PDF《PS的倒计 时 系统 设计》

GPS GI S 文章编号:1008―0570(2007)10―1-0191-03基于 G P S的倒计时系统设计 t he Count down Sy s t e m De s i gn w i t h GPS ( 东华理工学院)朱兆优 王海 涛赵永科 ZHU ZHAOYOU WANG HAl T AO Z HAO YONGKE 摘要: 本 文介 绍 了一种利 用GPS授时模块 , 以单片机为控制 器的倒计 时系统 , 系统具 有时 间精度 高、 工作 稳定 可靠、 无需人 工校 时 等特点 , 且 系统 采用大功率超 亮LED进行数码 显示 , 可视距 离远 、 可置于 室外环境 下.

适用于要求 比较 高的倒计 时场合 . 关键 词:GPS;

授时时钟 ;

倒计 时;

LED显示中图分 类号:TP368.2文献 标识码:BAb s t r a c t : T h i s a r t i c l e t e l l s U S a b o u t a c o u n t d o w n s y s t e m wi t h GP S t i me r , wh i c h i s c o n t r o l l e d wi t h MP U. T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h i s s y s t e m a r e h i . g h p r e c i s i o n ,s t a b i l i z a t i o n , a n d a u t o ma t i c .An d t h i s s y s t e m c a n b e s e t o u t o f d o o r s a n d b e s e e n a t l o n g d i s t a n c e ,b e ― c a u s e t h e d i s p l a y u n i t o f i t i s h i g h ― l i g h t L ED. Ke y wo r d s : GPS , GP S t i me r , Co u n t d o wn t i me , L ED d i s p l a y 本文所介 绍的倒计时系统 , 是基于GPS(全球定位系统)授时的倒 计 时系 统,其时钟 精确度为毫秒级,足以胜 任时钟精确度极高 的倒计时场合.而且 系统显示用的数码管采用 8英寸的大 功率超亮数码管 . 即使是 白天在室外也能 清楚 的看 到LED数码 管所 显示的字 符.1GP S授时的基本原理GP S 是NAVS T AR / GP S ( Na v i g a t i o n S a t e l l i t e T i mi n g a n d R a n g i n g / G l o b a l P o s i t i o n i n g S y s t e m) 的简称,是由美国国防部研制的导航卫 星测距 与授 时、定位和导航 系统 , 由21颗 工作 卫 星和 3颗 在轨备用卫 星组成 , 这24颗卫星 等间隔 分布在 6个互成60.的轨道面上.这样的卫星配置基 本上保证了地球任何位置均能同时 观测到至少4颗 G P S卫星.GPS由 G P S卫星(空问部分)、地面支撑系统 ( 地面监控部分)和GPS接 收机(用户部分)构成由于GPS采 用被动定位原理,所 以星载高稳定度的频率标准是精密定位 和授时 的关键 .工作卫 星上一 般采用 的是铯 原子钟作 为频标 , 其频 率稳定度达到 (

1 ―

2 ) x l

0 . / d .G P S卫星 上 的卫 星钟通过 和地面 的GPS主钟 标准 时间进行 比对 ,这样 就可 以使卫 星钟与 G P S主钟标准时间之 间保持精确 同步 . G P S 卫星发射的几种不同频率的信号,都是来自卫 星上同一 个基准频率 . G P S接收机对 G P S卫 星发射 的信号进 行处 理.经过一 套严密的误差校正,使输出的信 号达到很高的长期 稳定性定时精度能够达到300ns以 内.在精确定位服务P1)S(PrecisePositionService)下,GPS提供 的时问信号 与UTC之差小 于lo0BS.若 采用差分 G P S技术 , 则与 U T C之差能达 到几个纳秒 .

2 N ME A0

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3 A S C I I码协议NME A

0 1

8 3 A S C I I 码协议是为了在不同GPS导 航设备中建立统一 的RTCM标 准.下列 命令描述 了GPS25导航仪的数 据格 式定义 , 包括 波特 率选择 、 秒 脉冲输 出、 R T C M 定义 输出. 采用 R S 一232标准接 口协议 : 波特 率9600bps,8位数据位 ,

1 位 停止位 , 无奇偶校验位 .它支持的 N ME A 一0183信息包括 - G G A 朱兆优:硕士副教授(Globalpositioningsystemfixeddata),GLL(Geographicposition―latitude/ l o n g i t u d e ) , G S A ( G N S S D O P a n d a c t i v e s a t e l l i t e s ) , G S V ( G N S S s a t e l l i t e s i n v i e w ) , R MC ( R e c o m me n d e d mi n i m u m s p e c i f i c G N S S d a t a ) , V T G( C o u r s e o v e r g r o u n d a n d g r o u n d s p e e d ) 等.由于本 系统 只需 获取GPS的 时钟信 息 ,所 以只要 接收RMC 信息即可.RMC输出信息的实例如:$GPRMC ,