GPS定位信息提取及应用

描述了GPS与手持终端串口通信的方法，并在WinCE6．0操作系统下提取GPS的定位信息，采用NMEA-0183通信协议中的RMC数据格式进行解析。简述了GIS概念，并介绍了GPS在GIS方面的应用。


GPS(Global Position Svstem)即全球定位系统，是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统，其主要目的是用来为陆、海、空3大领域提供实时、全天候及全球性导航服务，具有高精度和自动测量的特点。利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和精密定位。随着GPS的发展和完善其应用层面日益增大，嵌入式GPS的手持终端应运而生。而今，人们对生活智能化提出了更高的要求，使其在GIS领域上的应用得到了广泛关注。例如智慧城市、旅游导航等。用户可以手持带有GPS的MID实时获取位置、时间信息，实现定位导航功能。基于GPS的特性，文中介绍了GPS定位信息的提取方法，包括与MID串口通信的实现过程，并对获取的数据信号通过相关的协议进行解析。最后探讨了嵌入式GPS在导游中的应用。GPS还将在更多领域上得到应用，为人们的生活提供更大的方便。服务人性化、生活智能化将逐步实现。

1 GPS信号解析协议
GPS信号通过串口以NMEA-0183标准格式输出，NMEA-0183通信协议，提供6种数据格式，分别是GGA，GLL，GSA，GSV，RMC，VTG。在此主要介绍RMC格式数据。
$GPRMC是GPS推荐的最短数据，其帧结构为：
$GPRMC，<1>．<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，<10>，<11><CR><LF>
字段0：$GPRMC，语句ID，表明该语句为Recommended Minimum Specific GPS／TRANSIT Data(RMC)推荐最小定位信息。GP为信息来源，RMC为句型识别符
字段1：UTC时间，hhmmss．sss格式
字段2：状态，A=定位，V=未定位
字段3：纬度ddmm．mmmm，度分格式(前导位数不足则补0)
字段4：纬度N(北纬)或S(南纬)
字段5：经度dddmm．mmmm，度分格式(前导位数不足则补0)
字段6：经度E(东经)或W(西经)
字段7：速度，节，Knots
字段8：方位角，度
字段9：UTC日期，DDMMYY格式
字段10：磁偏角，(000-180)度(前导位数不足则补0)
字段11：校验值
<CR><LF>：该帧数据的结束标识符
对接收到的数据进行解析后即可获得经纬度、速度、时间等信息，从而实现GPS定位信息的提取。

2 GPS软件流程图

目前MID主要使用Android操作系统，然而相比Android系统，WinCE操作系统的稳定性相对更高，技术更加成熟。本文将介绍在WinCE 6．0操作系统下GPS信号的提取与解析。GPS软件流程图如图1所示。

首先打开串口进行串口的初始化，配置串口的参数，根据硬件配置，默认设置串口为COM4口，比特率为9 600 bit／s，完成所有初始化工作后，启动监听线程，监听串口上所有的输入数据，当接收到数据后，对数据进行保存，若无数据，则继续监听。系统1 s定时触发事件，若数据存在，则对接收到的数据按照NMEA0183协议解析，从而显示在用户界面上。

3 GPS定位信息提取与解析

3．1 GPS读取MID串口数据流程图

首先创建串口的读线程，然后进行串口的监听，等待指定渎事件的发生。如果有可读数据则读串口，对接收到的事件进行数据处理。数据读取流程图如图2所示。

3．2 串行端口数据通信

1)打开串行端口

通过调用CreateFile函数打开串行端口
m_hComm=CreateFile (Port，GENERIC_READ1GENERIC_WRITE，0，0，OPEN_EXISTING，0，0)。这个函数的返回值是已打开串行端口的句柄值。

2)串行端口通信配置

串口打开后．需对串口进行配置。用GetCommState函数获得当前打开的串口参数，然后根据需要修改DCB的成员变量，用SetCommState函数来设置新的串口参数。

3)设置状态参数

SetCommMask(m_hComm，EV_RXCHAR)；

4)设置超时参数

为防止程序陷入循环状态，需要设置超时值。



5)读写串口通信
fReadState=ReadFiie(m_hComm，data，length，&dwLength，NULL)：／／从串口读取数据
fWriteState=WriteFile(m_hComm，buf，dwCharToWrite*sizeof(char)，&dwBytesWritten，NULL)；／／向串口写入数据

6)通信结束关闭串口

函数CloseHandle(m_hComm)用来关闭串口。当串口获取GPS接收机数据信号后，需要根据NMEA-0183通信协议解析GPS数据，获取移动目标当前的格林尼治时间和位置，而我国的标准时间需在格林尼治时间上加上8小时。

GPS使用的坐标系为WGS_84坐标系，而我国通常使用的是国家坐标系，如北京54国家坐标系，因此需要进行坐标转换。GPS在与MID通信过程中可通过串口每秒发送10条数据。实际应用中可根据需要解析所需定位数据。

4 软件测试

首先，在开发平台上对程序进行编译成功后，然后同步到硬件平台上，并运行该软件，实现串口打开，使接收机处于工作状态，同时获取GPS数据，最终显示在数据信息框中。
GPS数据信息采集程序运行如图3所示。