陈宝--基于单片机的GPS定位系统设计.doc

(完整word)陈宝-基于单片机的GPS定位系统设计 本科生毕业论文（设计）基于单片机的GPS定位系统设计 院 系 电气工程与自动化学院 专 业 自动化 班 级 09级(4）班 学 号 310908020405 学 生 姓 名 陈宝 指 导 教 师 钱 伟 2013年5月基于单片机的GPS定位系统设计中 文 摘 要GPS是全球定位系统英文名词Global Positioning System的缩写。该系统是美国布设的第二代卫星无线电子导航系统。它能为用户提供全球性、全天候、连续性、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息.其目的是在全球范围内对地面和空中目标进行准确定位和监测。现在，GPS接收机作为一种先进的导航和定位仪器,已在军事及民用领域得到广泛的应用.GPS全球定位系统在实际生活中被广泛应用，是当今信息时代发展中的重要组成部分。因其具有性能好、精度高、应用广的特点，使其成为了迄今为止最好的定位导航系统。本论文详细介绍了一种基于单片机、GPS接收模块、12864液晶显示模块等器件的GPS实时显示功能的实现。分别从硬件设计和软件设计等方面对其作了详细的阐述,并且结合硬件的特点研究了MCS51系列单片机如何与GPS接收模块实现串行通信，该系统是根据GPS模块数据输出基本原理设计而成的.它是一台体积小巧、携带方便、可以独立使用的全天候实时的定位导航设备。关键词： GPS;单片机；GPS接收模块；12864液晶屏Microcontroller-based GPS Positioning Information Display System Design ABSTRACTGPS is the abbreviation of the English term Global Positioning System global positioning system。. The system is the United States laid the second generation satellite radio navigation system. It can provide users with continuous， realtime, giobal， roundtheclock, high precision three dimensional coordinates, three velocity and time information。 Aimed at targets on the ground and in the air around the world an accurate positioning and monitoring。 Now, as an advanced GPS receiver navigation and positioning equipment， has a wide range of applications in military and civilian areas. GPS Global Positioning System is widely used in real life， is an important part in the development of todays information age。 Because of its good performance, high accuracy， wide application, making it by far the best navigation and positioning system.This thesis is described in detail based on microcontroller GPS receiver module, 12,864 LCD displays and other devices GPS real-time display function implementation. From hardware and software implementation gave a detailed exposition of the design, and combined with the hardware features of the MCS51 series microcontroller GPS receiver module to achieve serial communication， the system design is based on the basic principle of the GPS module data output 。 It is a compact， portable， and can be used independently, all-weather real-time positioning and navigation equipment。 KEY WORD：GPS； microcontroller； GPS receiver module; 12864 LCD目录中 文 摘 要1ABSTRACT2第一章 绪论51.1 课题背景及意义52.1 GPS全球定位系统简介62。2 GPS信号接收方案选择102。3 GPS接收模块的研究102。4 总体方案的设计11第三章 基于单片机的GPS硬件电路设计123。1 基于单片机的GPS硬件电路总体结构123。2 基于单片机的GPS定位信息显示系统设计硬件电路简介123.2。1 STC89C52简介123.2.2 SiRF Star II GPS信号接收模块163。2.3 12864液晶显示模块介绍183。3 基于单片机的GPS硬件连接介绍20第四章 基于单片机的GPS软件设计214.1 NMEA-0183数据格式214.1.1 输入语句214。1.2 输出语句224。2 基于单片机的GPS定位系统软件开发环境Keil uVision2244.2.1 8051开发工具244。2。2 uVision2集成开发环境254.2.3 编辑器和调试器264.2。4 测试程序274。2。5 Keil C编译步骤274。3 基于单片机的GPS软件设计思路30第五章 系统调试与实验结果315。1 硬件调试315。2 软件调试32第六章 总结32参考文献33附录34致谢6649第一章 绪论1。1 课题背景及意义1978年2月22日第一颗GPS试验卫星的入轨运行，开创了以导航卫星为动态已知点的无线电导航定位的新时代。GPS卫星所发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的空间信息资源。陆地、海洋和空间的广大用户，只要持有一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收机，就可以全天时、全天候和全球性地测量运动载体的七维状态参数和三维状态参数。其用途之广,影响之大，是任何其他无线电接收设备望尘莫及的。不仅如此，GPS卫星的入轨运行，还为大地测量学、地球动力学、地球物理学、天体力学、载人航天学、全球海洋学和全球气象学提供了一种高精度、全天时、全天候的测量新技术.纵观现状，GPS技术有下述用途.1.GPS技术的陆地应用GPS技术在陆地上的开发应用可以体现在许多方面，如：各种车辆的行驶状态监控;旅游者或旅游车的景点导游;应急车辆（如公安、急救车等）的快速引导行驶；高精度时间比对和频率控制;大气物理观测；地球物理资源勘探；工程建设的施工放样测量;大型建筑和煤气田的沉降检测；板内运动状态和地壳形变测量;陆地以及海洋大地测量基准的测定；工程、区域、国家等各种类型大地测量控制网的测量和建设；请求救援在途实时报告；引导盲人行走；平整路面的实时监控，精细农业.2。GPS技术的海洋应用GPS技术在海洋方面有着极其重要的作用，比如：远洋船舶的最佳航线测定；远洋船队在途中航行的实时调度和监测；内河船只的实时调度和自主导航测量；海洋救援的搜索和定点测量;远洋渔船的结队航行和作业调度；海洋油气平台的就位和复位测定；海底沉船位置的精确探测；海底管道铺设测量;海岸地球物理勘探;水文测量；海底大地测量控制网的布测；海底地形的精细测量；船运货物失窃报警；净化海洋（如海洋溢油的跟踪报告）；海洋纠纷或海损事故的定点测定;浮筒抛设和暗礁爆破等海洋工程的精确定位;港口交通管制;海洋灾难检测。3。GPS技术的航空应用GPS技术在航空方面的应用主要体现在：民航飞机的在途自主导航；飞机精密着陆；飞机空中加油控制；飞机编队飞行的安全保护；航空援救的搜索和定点测量；机载地球物理勘探；飞机探测灾区大小和标定测量；摄影和遥感飞机的七维状态参数和三维姿态参数测量.4GPS技术的航天应用GPS技术在航天方面同样也有着很重要的作用:低轨道通讯卫星群的实时轨道测量；卫星入轨和卫星回收的实时点位测量;载入航天器的在轨防护探测；星载GPS的遮掩天体大小和大气参数测量；对地观测卫星的七维状态参数和三维姿态参数测量。由此可见GPS技术已经延伸到各个领域的方方面面，但是要完成以上所述的各种用途，最基本的就是要具备能够接收GPS信号并且能够调制输出的设备，而设备最基本的功能就是能显示当时所处地点的经纬度以及UTC标准时间。现在世面上已经有许多基于GPS接收模块所开发的产品，GPS手持机、车载GPS导航仪等等，虽然其功能强大,如车载GPS导航系统都带有大比例尺地图，但价格都比较昂贵,而且对于普通应用完全没有必要。所以基于这种情况本次设计针对普通用户使用GPS的切实需要，设计并制作实现了基于单片机采集与显示GPS定位信息的低成本手持GPS设备。第二章 GPS定位信息显示系统方案设计2.1 GPS全球定位系统简介 球定位系统（GPS)是本世纪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.其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成.经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98的24颗GPS卫星星座己布设完成。 全球定位系统由三部分构成：（1）地面控制部分，由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线（在主控站的控制下，向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成；(2）空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；（3)用户装置部分， 主要由GPS接收机和卫星天线组成。其系统的结构框图如图21所示。 GPS星座GPS信号接收机地面监控系统注入信号GPS信号GPS信号图21由三大部分构成的GPS卫星全球定位系统1978年2月22日，第一颗GPS试验卫星的发射成功,标志着工程研制阶段的开始.1989年2月14日，第一颗GPS工作卫星的发射成功，宣告GPS系统进入了生产作业阶段。GPS系统经过16年来的发射试验卫星，到开发GPS信号应用，进而发射工作卫星，终于在1994年3月建成了信号覆盖律达到了98%的GPS工作星座它由9颗Block2卫星和15颗Block2A卫星组成。1985年11月以前发射的11颗Block1 GPS试验卫星已经完成了它们的历史使命,于1993年12月31日全部停止了工作。图22 Block/R卫星全球定位系统的主要特点：（1)全天候；(2) 全球覆盖;(3)三维定速定时高精度；（4）快速省时高效率：（5)应用广泛多功能.24颗GPS卫星在离地面2万公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 图23 GPS卫星工作星座图 由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式,解出观测点的位置（X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。 事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度. 由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为的SA保护政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。美国政府宣布2000年起,在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米。为了达到更高的定位精度,往往还采用了差分GPS（DGPS)技术，建立基准站（差分台)进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分GPS，定位精度可提高到5米。2.2 GPS信号接收方案选择要实现在液晶显示器上显示出接收到的GPS数据信息,首先要实现GPS信号的接收。在接收GPS信号方案上可以有两种选择。第一种方案是选择GPS接收芯片然后再根据芯片设计标准，设计外围电路和安装天线等，选择这个方案的优点是可以掌握到GPS接收部分的电路设计技术,但是这个方案的缺点也是显而易见的,首先实现的难度较大不容易成功，其次由于GPS接收芯片一般都是厂商直接供货，单独采购价格会很高.第二种方案是选择成品的GPS接收模块,采用这个方案的优点是由于现阶段GPS接收模块的制造技术已经相当成熟,性能稳定并且使用非常方便,定位成功后直接就可以通过模块的串口输出GPS地理信息。当然其缺点就体现在，由于GPS接收模块已经由厂家完成了设计与封装，所以其核心技术我们就不得而知。不过对于我们也并不影响其应用.并且在经过大规模的商业化生产后价格已经很低，这些模块在市面上也能够非常容易的购买到。从上面的分析可以知道, GPS接收模块就能够很好的作为本次设计接收GPS定位信号的解决方案,经过大规模工厂生产后价格已经很低，并且这些模块在市面上也能够非常容易的购买到，因此我选择第二种方案来完成本次设计.2。3 GPS接收模块的研究GPS接收模块是接收机的关键部分，而且型号很多,功能各异，一般组成结构主要由低噪声下变频器、并行信号通道、CPU、储存器等组成.GPS接收模块的工作原理是它接收天线获取的卫星信号,进过变频、放大、滤波、相关、混频等一系列处理，可以实现对天线视界内卫星的跟踪、锁定和测量。在获取了卫星的位置信息和测算出卫星信号传播时间之后，即可计算出天线位置。用户通过输入输出接口，采用异步异步串行通信方式与GPS接收模块进行信息交换.前置放大低噪声下变频器并行信号通道本振CPURAMROM天线GPS接收模块图24 GPS接收模块内部结构2。4 总体方案的设计本次设计要求通过单片机控制GPS器件实现定位信息显示功能。在这里使用常见的MCS51型单片机作为处理器,利用MCS-51单片机的串行接口接收SiRF Star II GPS信号接收模块输出的数据信号，并通过软件方法筛选出其中有用的定位数据，最后通过单片机的并行接口输出至液晶显示模块显示的方案.该GPS定位信息显示系统硬件部分主要由以下几个部分组成: (1) 接收部分:以SiRF Star II GPS接收模块为核心的GPS接收机; (2) 控制电路：由51单片机作为微处理器控制GPS信号； (3) 显示部分:12864LCD液晶显示模块； (4) 电源电路部分:用以提供系统工作时所必须的电。 单片机系统:本次设计使用51单片机作为微处理器，控制GPS数据的读取和传输过程.利用其串行接口接收SiRF Star II GPS接收模块输出的NMEA0183语句数据,并将接收到的数据经过筛选和处理后发送到12864液晶显示器显示。 外围电路：外围电路一部分是由GPS接收器件及其辅助电路组成，一部分是LCD液晶显示模块的电源电路和显示电路。SiRF Star II GPS接收模块主要由变频器、信号通道、存储器、中央处理器和输入输出接口构成。它接收天线获取的卫星信号，经过变频、放大、滤波、相关、混频等一系列处理，可以实现对天线视界内卫星的跟踪、锁定和测量定位。 单片机控制程序：编写程序，实现单片机控制系统的初始化，控制GPS器件完成数据的采集，进行相应的信号处理，并通过单片机接口输出至液晶显示模块显示必要的数据.由此可知：GPS接收模块将接收到的GPS卫星导航电文调制解码，转换为标准格式后,送给单片机，当单片机接收到GPS发送过来的导航电文后,经过片内程序的识别筛选，将筛选出来的导航电文送到显示模块，并且最后通过液晶显示器按照要求显示出来.第三章 基于单片机的GPS硬件电路设计3。1 基于单片机的GPS硬件电路总体结构根据总体设计方案,该基于单片机的GPS硬件电路设计主要由GPS信号接收部分（SiRF Star II GPS信号接收模块)、控制芯片（STC89C52单片机）、显示部分（12864LCD液晶显示模块)这几部分构成.其大体结构框图如图3.1所示。图3。1 基于单片机的GPS硬件总体结构框图3.2 基于单片机的GPS定位信息显示系统设计硬件电路简介3.2.1 STC89C52简介STC89C52是一个低电压,高性能CMOS 8 位单片机，采用40引脚双列直插封装方式。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS51指令集和输出管脚相兼容4。STC89C52引脚如图3。2所示：图3。2 STC89C52引脚图其引脚说明如下：(1) 主电源引脚(2根）:VCC(Pin40）：电源输入，接5V电源;GND(Pin20)：接地线。(2) 外接晶振引脚（2根）:XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端;XTAL2（Pin18)：片内振荡电路的输出端。(3) 控制引脚（4根)：RST （Pin9）:复位引脚,引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位;ALE/PROG（Pin30）:地址锁存允许信号；PSEN(Pin29）：外部存储器读选通信号;EA/VPP(Pin31）：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。(4) 可编程输入/输出引脚(32根）：STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别为P0、P1、P2、P3口,每个口有8根引脚，共32根。P0口(Pin39Pin32）：8位双向I/O口线,名称为P0。0P0.7；P1口(Pin1Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1。0P1。7；P2口(Pin21Pin28）:8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2。7；P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3。7。STC89C52主要功能如表3。1所示。表3。1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率024MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能(1) 时钟电路STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端.时钟可以由内部方式产生或外部方式产生.内部方式的时钟电路如图3。3（a） 所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件,内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1。212MHz之间选择，电容值在530pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用5.外部方式的时钟电路如图3。3（b)所示，RXD接地，TXD接外部振荡器.对外部振荡信号无特殊要求,只要求保证脉冲宽度,一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频,产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用. （a)内部方式时钟电路 （b）外部方式时钟电路图3。3 时钟电路(2） 复位复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动6.除PC之外,复位操作还对其他一些寄存器有影响,它们的复位状态如表3.2所示.表3.2 一些寄存器的复位状态寄存器复位状态寄存器复位状态PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00HRST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST）送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样,然后才得到内部复位操作所需要的信号7。3.2.2 SiRF Star II GPS信号接收模块该设计中GPS信号接收模块所选用的是SiRF Star II GPS接收模块，该模块是由美国瑟孚科技有限公司所生产。主要使用到的引脚如图3.4所示。该模块具有12通道并行接收能力，所接收的GPS信号属于民用频段的L1信号（1575。42MHz），在没有SA干扰的情况下平均定位误差为10米,动态速度误差为0。1米/秒，信号灵敏度达到142dBm，冷启动定位时间为42秒,热启动时间为38秒，重新定位时间仅仅需要8秒。图3。4 SiRF Star II引脚图GPS数据输出格式为标准的NMEA0183标准，采集地理信息的更新速率为每两秒一次,地图坐标系为WGS84坐标系8。该模块天线采用的是体积小、可靠性高、灵敏度高的微带天线，该天线封装在模块内部,更进一步的提高了整个模块的可靠性。该模块实物图如图3.5所示.图3.5 GPS接收模块它的工作电压为2.7V3.3V，工作电流仅为75mA，它由GSP2e数字IC、GRF2i射频IC和GSW2模块化软件组成。GSP2e主要集成了一个增强型GPS内核、一个50MHz 的ARM7 CPU、独立的内部总线和外部总线、1Mb EDO DRAM、高精度实时时钟、GPS接收机外部设备和2个UART。GRF2i主要由片内压控振荡器和基准振荡器、集成中频滤波器(IF）、集成LNA和数字接口等组成。GSW2模块化软件很容易集成到现有系统中，并提供功能强大的开发环境。SiRF Star II除增加了中央处理器和卫星信号追踪引擎, SiRF Star II在芯片组中集成了兆位存储器(DRAM) ， 这个是其它同类产品的八倍.这使其不仅可执行各项GPS 功能,还能为用户应用提供额外存储。将IF滤波器集成到射频芯片内而无需新增外部滤波器， 从而进一步降低了元件的数目并增加了可靠性。该芯片的主要特征如表3。3所示.表3.3 SiRF Star II主要特征SiRF Star II特点功 能用 处信号捕捉从有遮挡地区走出时快速重捕卫星信号在遮挡环境下提供更多的定位结果信号跟踪跟踪弱信号比正常信号信噪比低20dB改善信号可利用性，在信号衰减严重的地方也可定位单卫星定位在短暂的仅能收到一颗卫星的情况下定位在信号阻塞的地区也可定位，适于车载GPS多级消除误差减小GPS反射径带来的误差使GPS定位准确度提高到5m差分GPS周期（大约30分钟）更新星历和修正时间功率几乎变成了以前的20%，增加使用时间功率分配1s内有800ms的时间接收机不工作，仅仅有200ms的时间用于重捕、跟踪、定位工作在不想频繁给出定位结果的情况下，节省功耗3.2。3 12864液晶显示模块介绍(1） 液晶显示模块概述 12864B液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16 点阵）、128 个字符(8X16 点阵）及64X256 点阵显示RAM（GDRAM）.12864液晶显示模块引脚如图3.6所示.图3。6 12864液晶显示电路图主要技术参数和显示特性: 电源：VDD 3.3V5V（ 内置升压电路,无需负压）; 显示内容:128 列 64 行； 显示颜色:黄绿; 显示角度：6:00钟直视;LCD 类型：STN； 与MCU 接口：8位或4位并行/3位串行；配置LED 背光; 多种软件功能:光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等；逻辑工作电压（VDD)：4。55.5V; 电源地(GND)：0V； 工作温度（Ta）：060（常温) / 2075（宽温)9。(2) 12864有20接口引脚，引脚说明如表3。4所示。表3。4 12864引脚说明引脚序号名称说明1GND电源地。2VCC电源正.3VO液晶显示对比度调节。4RSRS=“H”,表示DB7-DB0为 显示数据 RS=“L”，表示DB7-DB0为显示指令数据。5R/W读写选择。R/W=1，读状态；R/W=0，写状态。6E使能信号。7-14D0-D7数据总线。15PSBH:8位或4位并口方式，L：串口方式。16NC空脚。17RST复位端,低电平有效。18VOVT驱动电压输出端。19BLALED电源正（5。0V)。20BLKLED电源地.3。3 基于单片机的GPS硬件连接介绍整个硬件设计要求GPS接收模块输出的信号通过单片机STC89C52、GPS信号接收模块、12864液晶显示模块、电源相连接实现系统功能.硬件电路设计如图3。7所示。图3.7 GPS硬件电路图第四章 基于单片机的GPS软件设计4。1 NMEA-0183数据格式NMEA0183是美国国家海洋电子协会（National Marine Electronics Association）为海用电子设备制定的标准格式。它是在过去海用电子设备的标准格式0180和0182的基础上，增加了GPS接收机输出的内容而完成的。目前广泛采用的是Ver 2.00版本。现在除少数早期的GPS接收机外,几乎所有的GPS接收机均采用了这一格式。此协议是为了在不同的GPS导航设备中建立统一的RTCM标准.这种格式的广泛使用使得GPS接收模块的通用化和互换性大大提高。这种格式所输出的语句采用的是ASCII字符码，包含了纬度、经度、速度、日期、时间、航向、以及卫星信号情况等信息。其串行通信默认参数为：波特率=9600bps，数据位=8bit,开始位=1bit，停止位=1bit，无奇偶校验。帧格式形如：aaccc，ddd，ddd，,ddd*hhCRLF （1） “：帧命令起始位；(2） aaccc：地址域，前两位为识别符,后三位为语句名；（3) dddddd：数据； (4） “*”：校验和前缀； (5） hh:校验和(check sum），与之间所有字符ASCII码的校验和（各字节做异或运算，得到校验和后，再转换16进制格式的ASCII字符.） （6) LF：CR(Carriage Return) + LF(Line Feed）帧结束,回车和换行。4。1。1 输入语句NMEA-0183输入语句是指GPS接收模块可以接收的语句。输入语句包括初始位置，时间，秒脉冲状态,差分模式，NMEA输出间隔等设置信息。这些语句是GPS接收机可以接受的语句。一般情况下初始化信息语句为PGRMI. GPRMI,1，3，,hhCR纬度半球N（北半球）或S(南半球)； 3经度dddmm。mmmm（度分）格式(前面的0也将被传输)； 经度半球E（东经）或W（西经); UTC时间，hhmmss(时分秒）格式； 7接收机命令，A=自动定位,R=机器重新启动。4.1。2 输出语句SiRF Star II的输出语句有十余种 ,其主要语句有GPALM（历书数据)、GPGGA（GPS标准数据,定位数据）、GPGSV(卫星状态）、GPGSA、GPRMC、GPVTG、PGRME、PGRMF、PGRMT、PGRMV（GARMIN定义的语句，3D速度信息）、LCGLL、LCVTG（NMEA标准语句）等。可通过GPS串口调试软件发送相应的命令语句给SiRF Star II芯片，此后芯片会根据命令语句设置参数。几种常用的数据格式如下：（1） GPS标准数据（GPGGA），其结构为：$GPGGA,1，,6，,11,12,13,LF 纬度，格式为ddmm.mmmm（前导位数不足则补0)； 纬度半球，N或S（北纬或南纬）;4 经度，格式为dddmm。mmmm(前导位数不足则补0）； 经度半球，E或W(东经或西经）； 定位质量指示，0=定位无效，1=定位有效;7 使用卫星数量，从00到12（前导位数不足则补0）;8 水平精确度，0。5到99.9; 高度单位，M表示单位米; 差分GPS数据期限(RTCM SC104)，最后设立RTCM传送的秒数量; 14 差分参考基站标号，从0000到1023（前导位数不足则补0）; 15 校验和。(2） 可视卫星状态输出语句（GPGSV)，其结构为：GPGSV，1，3，4,，6,7,.。,4，5，8 总的GSV语句电文数; 2 当前GSV语句号; 可视卫星总数，00至12； 4 卫星编号，01至32； 5 卫星仰角，00至90度； 卫星方位角,000至359度,实际值； 信噪比（C/No），00至99dB;无表未接收到讯号；8 校验和。（3） 推荐最小GPS/TRANSIT数据（GPRMC），其结构为：$GPRMC，1,2,2，4,，7，9，11，12hhCRLF其中“GP”为交谈识别符;“RMC”为语句识别符；“hh”为校验和，其代表了“$”与“”之间所有字符的按位异或值(不包括这两个字符）。$GPRMC语句数据区的内容为：定位点的协调世界时间（UTC），hhmmss（时分秒)格式；2定位状态，A有效定位，V无效定位;3定位点纬度，ddmm。mmmm(度分)格式；4纬度半球,N（北半球）或S（南半球）；定位点经度，dddmm。mmmm(度分)格式;6经度半球，E（东经）或W（西经）;地面速率，000。0999。9节；8地面航向，000。0359.9度；9UTC日期,ddmmyy(日月年)格式；磁偏角方向，E(东）或W（西)；12工作模式：A=自主，D=差分，E=评估,N=数据无效10.4.2 基于单片机的GPS定位系统软件开发环境Keil uVision24.2。1 8051开发工具Keil uVision2是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统C语言的语法来开发，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，它还能嵌入汇编，您可以在关键的位置嵌入。KeilC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境，同时保留了汇编代码高效，快速的特点。C51编译器功能的不断增强，使我们可以更加贴近CPU本身及其他的衍生品.C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包括：编译器，汇编器,实时操作系统，项目管理器，调试器.uVision2 IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境11。Keil uVision2与同类开发环境具有以下优点：（1） 真正的集成调试环境,集成了编缉器、编译器、调试器；（2） 众多强大软硬件调试手段,包括逻辑分析仪、跟踪器、逻辑笔、