基于飞行控制系统的GPS串口通信问题研究

　　1、引言

　　飞行控制系统的两个主要功能是：飞行和增稳控制、导航和任务控制。飞机导航就是引导飞机按照预定航线飞向目标。导航的基本任务就是确定飞机在飞行中的位置和飞行方向。GPS即全球定位系统，是适合微小型飞机的一种重要导航系统。飞行控制系统将根据航路点的经纬度坐标、序号、各航段飞行速度、高度、各航路点半径等参数设置确定的任务航线，通过GPS 卫星定位接收机获取飞机当前位置信息，经 CPU 运算后通过飞行控制系统，控制飞机按航路点序号已设定的速度和高度顺序飞行。

　　GPS通过串口与飞控计算机实现数据通信，下面将具体介绍如何实现GPS与飞控计算机的串口通信。

　　2、串行通信

　　每台PC都配有串行端口，以便与外部串行设备之间进行通信。串行端口的本质功能是作为芯片和串行设备之间的编码转换器。当数据从芯片经过串行端口发送出去时，字节数据被转换为串行的位。在接收数据时，串行的位将被转换为字节数据。GPS提供串行通信接口，串行通信参数为：波特率=4800bps，数 据位=8位，开始位=l位，停止位=l位，无奇偶校验。

　　3、GPS数据格式

　　工程所使用的是e-Compass E511GPS模块，它是12通道的GPS接收机模块，同时可以跟踪多达12颗GPS卫星，跟踪性能优越，从而能够快速的定位。E511接收机模块功耗非 常小，数据更新率为每秒一次，其优良的性能既能够满足陆地导航的灵敏度需求，也能够满足飞行器的动态需求。E511所输出的数据是以美国国家海洋电子协会 (National Marine Electronics Association)的NMEA0183 ASCII 码接口协议为基础的。此语句包括：GPGGA，GPGSA，GPGSV，GPRMC，GPGLL,GPVTG。而在我们实际使用时可通过NMEA 0183 输入语句对输出语句进行选择，也可对波特率进行更改[1]。本工程中，最终只需取出高度、经度、纬度、速度和接收信号的时间等信息，所以只要求获得 GPGGA和GPRMC语句即可。现以GPGGA语句为例，介绍它的语句格式：$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh。其具体信息如表1所列。

　　$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,*hh

　　<1>UTC时间，hhmmss.dd (时分秒)格式

　　<2>纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也被传输)

　　<3>纬度半球N(北半球)或S(南半球)

　　<4>经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也被传输)

　　<5>经度半球E(东经)或S(西经)