車輛GPS定位信息采集系統(tǒng)

　　截取出一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀后，將數(shù)據(jù)幀賦值給CString變量data，data再將其字符內(nèi)容淵源不斷的送給緩沖pBuffer，解壓縮數(shù)據(jù)幀后，進(jìn)入到如圖5所示的GPS數(shù)據(jù)幀處理流程。在處理GPS時(shí)間數(shù)據(jù)時(shí)，因?yàn)楸本┪挥跂|八區(qū)，UTC時(shí)間與北京時(shí)間相差8 h，得到UTC時(shí)間后，如果要得到標(biāo)準(zhǔn)的北京時(shí)間，應(yīng)在此時(shí)間的基礎(chǔ)上，加上8 h。

　　3.4 二維衛(wèi)星視圖的獲取

　　衛(wèi)星視圖的獲取首先要用到站心切平面坐標(biāo)系。坐標(biāo)系如圖6所示，站心切平面以P點(diǎn)的法線為Z軸且向上為正，X軸垂直于Z軸并指向北極.Y軸垂直于Z軸并向東為正。

　　顯然，若衛(wèi)星P與觀測(cè)點(diǎn)之間的距離為r，E為任意可見衛(wèi)星P的仰角，B為衛(wèi)星的方位角，則P的三維坐標(biāo)為(X，Y，Z)滿足：

　　因?yàn)槔L制的是二維圖形，故只能將半球坐標(biāo)系壓縮到觀測(cè)者所在的平面內(nèi)(稱這個(gè)面為基礎(chǔ)面)，圖上所表示出的衛(wèi)星的位置實(shí)際為衛(wèi)星在該平面的投影點(diǎn)，該坐標(biāo)系的參數(shù)有2個(gè)，一個(gè)是表達(dá)衛(wèi)星的投影點(diǎn)和觀測(cè)者的方位關(guān)系的方位角;另一個(gè)是表達(dá)衛(wèi)星真實(shí)所在位置以基礎(chǔ)面為準(zhǔn)與觀測(cè)者所構(gòu)成的仰角關(guān)系的仰角。有了這2個(gè)參數(shù)就能在該坐標(biāo)系中唯一確定一個(gè)具有物理意義的點(diǎn)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的坐標(biāo)系，它有2個(gè)同心圓和4條直線組成。繪制出衛(wèi)星視圖之前進(jìn)行的簡(jiǎn)單的坐標(biāo)變換算法思想為：將衛(wèi)星實(shí)際的方位角、仰角立體坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面內(nèi)的橫縱(PX、PY)坐標(biāo)，具體表示如式(2)所示。其中，(POX，POY)分別為兩同心圓原點(diǎn)(看作是觀測(cè)點(diǎn))在LCD上的像素坐標(biāo)，而T為對(duì)話框窗體客戶區(qū)長(zhǎng)度的1/4。

　　3.5 串口接收的實(shí)現(xiàn)

　　完成GPS定位信息的采集，需要實(shí)現(xiàn)的串口主要的API函數(shù)包括：

　　1)打開串口函數(shù)。原型為Open(LPT OpenPort(LPCTSTRPort，int BaudRate，int DataBits，int StopBits，int Parity)。其中，Port代表串口名，如COMl等，BaudRate為波特率，DataBits為數(shù)據(jù)位;StopBits為停止位，Parity為奇偶校驗(yàn)。

　　2)關(guān)閉串口函數(shù)。該函數(shù)在程序操作串口發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)使用，用于關(guān)閉該串口。實(shí)現(xiàn)的主要方法是：先判斷串口操作句柄hComm的值是否為INVALID_HANDLE_VALUE，如果是，則調(diào)用SetCommMask()，將上述代碼段中的EV_RXCHAR改為0，然后清除緩沖區(qū)，再利用CloseHandle函數(shù)關(guān)閉串行口操作句柄。

　　3)添加打開串口單擊事件代碼，通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)串口接收線程和顯示線程來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　4)串口接收線程CommRecvTread()與回調(diào)函數(shù)OnCommRecv()。串口接收線程為一個(gè)無(wú)限循環(huán)，它不斷查詢串口接收線程退出事件m_Exit-ThreadEvent。如果退出事件有效，則該循環(huán)結(jié)束退出。如果調(diào)用讀串口函數(shù)查詢得知接收到數(shù)據(jù)，則調(diào)用串口接收成功回調(diào)函數(shù)0nCommRecv()。

　　4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

　　設(shè)置好串口參數(shù)后，打開串口COMl，既可獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖7為在某型軍車上一次實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)界面拍攝的時(shí)間為2009年11月10日晚上9點(diǎn)45分，地點(diǎn)為某訓(xùn)練場(chǎng)。數(shù)據(jù)在靜止的狀態(tài)下測(cè)得。該定位顯示的數(shù)據(jù)包括“原始數(shù)據(jù)”和解析后“經(jīng)緯度、時(shí)間、海拔”等信息。通過(guò)分析圖7(a)界面的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，$GPGSV語(yǔ)句有兩條，而在“星數(shù)”對(duì)應(yīng)的Edit框中顯示的定位所用衛(wèi)星數(shù)為8，由于每一條GPGSV最多能顯示4顆衛(wèi)星的信息，故$GPGSV語(yǔ)句為兩條。這說(shuō)明星數(shù)與$GPGSV語(yǔ)句數(shù)是吻合的。而獲取有效的GPS定位信息，至少需要4顆定位衛(wèi)星。這也說(shuō)明此次數(shù)據(jù)是有效的定位數(shù)據(jù)。

　　該界面顯示的經(jīng)緯度信息分別為N：38°3.6788’，E：114°29.1765’;其中，N代表北緯，E代表東經(jīng)。而用GoolgeEarth軟件查閱數(shù)據(jù)可知，石家莊軍械學(xué)院南門的精確經(jīng)度/緯度信息為：北緯38°3.1650’，東經(jīng)114°29.0046’，軍械學(xué)院西門的精確經(jīng)度/緯度信息為：北緯38°3.394O’，東經(jīng)114°28.5432’。通過(guò)與二者的經(jīng)緯度信息比對(duì)發(fā)現(xiàn)，界面實(shí)時(shí)顯示的精度和緯度信息非常精確。通過(guò)實(shí)時(shí)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的北京時(shí)間，說(shuō)明時(shí)間和日期信息顯示也完全正確。

　　速度信息在靜止情況下測(cè)得，故理想的速度為0 k/s。而實(shí)際測(cè)得數(shù)據(jù)分別為0.060 00 k/s，前文已論述，1 k/s換算成標(biāo)準(zhǔn)的速度信息約0.514 444 m/s，故測(cè)得的速度誤差分別約為O.030 867 m/s?？梢钥闯觯瑴y(cè)量的速度誤差相對(duì)而言是很小的。

　　界面顯示的海拔信息為：68.800 00 m。而通過(guò)石家莊市規(guī)劃局提供的資料可知：石家莊市區(qū)二環(huán)路內(nèi)地勢(shì)西北高，海拔高度為81.5 m，東南低，海拔高度為64.3 m。測(cè)得的海拔高度還是存在微小的誤差。這可能跟接收的GPS信號(hào)的漂移有關(guān)。從圖7(b)部分的衛(wèi)星視圖可以看出，衛(wèi)星與觀測(cè)點(diǎn)的方位關(guān)系能清晰的表示，而且衛(wèi)星的編號(hào)也能實(shí)時(shí)顯示，從上到下依次分別為：23、17、3、4、19、20、32、11。