（2）地面控制部分—地面监控系统：GPS工作卫星的地面监控系统包含一个主控站、三个注入站以及五个监测站。监测站装设GPS数据接收装置、原子钟、获取当地气象数据的传感器以及处理已收到的数据的计算机。监控站用来将已接收到的数据信息传输到主控站。主控站主要安置在国内的军事基地，主要任务是获取当地的监控站获取的GPS数据信息，通过那些数据计算出每颗GPS卫星轨道和卫星的改正值。注入站的主要任务是在主控站的控制下，把主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其他控制指令等，注入至相应卫星的存储系统，并检验输出的数据结果是否正确。这种注入过程一般以以24小时为一个周期，并且最后一次注入会是在卫星离开监测站检测范围内。

（3）用户设备部分—GPS信号接收机的主要任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并且能捕获卫星的行动轨迹，首先转换所接收的GPS信号，放大以及处理，以算出GPS信号从卫星到接收装置的传输时间，翻译导航电文，即时算出该地点的准确位置，以及空间速度和时间。GPS卫星发送的导航定位信号是一种可供许多用户共享的信息资源。对于身在海洋，陆地或是空中的用户，如果拥有可以接收、追踪、变换和测量GPS信号的GPS信号接收机，便可以随时随地得知自己的位置信息。由于用户的使用目的不同，因此所选择的GPS接收机的型号也不相同。

图2-1 GPS卫星定位系统

2。2  GPS定位原理

GPS系统定位的基本原则是根据空中的24颗卫星实时位置作为已知初始参数，采用空间距离后方交会的途径找到相应待测点的坐标，即如果能够知道几个已知点的距离那么就可以求出所处的位置。GPS定位系统的已知点即是正在运行的卫星。所有的工作卫星都会发送其即时位置，而用户的接收端便可以接收到GPS信号到接收装置的时间延迟，依据信号传输的速度就能算出接收机到不同卫星的直线距离。同时收集到最少四颗卫星的数据时就能计算出空间坐标、速度和时间。

假设GPS接收机在t时刻启动，便可以计算出GPS信号接收所需要的时间，通过接收到的卫星星历等以及其他数据便可以列出以下四个方程式：

图2-2 GPS卫星信号接收系统

 方程式中的待测点坐标x,y,z为所要求数值，其中的di=cti(i=1、2、3、4），di(i=1、2、3、4）是一号卫星、二号卫星、三号卫星、四号卫星分别到接收机的直线长度。ti(i=1、2、3、4）是一号卫星、二号卫星、三号卫星、四号卫星的信号分别传输到接收装置所需时间。c是GPS信号地传播速度（光速）。

式中：源C于H优J尔W论R文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ752-018766

x,y,z—待测点坐标地空间直角坐标。

xi,yi,zi(i=1,2,3,4)—分别是卫星1，卫星2，卫星3，卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。

Vti（i=1、2、3、4）—分别是卫星1，卫星2，卫星3，卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。

Vti(i=1、2、3、4）—分别是卫星1，卫星2，卫星3，卫星4的卫星钟的钟差，该参数由卫星星历提供。

由以上的四个方程式就能计算出带测点的坐标x,y,z。

3  单片机简介

单片机(Microcontrollers)是一种由超大规模集成电路技术把拥有数据处理能力的中央处理器CPU、只读存储器ROM、多个I/O口和中断系统、随机存储器RAM、定时器/计数器等功能(包括脉宽调制电路、模拟多路转换器、显示驱动电路、A/D转换器等电路)组成的一个完整的微型计算机系统，是一种集成电路芯片，在现代制造行业得到广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，一直发展到目前的300M超高速控制器。