移動計算機平臺下GPS定位技術研究

李霜

摘 要：為了全面提升測繪工作的精準性，要結合移動計算平臺應用要求，建立完整的控制方案，維持全球定位系統（Global Positioning System，GPS）定位技術的應用結構，發揮高精度、低成本的行業優勢，為數據采集和應用管理效率的提升提供保障。本文簡要分析基于掌上電腦（Personal Digital Assistant，PDA）的GPS信號接收和處理技術，并著重探討了移動計算機平臺下GPS定位技術的應用方案。

關鍵詞：移動計算機;GPS定位技術;掌上電腦（PDA）

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：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）

將全球定位系統（Global Positioning System，GPS）定位技術融合在開采沉陷數據采集系統中，能打造更加完整的數據信息管理平臺，配合基站多態流動站獨立觀測模式，建構實時性差分定位管理體系，為數據匯總和移動端數據共享提供保障。

1 基于PDA的GPS信號接收和處理技術

按照基站差分的內容，GPS系統模式主要分為單基準站差分模式、多基站局域差分模式和多基站廣域差分模式?；谡粕想娔X（Personal Digital Assistant，PDA）建立的GPS信號接收和處理技術模型以單基站差分模式為主。

1.1 基站模式

GPS基準站發送的信息分為位置差分單元、偽距差分單元和載波相位差分單元。

1.1.1 位置差分單元。結合基準站的實際情況確定精密坐標內容，在基準站中完成GPS接收機坐標的處理，充分考量軌道誤差、時鐘誤差、大氣因素以及多路徑效應等參數的影響，在消除用戶站和基準站共同誤差的基礎上，實現用戶坐標的精準定位。與此同時，用戶站和基準站的距離不超過100 km，則位置差分法的應用效果較好[1]。

1.1.2 偽距差分單元。結合基準站已知坐標和衛星瞬時坐標，按照時刻分析模式判定衛星和基準站的距離。隨著用戶到基準站之間距離的增大，難免會增加更多的系統誤差。要建立完整的精度分析模式，才能更好地評估距離參數。

1.1.3 載波相位差分原理。它主要建立在測站載波相位評估基準上，也被稱為實時動態（Real-Time Kinematic，RTK）技術，能實現厘米級精度測量，且能結合測量流程實時提供觀測點的三維坐標數據。

1.2 GPS信號接收和處理技術

基礎終端都會設置對應的串行端口，以便終端和外部串行設備能有效建立通信和數據傳輸，也就是說，串行端口的本質功能是建構完整的編碼轉換模式，實現數據應用效果的同時，保證能將串行位轉換為字節數據。例如，應用Comm.dry驅動程序，配合API函數標準就能實現數據的傳輸和接收。多數串口設備的供應商為了提升硬件和WindowsCE的連接效果，會在程序設計中模擬COM7串口，配合GPS信號的實時性接收模塊，有效打造更加完整的定位平臺[2]。

1.2.1 GPS信號處理。如圖1所示，在GPS數據處理過程中，要按照數據處理模塊的設計要求開展相應工作，實現串口定位數據向終端的實時傳輸，配合技術方案就能在電子地圖上定位GPS數據。與此同時，在EVB上利用Comm空間讀取數據，按照定位數據分類原則獲取有用信息，并維持信息整理的規范性，可保證GPS接收機能實時獲取相關的信息數據。

1.2.2 GPS信號接收。對于GPS信號接收單元，系統要對GPS定位信息予以實時性分解處理，提取有效數據后完成相應的工作。第一，借助串口實現GPS輸出數據的傳遞，將其直接傳遞到PDA。第二，主程序獲取目標位置后，能分解接收機獲取的GPS數據，有效獲取目前位置和國家標準時間信息。第三，坐標轉換，過程如圖2所示。第四，在電子地圖上讀取當前位置。

另外，在GPS信號接收過程中，要借助通信控件和定時器，有效實現動態數據的匯總。一般定時器每間隔2 s就要更新經緯度和時間數據，能在節省資源的同時，提升PDA設備的應用效率[3]。

1.2.3 GPS信息提取。在應用GPS定位技術的過程中，開啟GPS模塊就能實現信息的實時接收處理，數據也會隨之向GPS模塊中“涌入”，配合模塊的處理方式將接收信息直接按照串口處理標準發送到相應系統，能更好地維持系統應用平臺的控制效果。在信息讀取時，它還需要配合ASCII碼完成讀取，以保證信息提取和解析過程的規范性[4]。本文以GPRMC幀語句信息結構和字段信息為例，具體內容見表1。

除此之外，還可以結合實際應用狀態完成接收信號時間信息、GPS定位狀態信息以及經緯度方向信息等相關字符串的處理，有效建立完整的解析處理過程，確保數據管理的合理性和規范性。需要注意的是，信息提取后要結合實際數據應用需求保存經緯度信息、日期信息以及時間信息等，保證變量分析等工作能依托數據展開。我國受到地理環境和經緯度的限制，加之WGS-84坐標系和我國采取的坐標系存在差異，需要配合坐標轉化處理[5]。

2 移動計算機平臺下GPS定位技術的應用方案

2.1 系統方案

在整個移動計算機平臺下建立的GPS系統主要包括GPS接收機、手持式數據接收設備、嵌入式操作系統以及數據實時性采集軟件等，配合CORS系統能完成實時性信息管理。一方面，選取VC++或者是VC#等開發工具，配置Windows 11系統，選取嵌入式設備通信輔助工具，配合特定設備的SDK。另一方面，以Q系列手持機為主要研究對象，將其系統軟件運行平臺作為研究對象，采取人體工程學一體化集成設計模塊。無論是地理信息系統（Geographic Information System，GIS）數據采集還是數據的實時性分析、匯總，它都具有一定的優勢，并且配合GPRS通信、無線通信以及藍牙技術等，能滿足Win CE/Windows Mobile平臺應用需求，同時軟件和硬件二次開發平臺均可實施[6]。

2.2 系統模塊

在啟動創建工程后，要結合項目類型選擇對應的智能設備。實際系統平臺中會設置不同的模塊，從而滿足相應的應用需求，維持整體系統運行規范效果。

文件管理模塊主要是對平臺中相關工程文件予以管理，并且建立實時性采集數據管控結構，維持應用管理的規范性。

數據采集模塊及時對屬性信息予以采集和匯總，并且融合空間信息、拓撲信息，打造完整的信息集成平臺，為后續信息指導工作提供保障。

管理和分析模塊在信息匯總處理的基礎上，有效建立數據處理和組織模塊，為后續數據的分配控制提供支持，保證管理水平。

Mobile GIS模塊配合GIS技術模型和實際技術應用要求，能建立完整的技術控制方案，并且能對底圖予以加載和處理，及時顯示相關數據的關聯信息，保證信息采集點匯總的規范性。同時，在GIS模塊中還能對底圖進行放大、縮小、平移或全圖處理等操作。

查詢編輯模塊主要是結合實時性要求完成監測點信息的查詢和編輯控制，保證后續數據信息管理和應用的規范性。

測量儀器處理模塊要基于CORS網絡實現RTK測量處理，并且配合PDA測量儀器完成串口通信的實時性管理。

網絡通信模塊能對圖形以及文字等基礎資料予以采集、存儲和傳輸處理。

導航模塊充分發揮通用分組無線服務技術（General Packet Radio Service，GPRS）的應用優勢建立完整的導航體系，明確了解當前用戶的所在位置，匹配對應圖上的相關位置。

此外，在系統模塊設計應用過程中，還需要對放樣點坐標數據、地圖數據、地表數據等進行統一采集存儲，以便后續開展相應的管理分析，也為數據共享和數據信息表達提供保障，共建和諧穩定的GPS定位系統。

2.3 系統設計

2.3.1 電子地圖。從移動計算機平臺入手，融合GPS定位技術要確保電子地圖的應用效果能滿足縮放、漫游、刷新以及圖層管理等要求，也能為點數據、線數據以及面數據的實時性采集控制提供保障。另外，電子地圖還具備動能代碼的讀取功能，能按照打開、關閉、退出、添加以及保存等子菜單項對相關數據予以處理[7]。

例如，應用打開操作，其程序代碼為：

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”];? ?//打開

2.3.2 GPS模塊。基于GPS定位技術原理配合差分GPS定位分析，將GPS接收機直接安裝在基準站的相應位置，就能實現實時性監測，且結合基準站已知坐標就能及時完成數據傳輸到流動站的工作，結合數據采集點位完成參數的管理，能在減少觀測時間的同時優化參數精度。本系統采集的基礎坐標信息能實現1～2 cm精度管理，滿足開采沉陷數據采集的基本需求[8]。

另外，在GPS模塊中，要配置GPS控制結構和信號解析結構，除能實現GPS狀態監測外，還能結合設備串口、數據接收波特率等基礎參數，設置內容完善的應用管理，保證數據解析后能實時計算出位置數據。

3 結語

在應用GPS定位技術的過程中，要結合技術應用要求和規范，落實相應的操作工序，確保移動計算機平臺中各個模塊發揮時效性價值，維持良好的運行平衡狀態，提升定位處理的綜合水平，最大程度上保證GPS定位處理效果，也為定位技術的可持續發展奠定堅實基礎。

參考文獻：

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[6]肖艷麗，張振宇，楊文忠.基于GPS軌跡的用戶移動行為挖掘算法[J].計算機應用與軟件，2018（11）：83-87.

[7]李果.移動計算機網絡應用技術研究[J].文存閱刊，2021（30）：186.

[8]韋曉鵬.移動計算機網絡通信技術研究[J].電子測試，2018（14）：125.