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3.4 用户指令 22
3.4.1 指令表 3.2：（RE=0：集基本指令集） 22
3.4.2 指令表 3.3 （RE=1： 扩充指令集） 23
3.5 具体指令介绍 24
3.6 显示步骤 27
4 GPS 数据采集系统设计过程 28
4.1 整体设计 28
4.2 电路设计 28
4.2.1 GPS 接收模块 28
4.2.2 最小系统模块 29
4.2.3 LCD 显示模块 30
4.2.4 供电模块 30
4.3 程序设计 31
4.3.1 串口通信程序 31
4.3.2 LCD 显示程序 34
4.4 实际效果 35
5 调试与心得 36
5.1 电路调试 36
5.2 心得体会 36
6 结论 37
致 谢 38
参考文献 38
附录1 40
附录2 41
1 GPS系统介绍
1.1 GPS 的组成概况
全球定位系统(GPS)主要有三大组成都分，即空间星座、地面监护和用户设备部分。
1.1.1 空间星座部分
（1）卫星星座的构成与现状
全球定价系统的空间卫星星座部分，将由24颗卫星组成。其中包括3颗备用卫星。
工作卫星分布在6个轨道面内，每个轨道面上分布有4颗卫星。卫星轨道面相对地球赤道面的倾角为55度，各轨道平面相交点的赤经相关60度。在相邻轨道上，卫星的升交距角相差30度。轨道平均高度约为20200km，卫星运行周期为11小时58分。因此，同一观测站上每天出现的卫星分布图形相同，只是每天提前约4分钟。每颗卫星每天约有5小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目随时间和地点而异，最少为 4颗，最多可达11颗。GPS 卫星在空间的上述配置，保障了在地球上任何地点、任何时刻均至少可以同时观测到4颗卫星，加之卫星信号的传播和接收不受天气的影响，因此GPS是一种全球性、全天候的连续实时定位系统。不过要指出，GPS 卫星的上述分布，在个别地区仍可能在某一短时间内（例如数分钟）只能观测到4颗图形结构较差的卫星，而无法达到必要的定位精度。[1]
空间部分的3颗备用卫星，将在必要时根据指令代替发生故障的卫星，这对于保障GPS空间部分正常而高效地工作是极其重要的。[1]
（2）GPS卫星及其功能
GPS 卫星的主体呈圆柱形，直径约为 1.5m，重约 774kg 包括(310kg 燃料)，两侧设有两块双叶太阳能板能自动对日定向，以保证卫星正常工作的用电。[2]
每颗卫星装有 4 高精度原子钟(2 台铷钟和 2 台铯钟)，这是卫星的核心设备。它将发射标准频率，为GPS测量提供高精度的时间标准。[2]
（3）GPS卫星的基本功能是：
① 接收和储存由地面监控站发来的导航信息，接受并执行监控站的控制指令；
② 卫星上设有微处理机，进行部分必要的数据处理工作；
③ 通过星载的高精度铯钟和铷钟提供精密的时间标准；
④ 向用户发送导航与定位信息；
⑤ 在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫星的姿态和启用备用卫星。
一股来说，在大地测量学和大地重力学中，或者是把人造地球卫星作为一个高空观测目标，通过测定用户接收机与卫星之间的距离或距离差来完成导航与定位任务，或者是把卫星作为一个传感器，通过观测卫星运行轨道的摄动来研究和测定地球重力场的影响和模型。不过，对于后一种应用，通常要求卫星轨道较低，而GPS卫星的轨道高度平均达 20200km，对地球重力异常的反应灵敏度较低。所以它主要是作为具有精确位置信息的高空目标，放广泛地用于导航和定位。
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