字符串，该程序流程中，用到两个最重要的函数即：字符(串)查找函数和字符串截取函数。