CN101281244B - 一种gps定位数据采集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是采用GPS异步串行传送方式的一种GPS定位数据采集系统，能够实时显示用户位置(经度、纬度、高度)、时间、速度、GPS状态(未定位、非差分定位、差分定位)、定位类型(2D定位、3D定位)、正在参与解算位置的卫星数量、具体卫星编号(PRN)，以及位置精密度(PDOP)、水平精密度(HDOP)、垂直精密度(VDOP)、时间精密度(TDOP)，并通过ODBC接口将上述信息保存到数据库中，解决一般定位数据采集系统的信息全面性、实时性和人机交互性较差的问题，可方便用户根据需要进行数据的实时查看、历史回顾和导出、处理、分析等操作，为信息管理和指挥调度等提供定位数据。

Description

一种GPS定位数据采集系统
技术领域
本发明属于一种管理GPS定位的数据采集系统。本发明的目的就是解决GPS接收机与计算机的数据通讯问题，设计的GPS定位数据采集系统，利用GPS输出的数据信息，进行二次开发和系统集成，设计相应的接口系统，实时提取用户感兴趣的定位信息，为信息管理和指挥调度等提供定位数据。
背景技术
现有的各类GPS接收器只能在操作面板上逐项显示部分定位信息，信息全面性、实时性和人机交互性较差，而且只能显示当前信息，无法进行数据信息的存储、记录、输出和历史信息的回顾浏览。
发明内容
GPS定位数据采集系统采用异步串行传送方式，能够实时显示用户位置(经度、纬度、高度)、时间、速度、GPS状态(未定位、非差分定位、差分定位)、定位类型(2D定位、3D定位)、正在参与解算位置的卫星数量、具体卫星编号(PRN)，以及位置精密度(PDOP)、水平精密度(HDOP)、垂直精密度(VDOP)、时间精密度(TDOP)，并通过ODBC接口将上述信息保存到数据库中，方便用户根据需要进行数据的及时查看、历史回顾和导出、处理、分析等操作。
本发明的GPS定位数据采集系统既可用于单机定位模式，也可用于差分定位的情况，包括伪距差分和载波相位差分。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为GPS定位数据采集系统模块逻辑图。
图2为GPS定位数据接收处理程序流程图。
图3为GPS数据采集程序运行界面。
图4为GPS串口配置运行界面。
图5为GPS数据采集程序的Access数据库运行界面。
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明实施例。
考虑到系统建立的目的和用途，GPS数据采集系统分为4个模块：串口通信模块、数据库处理模块、控制模块和显示模块。串口通信模块采用GPS的异步串行传送方式，通过串行口采集遵循NMEA-0183协议的GPS数据，对之进行处理后通过ODBC(开放式数据库连接，Open Database Connectivity)接口将用户位置(经度、纬度、高度)、时间、速度、GPS状态(未定位、非差分定位、差分定位)、定位类型(2D定位、3D定位)、正在参与解算位置的卫星数量、具体卫星编号(PRN)，以及位置精密度(PDOP)、水平精密度(HDOP)、垂直精密度(VDOP)、时间精密度(TDOP)等信息发送到程序主窗口数据接收缓冲区，控制模块每隔一段时间察看一次主窗口串口数据接收缓冲区，并对符合要求的数据进行处理，然后通过数据库处理模块存储到数据库中，同时请求显示模块更新记录。
串口通信模块首先初始化通信串口，主要包括向操作系统申请串口资源、打开串口、通信波特率设置、设置通讯格式(数据位、奇偶校验位、停止位)等。串口的读取数据采用异步操作方式，从串口接收数据采用查询方法。在串口通信完成以后，关闭串口，将串口资源还给操作系统。
数据库处理模块需要保存各种实时接收的数据，并实现以后的数据再现回放，使用ODBC接口把数据保存到数据库中，后台数据库采用Access将应用程序与相关数据阵连接到一起，从而能够使用ODBC接口将数据保存到数据库中。
当GPS接收机每隔0～2s刷新一次输出数据时，为了实时接收定位数据，在控制模块中设置计时器每隔相应的时间读取一次接收缓冲区，并利用GPS传输的数据格式来提取GPS定位信息，在控制模块中还需要实现定位数据的开始接收、停止接收及允许用户更改相关的通信参数配置的功能。
显示模块将GPS的定位信息实时、方便地显示给用户，用户可通过“当前GPS信息”组框看到当前的GPS定位信息，也可通过“GPS历史信息”组框方便地浏览以往的定位信息。
本发明的GPS定位数据采集系统包括以下步骤：
(1)计时器事件处理开始；
(2)在接收缓冲区能找到LF和CR标记；
(3)复制LF和CR之间的数据并从接收缓冲区中将该部分数据删除；
(4)判断是否是GPRMC语句，提取经纬度、速度、日期、UTC时间等信息；
(5)判断是否是GPGGA语句，提取GPS状态、正在用于解算位置的卫星数目、高程等信息；
(6)判断是否是GPGSA语句，提取定位类型、正在进行解算的卫星编号、PDOP、HDOP、VDOP等信息；
(7)将提取到的信息存储到数据库并刷新程序的界面显示；
(8)计时器事件处理结束。
为了提取比较完整、全面、实用的数据，GPS定位数据采集系统提取NMEA-0183协议的GPGGA、GPGSA、GPRMC等三种定位语句，其中，GPRMC(Recommended MimmumSpecific GPS/TRANSIT Data)为推荐定位信息，包含有UTC时间、定位状态、纬度、经度、对地速率、地面航向、UTC日期、磁偏角大小、磁偏角方向等数据信息；GPGGA(GlobalPositioning System Fix)为GPS定位信息，包含有UTC时间、纬度、经度、GPS状态、正存使用解算位置的卫星数量、HDOP值、海拔高度、天线架设高度、差分时间、差分站ID号等数据信息；GPGSA(GPS DOP and Active Satellites)为当前卫星信息，包含有定位模式、定位类型、正在用于解算位置的卫星ID号、PDOP值、HDOP值、VDOP值等数据信息。
为了便于系统的正常使用，GPS接收器设置如下串行通信参数；数据传输率4800bit/s，数据位8bit，停止位1bit，无奇偶校验，GPS信号输出时间间隔在0-2s范围内可调。

Claims (1)

1.一种GPS定位数据采集系统，解决了GPS接收机与计算机的数据通讯问题，实时提取用户感兴趣的比较全面丰富的定位信息，解决一般定位数据采集系统的信息全面性、实时性和人机交互性较差的问题，为信息管理和指挥调度等提供定位数据，用GPS的异步串行传送方式，通过串行口提取GPGGA、GPGSA、GPRMC等三种定位语句，对之进行处理后通过ODBC接口将(1)用户位置，包括经度、纬度、高度，(2)时间，(3)速度，(4)GPS状态，包括未定位、非差分定位、差分定位，(5)定位类型，包括2D定位、3D定位，(6)正在参与解算位置的卫星数量，(7)具体卫星编号(PRN)，(8)位置精密度(PDOP)、水平精密度(HDOP)、垂直精密度(VDOP)、时间精密度(TDOP)等信息保存到数据库中，GPS定位数据采集系统包含串口通信模块、数据库处理模块、控制模块和显示模块等4个模块，串口通信模块将从串口收到的GPS定位数据发送到程序主窗口数据接收缓冲区，控制模块每隔一段时间察看一次主窗口串口数据接收缓冲区，并对符合要求的数据进行处理，然后通过数据库处理模块存储到数据库中，同时请求显示模块更新记录，方便用户根据需要进行数据的实时查看、历史回顾和导出、处理、分析等操作，各模块的结构功能和工作原理为：串口通信模块首先初始化通信串口，主要包括向操作系统申请串口资源，打开串口，通信波特率设置，设置通讯格式，包括数据位、奇偶校验位、停止位等，串口的读取数据采用异步操作方式，从串口接收数据采用查询方法，在串口通信完成以后，关闭串口，将串口资源还给操作系统；数据库处理模块需要保存各种实时接收的数据，并实现以后的数据再现回放，使用ODBC(开放式数据库连接，Open Database Connectivity)接口把数据保存到数据库中，后台数据库采用Access将应用程序与相关数据库连接到一起，从而能够使用ODBC接口将数据保存到数据库中；当GPS接收机每隔0～2s刷新一次输出数据时，为了实时接收定位数据，在控制模块中设置计时器每隔相应的时间读取一次接收缓冲区，并利用GPS传输的数据格式来提取GPS定位信息，在控制模块中还需要实现定位数据的开始接收、停止接收及允许用户更改相关的通信参数配置的功能；显示模块将GPS的定位信息实时、方便地显示给用户，用户既可以通过“当前GPS信息”组框看到当前的GPS定位信息，又可以通过“GPS历史信息”组框方便地浏览以往的定位信息，GPS定位数据采集系统具体的实现步骤为：
(1)计时器事件处理开始；
(2)在接收缓冲区能找到LF和CR标记；
(3)复制LF和CR之间的数据并从接收缓冲区中将该部分数据删除；
(4)判断是否是GPRMC语句，提取经纬度、速度、日期、UTC时间等信息；
(5)判断是否是GPGGA语句，提取GPS状态、正在用于解算位置的卫星数目、高程等信息；
(6)判断是否是GPGSA语句，提取定位类型、正在进行解算的卫星编号、PDOP、HDOP、VDOP等信息；
(7)将提取到的信息存储到数据库并刷新程序的界面显示；
(8)计时器事件处理结束。
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