北斗二代导航接收机的卫星导航系统设计

3 系统的软件实现
3．1 系统的软件平台
嵌入式操作系统是嵌入式系统的重要组成部分，它为应用程序的开发提供了一个软件平台。实现嵌入式系统的第一步就是进行系统移植，其中包括操作系统内核、文件系统和各设备驱动程序的移植。

本系统中采用Linux-2．6．30．4内核，只需要对各功能模块进行裁剪即可。嵌入式系统一般采用Flash作为存储介质，Flash具有独特的物理特性，必须使用专门的嵌入式文件系统，本系统采用yaffs2文件系统。图4是系统总体框图。
3．2 软件体系结构
在本系统中，需要解算北斗数据、数据存储、传送等。整个系统的软件由主控模块、北斗定位模块、GPRS通信模块、LCD显示模块和串口操作模块5部分组成，如图5所示。

主控模块完成硬件的初始化、调用北斗定位模块和GPRS通信模块提供的函数、调用LCD显示模块以显示运行状态信息。
3．3 北斗定位模块程序设计
UM220模块输出的定位信息符合NMEA-0183通信标准格式，其输出数据采用的是ASCII字符组成的字符串，包含了经度、纬度、速度、时间、日期及卫星状况等信息。消息的基本格式为：
$MSGNAME，datal，data2，data3，…＼r＼n
NMEA—0183协议中最常见的几种格式有GGA、RMC、GSV、VTG。用户可根据需要选用某种数据句型。本系统将采用BDRMC数据格式。
北斗定位模块程序的设计首先判断所收到的数据是否为RMC记录，如果是则对BDRMC字段进行解析并保存数据，即只接收该语句即可。
$BDRMC数据格式如下所示：
$BDRMC，1>，2>，3>，4>，5>，6>，7>，8>，9>，10>，11>，12>*13>CR>LF>
其中1>～12>字段分别表示固定位置的UTC时间、是否有效、纬度、纬度半球、经度、经度半球、地面速度、地面方位、固定位置UTC日期、磁偏角、磁偏角方向、模式指示。
接收数据前，要先对串口进行配置，Linux下串口的配置信息大部分都保存在termios结构体中，可以直接使用Linux API提供的接口或通过掩码设置相关数据位进行串口的配置操作，具体操作在这里不再一一赘述。
开始接收数据时，若从串口读入的不是“$”，则说明接收错误，重新接收数据；若等于“$”，则接收正确。开始接收，再次判断缓存，若接收的是“$BDRMC”语句，则开始将北斗数据存入Beidou_data[]数组中，最后仍判断串口接收缓存。接收到“A”说明此次定位是有效的，若接收到“N”则释放缓存，重新接收。由于北斗定位数据以“*”为分隔符，接收到字符“*”，即当缓存等于“*”的时候，说明北斗定位信息接收完毕。其程序流程图如图6所示。

3．4 GPRS／GSM模块设计
GPRS／GSM模块负责接收远程信息并且传送定位信息。对短消息的控制共有3种实现途径：Block Mode、基于AT命令的Text Mode和基于AT命令的PDU Mode。使用Block Mode需要厂家提供的驱动支持。Text Mode比较简单，但这种模式只能发送ASCII码，不能发送中文的Unicode码。PDU模式是发送接收短信息的一种方法，短信息正文经过十六进制编码后被传送。目前PDU已取代Block Mode，因此本文主要讨论PDU模式。
在PDU模式中，有三种编码方式来对发送的内容进行编码，它们是7位、8位和UCS2编码。7位编码用于发送普通的ASCII字符，8位用于发送数据信息，UCS2编码用来发送Unicode字符。所以当发送含有中文的信息时，只能使用Unicode编码。GPRS／GSM模块程序设计流程图如图7所示。

4 测试结果
系统各模块正确连接后，LCD能够正确显示定位信息，图8为北斗模块输出的ASCII信息。图9为LCD显示的经纬度信息。

结语
卫星导航定位系统被广泛应用于国防、通信等各领域。本系统将嵌入式技术、卫星导航系统、GPRS无线通信技术相结合，成功实现了北斗定位与GPRS通信为一体的嵌入式定位设备。在项目设计中，以嵌入式系统开发流程为依据，通过进行需求分析，制定了合理的系统软硬件功能划分，分析了软件系统和硬件系统设计，完成了设备的研制。