移动计算机平台下GPS定位技术研究

李霜

摘 要：为了全面提升测绘工作的精准性，要结合移动计算平台应用要求，建立完整的控制方案，维持全球定位系统（Global Positioning System，GPS）定位技术的应用结构，发挥高精度、低成本的行业优势，为数据采集和应用管理效率的提升提供保障。本文简要分析基于掌上电脑（Personal Digital Assistant，PDA）的GPS信号接收和处理技术，并着重探讨了移动计算机平台下GPS定位技术的应用方案。

关键词：移动计算机;GPS定位技术;掌上电脑（PDA）

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）23-0027-03

Abstract： In order to comprehensively improve the accuracy of the surveying and mapping， it is necessary to establish a complete control scheme based on the application requirements of the mobile computing platform， maintain the application structure of GPS positioning technology， and give full play to the industry advantages of high precision and low cost， and provide guarantee for the improvement of data collection and application management efficiency. This article briefly analyzes the GPS signal receiving and processing technology based on PDA， and focuses on the application of GPS positioning technology under the mobile computer platform.

Keywords： mobile computer;GPS positioning technology;Personal Digital Assistant（PDA）

將全球定位系统（Global Positioning System，GPS）定位技术融合在开采沉陷数据采集系统中，能打造更加完整的数据信息管理平台，配合基站多态流动站独立观测模式，建构实时性差分定位管理体系，为数据汇总和移动端数据共享提供保障。

1 基于PDA的GPS信号接收和处理技术

按照基站差分的内容，GPS系统模式主要分为单基准站差分模式、多基站局域差分模式和多基站广域差分模式。基于掌上电脑（Personal Digital Assistant，PDA）建立的GPS信号接收和处理技术模型以单基站差分模式为主。

1.1 基站模式

GPS基准站发送的信息分为位置差分单元、伪距差分单元和载波相位差分单元。

1.1.1 位置差分单元。结合基准站的实际情况确定精密坐标内容，在基准站中完成GPS接收机坐标的处理，充分考量轨道误差、时钟误差、大气因素以及多路径效应等参数的影响，在消除用户站和基准站共同误差的基础上，实现用户坐标的精准定位。与此同时，用户站和基准站的距离不超过100 km，则位置差分法的应用效果较好[1]。

1.1.2 伪距差分单元。结合基准站已知坐标和卫星瞬时坐标，按照时刻分析模式判定卫星和基准站的距离。随着用户到基准站之间距离的增大，难免会增加更多的系统误差。要建立完整的精度分析模式，才能更好地评估距离参数。

1.1.3 载波相位差分原理。它主要建立在测站载波相位评估基准上，也被称为实时动态（Real-Time Kinematic，RTK）技术，能实现厘米级精度测量，且能结合测量流程实时提供观测点的三维坐标数据。

1.2 GPS信号接收和处理技术

基础终端都会设置对应的串行端口，以便终端和外部串行设备能有效建立通信和数据传输，也就是说，串行端口的本质功能是建构完整的编码转换模式，实现数据应用效果的同时，保证能将串行位转换为字节数据。例如，应用Comm.dry驱动程序，配合API函数标准就能实现数据的传输和接收。多数串口设备的供应商为了提升硬件和WindowsCE的连接效果，会在程序设计中模拟COM7串口，配合GPS信号的实时性接收模块，有效打造更加完整的定位平台[2]。

1.2.1 GPS信号处理。如图1所示，在GPS数据处理过程中，要按照数据处理模块的设计要求开展相应工作，实现串口定位数据向终端的实时传输，配合技术方案就能在电子地图上定位GPS数据。与此同时，在EVB上利用Comm空间读取数据，按照定位数据分类原则获取有用信息，并维持信息整理的规范性，可保证GPS接收机能实时获取相关的信息数据。

1.2.2 GPS信号接收。对于GPS信号接收单元，系统要对GPS定位信息予以实时性分解处理，提取有效数据后完成相应的工作。第一，借助串口实现GPS输出数据的传递，将其直接传递到PDA。第二，主程序获取目标位置后，能分解接收机获取的GPS数据，有效获取目前位置和国家标准时间信息。第三，坐标转换，过程如图2所示。第四，在电子地图上读取当前位置。

另外，在GPS信号接收过程中，要借助通信控件和定时器，有效实现动态数据的汇总。一般定时器每间隔2 s就要更新经纬度和时间数据，能在节省资源的同时，提升PDA设备的应用效率[3]。

1.2.3 GPS信息提取。在应用GPS定位技术的过程中，开启GPS模块就能实现信息的实时接收处理，数据也会随之向GPS模块中“涌入”，配合模块的处理方式将接收信息直接按照串口处理标准发送到相应系统，能更好地维持系统应用平台的控制效果。在信息读取时，它还需要配合ASCII码完成读取，以保证信息提取和解析过程的规范性[4]。本文以GPRMC帧语句信息结构和字段信息为例，具体内容见表1。

除此之外，还可以结合实际应用状态完成接收信号时间信息、GPS定位状态信息以及经纬度方向信息等相关字符串的处理，有效建立完整的解析处理过程，确保数据管理的合理性和规范性。需要注意的是，信息提取后要结合实际数据应用需求保存经纬度信息、日期信息以及时间信息等，保证变量分析等工作能依托数据展开。我国受到地理环境和经纬度的限制，加之WGS-84坐标系和我国采取的坐标系存在差异，需要配合坐标转化处理[5]。

2 移动计算机平台下GPS定位技术的应用方案

2.1 系统方案

在整个移动计算机平台下建立的GPS系统主要包括GPS接收机、手持式数据接收设备、嵌入式操作系统以及数据实时性采集软件等，配合CORS系统能完成实时性信息管理。一方面，选取VC++或者是VC#等开发工具，配置Windows 11系统，选取嵌入式设备通信辅助工具，配合特定设备的SDK。另一方面，以Q系列手持機为主要研究对象，将其系统软件运行平台作为研究对象，采取人体工程学一体化集成设计模块。无论是地理信息系统（Geographic Information System，GIS）数据采集还是数据的实时性分析、汇总，它都具有一定的优势，并且配合GPRS通信、无线通信以及蓝牙技术等，能满足Win CE/Windows Mobile平台应用需求，同时软件和硬件二次开发平台均可实施[6]。

2.2 系统模块

在启动创建工程后，要结合项目类型选择对应的智能设备。实际系统平台中会设置不同的模块，从而满足相应的应用需求，维持整体系统运行规范效果。

文件管理模块主要是对平台中相关工程文件予以管理，并且建立实时性采集数据管控结构，维持应用管理的规范性。

数据采集模块及时对属性信息予以采集和汇总，并且融合空间信息、拓扑信息，打造完整的信息集成平台，为后续信息指导工作提供保障。

管理和分析模块在信息汇总处理的基础上，有效建立数据处理和组织模块，为后续数据的分配控制提供支持，保证管理水平。

Mobile GIS模块配合GIS技术模型和实际技术应用要求，能建立完整的技术控制方案，并且能对底图予以加载和处理，及时显示相关数据的关联信息，保证信息采集点汇总的规范性。同时，在GIS模块中还能对底图进行放大、缩小、平移或全图处理等操作。

查询编辑模块主要是结合实时性要求完成监测点信息的查询和编辑控制，保证后续数据信息管理和应用的规范性。

测量仪器处理模块要基于CORS网络实现RTK测量处理，并且配合PDA测量仪器完成串口通信的实时性管理。

网络通信模块能对图形以及文字等基础资料予以采集、存储和传输处理。

导航模块充分发挥通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service，GPRS）的应用优势建立完整的导航体系，明确了解当前用户的所在位置，匹配对应图上的相关位置。

此外，在系统模块设计应用过程中，还需要对放样点坐标数据、地图数据、地表数据等进行统一采集存储，以便后续开展相应的管理分析，也为数据共享和数据信息表达提供保障，共建和谐稳定的GPS定位系统。

2.3 系统设计

2.3.1 电子地图。从移动计算机平台入手，融合GPS定位技术要确保电子地图的应用效果能满足缩放、漫游、刷新以及图层管理等要求，也能为点数据、线数据以及面数据的实时性采集控制提供保障。另外，电子地图还具备动能代码的读取功能，能按照打开、关闭、退出、添加以及保存等子菜单项对相关数据予以处理[7]。

例如，应用打开操作，其程序代码为：

private [void] open File MenuItem_Click（[object sender，Event Argse]）

{

open File Dialog.[Filter=]"Super Map Workspace Files（[*.pmw]）|[*.pmw]||";

open File Dialog.Fil eName=[“*.pmw”];   //打开

2.3.2 GPS模块。基于GPS定位技术原理配合差分GPS定位分析，将GPS接收机直接安装在基准站的相应位置，就能实现实时性监测，且结合基准站已知坐标就能及时完成数据传输到流动站的工作，结合数据采集点位完成参数的管理，能在减少观测时间的同时优化参数精度。本系统采集的基础坐标信息能实现1～2 cm精度管理，满足开采沉陷数据采集的基本需求[8]。

另外，在GPS模块中，要配置GPS控制结构和信号解析结构，除能实现GPS状态监测外，还能结合设备串口、数据接收波特率等基础参数，设置内容完善的应用管理，保证数据解析后能实时计算出位置数据。

3 结语

在应用GPS定位技术的过程中，要结合技术应用要求和规范，落实相应的操作工序，确保移动计算机平台中各个模块发挥时效性价值，维持良好的运行平衡状态，提升定位处理的综合水平，最大程度上保证GPS定位处理效果，也为定位技术的可持续发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1]邓荣峰.基于云平台的3G/LTE移动终端定位技术研究及定位系统设计[D].成都：西南交通大学，2017：25.

[2]普树芳.基于移动计算平台的轨迹数据挖掘语义化感知技术研究[J].科技资讯，2019（24）：23-24.

[3]董康然，沈鉴，张海娣，等.基于移动互联网技术的数字化院前急救管理平台研究与开发[J].中国数字医学，2016（8）：79-81.

[4]方仕明.基于移动计算机平台的开采沉陷实时数据采集系统初探[J].中国科技投资，2017（24）：199-200.

[5]黄兰情.基于移动计算平台的数字化轨迹感知技术研究[J].信息系统工程，2019（5）：35.

[6]肖艳丽，张振宇，杨文忠.基于GPS轨迹的用户移动行为挖掘算法[J].计算机应用与软件，2018（11）：83-87.

[7]李果.移动计算机网络应用技术研究[J].文存阅刊，2021（30）：186.

[8]韦晓鹏.移动计算机网络通信技术研究[J].电子测试，2018（14）：125.