基于PXA270嵌入式开发板的GPS定位系统设计

将GPS与嵌入式技术融合在一起，形成一个嵌入式的地理平台，是当前GPS领域的一个重要趋势。本文是在PXA270嵌入式开发板和GPS模块上开发实现的。在Linux下的嵌入式开发环境中，利用C++设计完成定位。嵌入式系统利用软件设计主要完成GPS定位信号的处理、电子地图的移植、地球坐标的转换、定位的显示等功能。

1 系统概述
嵌入式系统是控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行装置；是软件和硬件的综合体，可涵盖机械等附属装置；有着友好的人机界面，支持LCD及GPS模块；主要完成提取GPS定位信号的数据、坐标转换、电子地图的显示等功能。软件设计流程如图1所示。

2 嵌入式系统软件设计
2．1 GPS模块输出的信息的提取
GPS模块通电后，会自动搜索卫星信号，并把计算数据从串口输出。所有GPS接收机以通用的NMEA格式输出数据。NMEA-0183协议定义的语句较多，但常用且兼容性较广的语句只有：$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等。如图2所示。



用串口连接宿主机与开发板的串口0。宿主机进入Linux，打开Minicom终端。设置波特率115 200，8位数据，1位停止，无校验，无流控。串口的设备文件为/dev/ttyS*，其中，ttyS0为串口1，ttyS1为串口2，以此类推。在对串口通信之前，首先要对串口参数进行初始化、设置它的属性以保证通信双方的通信参数保持一致。初始化完串口，就可以进行读取操作了。由于GPS发送的数据类型都是以GPGGA符号开头，所以检测GPGGA符号，进而进行下一步的处理。关键代码如下：



2．2 坐标转换
GPS模块输出的地理坐标是WGS-84坐标系。而国内地图一般是以54北京坐标系作高斯-克吕格平面投影。所以必须作一个坐标转换，即将GPS坐标(WGS-84坐标系)转换到电子地图坐标(54北京坐标系)。坐标转换的具体步骤如下：
(1)空间直角坐标转换成国家大地坐标，国家大地坐标转换成地图平面坐标。



(2)由于x，y的具体推算过程复杂，这里就不全部列举，其结果如下