基于单片机的北斗卫星定位设计

董帅邦



基于单片机的北斗卫星定位设计

董帅邦

石河子大学机械电气工程学院，新疆 石河子 832000

随着科技的发展，人们生活水平日益提高，汽车日渐普及，随之而来的定位服务也逐渐受人青睐。而个人野外探险的兴起，也带来了人员走失、遇难带来的搜寻等问题。大面积的人员、飞机搜寻带来的经济压力日渐增加，个人卫星定位可以很好地解决这个问题，减少不必要的开支。

北斗定位；单片机；卫星定位

北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的全球性无源三维卫星定位与通信系统，是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。但相对于GPS的广泛应用而言，与北斗系统相配套的终端还较少[1-3]。本文采用单片机开发一款北斗定位系统终端，用于处理和显示必要的地理信息。终端设备可以实现基本北斗定位信息的接收、处理以及显示，可以做到体积小、精度高、连续导航，并可广泛应用于个人野外旅游探险、出租汽车定位及海上作业等领域。

终端搜索可用卫星与卫星信号同步，从导航电文中获取计算位置所需的信息，这些信息应该包括时钟信息和星历等数据。根据定位原理，分析可用卫星的信息，计算最好的DOP（Dilution of Precision），进行选星，并计算和修正北斗接收机的位置，给出北斗接收机的三维坐标和准确的时间信息[4-6]。

单片机的北斗定位终端由AT89C52单片机控制模块、带中文字库的LCD12864A模块、国内体积最小的双系统模块CC50-BG组成。单片机控制模块完成对来源于导航模块的数据处理并实时显示在屏幕上，以达到定位显示的目的。

系统软件流程部分在单片机的监视下完成。终端开机先进行液晶的初始化和串行口中断初始化；导航模块开始接收数据，并判断与处理相关数据；单片机收到卫星数据后判断数据的真实性，对数据进行处理， 并通过液晶屏幕让使用者知道自己的具体坐标与当前时间。

计算机软件的使用用英国Lab Center Electro nics公司出版的EDA工具软件ISIS 7 Professional，软件科技完成单片机的外围电路的设计，可以完成其他软件的仿真效果，是目前单片机的设计比较好的软件，也是本文的主要使用软件。数据处理和显示部分借助仿真软件来实现，在软件中完成连接单片机模拟串口RXD、TXD以及与显示模块的连接，完成其他相关元器件的选择。控制语言在Keil uVision 7中完成C语言到单片机可以使用的语言的转化[7]。

卫星数据接收模块的调试通过东方联星公司开发的卫星导航后端处理软件Super View，用户可以通过软件操作窗口，查看终端的工作状态以及当前卫星状况，可以主动对终端进行调试、配置。模块CC50-BG具体完成对卫星数据的处理与加工。

单片机采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。这些使单片机可以判断数据引导语言的正确性，并根据接收数据及对应的信息的ASCII进行翻译、储存、显示。仿真运行可以在显示屏上观察到当前时间、日期、经纬度[8-10]。

本文给出了基于单片机最小系统完成对于北斗卫星数据的接收及处理并显示的设计构想以及具体的制作方法，在借助各种相关软件完成模块仿真。在具体了解定位的基础上完成CC50-BG卫星信号处理，通过单片机、外围电路共同完成坐标的实时显示。本文对于模块的硬件、软件设计进行了详细的介绍，在计算机软件的模拟中取得了预想目的，对于硬件设计、安装以及最后的使用都取得了显著的效果，为今后使用单片机完成其他工作提供可靠的设计构想及相关设计提供理论实践依据。

[1]刘尧.基于北斗卫星定位信息接收与处理系统的实现[D].大连：大连海事大学，2012.

[2]胡伟，季晓衡.单片机C程序设计及应用实例[M].北京：人民邮电出版社，2003.

[3]王宝平，余江鑫，陈卫强.北斗二代导航接收机的卫星导航系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2013，13（7）：40-43.

[4]贺义方.基于北斗卫星导航系统的老年人户外运动监护系统设计[D].武汉：武汉理工大学，2015.

[5]万琪俊.基于北斗导航卫星移动定位系统研究与实现[D].广州：华南理工大学，2013.

[6]陈恩东.基于北斗卫星导航系统的车辆管理软件的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2012.

[7]李晨，曾国强，谭成君，等.基于北斗卫星的野外跟踪定位系统[J].中国新通信，2013（17）：125-127.

[8]农肖肖.基于北斗卫星导航系统的野外地质调查应急救援系统的设计与实现[J].地矿测绘，2015，31（4）：7-10.

[9]王幸之.AT89系列单片机原理与接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

[10]窦长江.北斗导航卫星应用产业化研究[J].全球定位系统，2006，31（5）：46-48.

Design of Beidou Satellite Based on Single Chip Microcomputer

Dong Shuaibang

Shihezi University School of Mechanical and Electrical Engineering, Xinjiang Shihezi 832000

With the development of science and technology, the improvement of people’s living standard, the popularization of automobile service has gradually been favored.The rise of personal adventure has also brought many problems, The search problem is really annoying, a large area of personnel, aircraft search brought about by increasing economic pressure, personal satellite positioning can be a good solution to this problem, reduce unnecessary expenses.

Beidou positioning; single chip; satellite positioning

TP277；TN967.1

A

1009-6434（2017）02-0143-02

董帅邦（1993—），男，汉族，新疆石河子市人，石河子大学机械电厂工程学院本科生。