本文主要研究GPS模塊與ARM-Linux平臺(tái)之間采用異步串行傳送方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的問題，利用多線程編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)GPS信號(hào)采集與處理，并介紹了一種WGS坐標(biāo)向地方坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方法。與GPS通信可選的協(xié)議有很多種，目前普遍采用的是NMEA-0183通信協(xié)議。

　　1 NMEA-0183通信協(xié)議

　　NMEA-0183協(xié)議[1]是為了在不同的GPS導(dǎo)航設(shè)備中建立統(tǒng)一的海事無線電技術(shù)委員會(huì)(BTCM)標(biāo)準(zhǔn)，由美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì)NMEA(National Marine Electronics Association)制定的通信協(xié)議，其中規(guī)定了海用和陸用GPS接收設(shè)備輸出的定位位置數(shù)據(jù)、時(shí)間、衛(wèi)星狀態(tài)、接收機(jī)狀態(tài)等信息。除NMEA-0183協(xié)議之外，還有差分用的RTCMSC-104格式，各個(gè)廠商互不兼容的二進(jìn)制格式等，但以NMEA-0183使用最廣泛。為實(shí)現(xiàn)ARM-LINUX平臺(tái)與GPS之間的通信，應(yīng)清楚協(xié)議規(guī)定的GPS輸出的數(shù)據(jù)格式和報(bào)文。NMEA-0183規(guī)定的格式如下：

　　波特率：4 800 b/s

　　數(shù)據(jù)位：8 bit

　　奇偶校驗(yàn)：無

　　開始位：1 bit

　　停止位：1 bit

　　報(bào)文格式：報(bào)文的語句串(十進(jìn)制ASCII碼)格式全部信息如圖1。

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　　圖1中具體內(nèi)容：$為串頭，表示串開始;GP為交談識(shí)別符。XXX為語句名，NMEA規(guī)定的常用語句有以下6種：GGA，衛(wèi)星定位信息;GLL，地理位置-經(jīng)度和緯度;GSA，GNSS DOP偏差信息，說明衛(wèi)星定位的信號(hào)的優(yōu)劣情況;GSV，GNSS天空范圍內(nèi)的衛(wèi)星;RMC，最基本的GNSS信息，指能夠達(dá)到定位目的的基本信息等語句。ddd為數(shù)據(jù)字段，字母或數(shù)字，“，”為域分隔符;*表示串尾;hh表示$與*之間所有字符代碼的校驗(yàn)和;為回車控制符;為換行控制符。

　　在實(shí)際的GPS應(yīng)用中，并不會(huì)用到NMEA的全部信息，而是根據(jù)具體的需要，從中選取有用的信息，忽略其余的信息內(nèi)容。下面以GPRMC語句為例來介紹。該語句包含時(shí)間、日期、方位、速度和磁偏角等信息，基本上可以滿足一般的導(dǎo)航需求。GPRMC語句的結(jié)構(gòu)為：$GPRMC，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，<10>，<11>，*hh。

　　數(shù)據(jù)區(qū)說明如下：

　　(1)UTC時(shí)間，hhmmss.sss(時(shí)分秒.毫秒)格式;

　　(2)定位狀態(tài)，A=有效定位，V=無效定位;

　　(3)緯度ddmm.mmmm (度分)格式(前面的0也將被傳輸);

　　(4)緯度半球N(北半球)或S(南半球);

　　(5)經(jīng)度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸);

　　(6)經(jīng)度半球E(東經(jīng))或W(西經(jīng));

　　(7)地面速率(000.0～999.9節(jié)，前面的0也將被傳輸);

　　(8)地面航向(000.0～359.9度，以真北為參考基準(zhǔn)，前面的0也將被傳輸);

　　(9)UTC日期，ddmmyy(日月年)格式;

　　(10)磁偏角(000.0～180.0度，前面的0也將被傳輸);

　　(11)磁偏角方向，E(東)或W(西)。

　　2 目標(biāo)平臺(tái)

　　本文中使用的是以SAMSUNG公司的ARM9系列中的16/32位RISC處理器S3C2410A芯片為核心的目標(biāo)平臺(tái)。S3C2410A包含一個(gè)16/32位的RISC(ARM920T)CPU內(nèi)核、獨(dú)立的16 KB的指令和16 KB數(shù)據(jù)緩存(cache)、用于虛擬內(nèi)存管理的MMU單元、LCD控制器(STN&TFT)、非線性(NAND)Flash、系統(tǒng)管理器(包括片選邏輯控制和SDRAM控制器)及3個(gè)通道的異步串口(UART)。目標(biāo)板資源包括S3C2410的微處理器，主頻200 MHz;16 MB的Flash;64 MB的SDRAM;RS-232C UART接口;LCD液晶顯示屏。

　　在目標(biāo)板上選配的GPS模塊是HIMARK公司的GPS模塊，此模塊是符合民用標(biāo)準(zhǔn)的GPS接收器，信號(hào)接收性能好，功耗較小，整體工作比較穩(wěn)定。整體硬件設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。

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