基于单片机的GPS定位系统要点
单片机在GPS定位系统中的应用研究
单片机在GPS定位系统中的应用研究一、引言GPS（全球定位系统）是一种利用卫星进行地理定位的系统，已经广泛应用于各种领域。
而在GPS定位系统中，单片机作为一个重要的控制核心，发挥着关键作用。
本文将研究单片机在GPS定位系统中的应用，探讨其原理、功能和优势。
二、GPS定位系统的原理GPS定位系统由GPS卫星、地面控制中心、用户终端三部分组成。
GPS卫星通过发射信号并接收回传信号，用户终端利用接收到的信号进行定位计算，地面控制中心负责GPS卫星的管理和维护。
在这个过程中，单片机扮演着数据处理和控制的角色。
三、单片机在GPS定位系统中的功能1. 数据解析和处理：单片机能够接收和解析GPS卫星发射的信号，提取出所需的定位数据。
通过算法计算、数据处理和校准，单片机能够准确地计算出终端的地理位置。
2. 位置跟踪和导航：单片机可以实时地跟踪用户终端的位置，并提供导航功能。
通过不断更新位置信息，单片机能够预测用户目的地并提供路线规划。
3. 数据存储和传输：单片机能够将定位数据存储在内部存储器或外部存储器中，供后续分析和应用。
同时，单片机还可以通过无线通信方式将位置数据传输给其他设备或系统。
四、单片机在GPS定位系统中的优势1. 节省成本：相比于传统的定位系统，单片机具有体积小、功耗低、成本较低等优势。
这使得单片机在大规模应用时可以降低系统开发和维护的成本。
2. 灵活性和可定制性：单片机具有灵活的编程性质，能够根据实际需求进行定制开发。
单片机还可以与其他外部器件或传感器进行兼容，进一步提升GPS定位系统的功能和性能。
3. 实时性和稳定性：由于单片机的高性能和强大的数据处理能力，GPS定位系统能够实时地获取位置信息并准确计算。
单片机的稳定性也保证了系统长时间运行的可靠性。
五、实际应用案例1. 车辆定位和追踪：利用单片机和GPS模块，可以实现对车辆的定位和追踪。
这对于物流行业、公共安全、车辆租赁等领域具有重要意义。
2. 无人机导航：单片机和GPS模块的组合可以实现对无人机的导航和航迹规划。
基于单片机的GPS定位系统设计文献综述
基于单片机的GPS定位系统设计文献综述GPS定位系统是一种利用全球卫星定位系统（Global Positioning System，GPS）来确定地理位置的技术。
在现代社会，GPS定位系统在各个领域中广泛应用，包括交通、军事、航空航天、物流等。
基于单片机的GPS定位系统是其中的一种应用方式，通过使用单片机作为主控芯片，实现对GPS模块的控制和数据处理，可以实现车辆、人员等的实时定位和追踪。
本文将对基于单片机的GPS定位系统进行综述，包括定位原理、系统组成、关键技术以及应用场景等方面的内容。
1. 定位原理GPS定位系统是基于卫星信号的定位技术，通过接收来自卫星的定位信息，利用三角测量等方法计算出自身的地理位置。
GPS系统由24颗卫星组成，其中至少有4颗卫星同时可见时，就能够确定一个点的位置。
基于单片机的GPS定位系统通过接收和解析卫星发射的导航信号，计算出自身的经纬度信息，从而实现定位功能。
2. 系统组成基于单片机的GPS定位系统主要由三个部分组成：GPS模块、单片机和显示模块。
2.1 GPS模块：GPS模块是实现定位功能的关键部件，它接收卫星发射的导航信号，并将信号转换为数字信号供单片机使用。
GPS模块通常包括天线、接收机和定位引擎等部分。
2.2 单片机：单片机是系统的核心处理器，负责接收和处理GPS模块传递过来的定位数据，并进行进一步的计算和控制。
单片机通常采用较为低功耗的微控制器，具有较好的计算和控制能力。
2.3 显示模块：显示模块将通过单片机处理的定位数据展示给用户，可以采用LCD液晶显示屏、LED数码管等形式，以直观的方式展示地理位置信息。
3. 关键技术基于单片机的GPS定位系统设计中，涉及到以下几个关键技术：3.1 GPS信号接收与解析：GPS信号由卫星发射，经过天线接收后需要进行解析。
这个过程包括信号放大、频率合成、数字信号处理等环节，需要设计合适的电路和算法来实现。
3.2 数据处理与计算：单片机接收到GPS模块传来的经纬度等数据后，需要进行进一步的计算和处理。
基于单片机的GPS定位系统设计毕业设计
第一章 绪论
1.1 简述
1.1.1 坐标系统 GPS 定位是通过安置于地球表面的 GPS 接收机同时接受 4 颗以上的 GPS 卫星信号，
从而测定地面点的位置。GPS 定位常采用空间直角坐标系，一般取地球质心为坐标系的 原点。空间直角坐标系用位置矢量在 3 个坐标轴上的投影参数(x,y,z）表示空间点的位 置。采用空间直角坐标系，可以方便地通过平移和旋转从一个坐标系转换到另一个坐标 系。完全定义一个空间直角坐标系，需要确定：①坐标原点的位置；②3 个坐标轴的指 向；③长度单位。根据选择的参数不同，除空间直角坐标系外，还有其他形式的坐标系， 如球面坐标系、大地坐标系等。但他们在使用是式等价的，即不管采用哪一种坐标系， 一组具体的坐标值只表示唯一的空间点位。
2.2 接收 GPS 定位信号方案...............................................................................................10 第三章 硬件介绍.........................................................................................................................12
常用的坐标系统有：协议天球坐标系、协议地球坐标系、地球参心坐标系、国家大 地坐标系、地方独立坐标系、高斯平面直角坐标系以及 WGS-84 坐标系等等。 1.1.2 时间系统
在 GPS 卫星定位中，作为观测目标的 GPS 卫星以每秒数公里的速度在运动。对观测 者而言，卫星的方向、距离、高度和运行速度都在不断地变化。因此，在由追踪站对卫 星进行定轨时，提供卫星位置的同时，必须给出对应的瞬时时刻。与坐标系统一样，时 间系统也应该有相应的尺度（时间单位）与原点（历元）。只有把尺度与原点结合起来， 才能给出时刻的概念。
基于单片机的GPS定位系统设计
基于单片机的GPS定位系统设计摘要：GPS全球定位系统在实际生活中被广泛应用，是当今信息数字化时代发展中的重要组成部分。
因其具有性能好、精度高、应用广的特点，使其成为迄今为止最好的定位导航系统。
本次设计以单片机为核心，通过GPS接收模块接收GPS卫星信号，然后将数据发送到单片机的串口。
单片机执行串口中断，提取所需要的数据并进行处理，最后将处理的数据通过液晶屏显示，成功实现定位。
本系统由52单片机、GPS模块M-87、12864液晶屏等硬件组成，应用C语言编程，完成了GPS信息的提取、处理和显示。
系统可以显示当地经度、纬度、时间、高度等信息，是一台体积小巧、携带方便、可以独立使用的全天候实时的定位导航设备。
关键词：单片机；GPS接收模块；12864液晶屏；串行通信总体方案的设计：本次设计以单片机（STC89C52）为核心，首选通过GPS（M-87）接收模块接收GPS卫星信号，然后将数据发送到单片机的串口，单片机执行串口中断，提取所需要的数据并处理，最后将处理后的数据通过液晶显示屏（LCD12864）显示。
该GPS定位系统硬件电路主要由以下几个部分组成：(1) 控制部分：以STC89C52单片机为核心的小型控制系统；（2）接收部分：以GPS（M-87）接收模块为核心的GPS接收机；（3）显示部分：由LCD12864构成的液晶显示电路；（4）电源部分: 由三节1.5V干电池串连而成的电源进行供电。
该GPS定位系统软件部分主要由以下几个部分组成：（1）串口初始化程序：对TMOD、TH1、TL1、REN、RI、TI等进行赋初值；（2）液晶初始化程序：令PSB=1使LCD为并口方式及LCD开、关标设定等；（3）数据接收与处理程序：编写数据提取与处理程序，实时接收与处理数据。
（4）延时程序：编写延时函数，延时函数可以控制液晶屏内容的显示时长；由此可知：GPS接收模块将接收到的GPS卫星导航电文调制解码，转换为标准格式后，通过串行口将数据送给单片机，当单片机执行串口中断收到GPS接收模块发来的数据，经过片内程序的识别筛选，将筛选出来的数据进行处理后送到显示模块，最后通过液晶显示屏按照要求显示。
基于单片机的GPS定位信息显示系统
基于单片机的GPS定位信息显示系统摘要在当今信息时代的发展中，GPS全球定位系统是一个重要的组成部分，其具有精度很高、应用广泛、性能强大的特点，因此在实际生活中GPS全球定位显示系统被广泛运用于各类领域当中。
它也是至今为止最好的定位导航系统。
本论文详细介绍了基于微控制器的GPS接收模块，12864液晶显示器等设备的GPS实时显示功能实现，从硬件和软件实现方面给出了详细的设计说明，并结合MCS-51系列微控制器GPS接收模块的硬件特性实现了串行通信。
它是一种紧凑型便携式，可独立使用，全天候实时定位和导航的设备。
在经过一系列元件拼接并且将硬件和软件调试成功后，系统能够按预想正常运转。
关键词：GPS；MCS-51单片机;GPS接收模块；12864液晶屏GPS Positioning Information Display SystemBased On Single Chip ComputerABSTRACTIn today's information age development, GPS Global Positioning System is an important component, which has high precision, wide range of applications, strong performance characteristics, so in real life GPS global positioning display system is widely used in various fields among. It is also the best positioning navigation system so far.In this paper, the GPS real-time display function of GPS receiver module and 12864 liquid crystal display device based on micro-controller is introduced in detail. The detailed design explanation is given from hardware and software implementation, and combined with MCS-51 series micro controller GPS The hardware characteristics of the receiving module enable serial communication. It is a compact portable, can be used independently, all-weather real-time positioning and navigation equipment.After a series of components splicing and hardware and software debugging success, the system can be expected to normal operation.Key words: GPS; MCS-51 single chip; GPS receiver module; 12864 LCD screen目录1. 绪论 (3)1.1课题背景和意义 (3)1.2 论文主要内容 (4)2. GPS定位信息显示系统方案设计 (5)2.1 GPS全球定位系统简介 (5)2.2 GPS信号接收方案的选择 (8)2.3 GPS接收模块的研究 (9)2.4 完整设计方案 (10)3.GPS硬件电路设计 (12)3.1 硬件电路框架结构 (12)3.2 系统硬件电路简介 (12)3.2.1 STC89C52简介 (12)3.2.2 12864LCD模块介绍 (17)3.2.3 SiRF Star II GPS信号接收模块 (19)3.3 系统硬件连接介绍 (22)4.GPS软件设计 (24)4.1软件数据格式 (24)4.1.1 输入语句 (25)4.1.2 输出语句 (26)4.2 软件开发环境—Keil uVision2 (27)4.2.1开发工具 (27)4.2.2 编辑器和调试器 (28)4.2.3 编译步骤 (29)4.3 基于单片机的GPS软件设计思路 (32)5.系统调试和实验结果 (34)5.1 硬件调试部分 (34)5.2 软件调试 (34)5.3 实验结果 (35)6.毕业设计总结 (36)致谢 (38)参考文献 (38)附录一 (40)附录二 (45)1. 绪论1.1课题背景和意义1978年，GPS卫星成功发射。
基于51单片机的GPS定位系统设计
基于51单片机的GPS定位系统设计
GPS定位系统是一种高精度、高可靠性的定位技术，基于51单
片机的GPS定位系统可以用于车辆、船只、无人机等物体的追踪和
导航。
以下是基于51单片机的GPS定位系统设计的步骤：
1. 硬件设计：
GPS模块：选择一款支持串口通信，输出NMEA协议的GPS模块。
51单片机：选择适当的型号，具备较好的计算和通信能力。
显示模块：可以选择LCD显示屏或OLED显示屏来显示当前的定
位信息。
电源模块：GPS模块和51单片机都需要可靠的电源供应，可以
选择锂电池或干电池。
外部存储模块：为了存储历史定位数据，可以选择SD卡存储模块。
2. 软件设计：
a.串口通信程序：通过串口通信程序从GPS模块接收NMEA协议
的数据。
b.解析程序：解析NMEA协议的数据，并提取相关的定位信息
（经度、纬度、速度、时间等）。
c.定位算法：采用常见的定位算法（如卡尔曼滤波、迭代解算等）来计算当前位置。
d.存储程序：将计算出的位置信息存储到SD卡中。
e.显示程序：利用LCD或OLED显示屏显示当前的定位信息。
3. 系统测试
将系统部署到实际场景中进行测试，记录数据并进行分析。
根据测试结果对系统进行改进和优化，以提高其可靠性和精度。
总之，基于51单片机的GPS定位系统设计需要较高的硬件和软件开发能力，需要深入了解GPS原理、51单片机编程以及相关算法的实现方式。
基于单片机的GPS定位显示系统
基于单片机的GPS定位显示系统【摘要】GPS系统组成中的三大部分：太空部分、监控部分和用户部分，环环相扣。
基于单片机的GPS定位显示系统，对于增强各个部分的联系与衔接起到了很好的作用。
本文就单片机的GPS定位显示系统做了初步探究。
【关键词】GPS；单片机；显示系统；定位一、前言GPS定位系统的应用始于美国，近几年对GPS的发展与改进有了很大的进展。
我国GPS系统的应用起步稍晚，但是近几年也有长足发展。
GPS系统广泛应用于通信、军事以及民用设施。
在现有的GPS接收模块GR-87的基础上,利用单片机对GR-87输出的信息(时间、经度、纬度、海拔、速度等)进行提取和处理,通过显示模块显示出来,从而实现实时定位、导航的功能，使得GPS的应用有了更广阔的舞台。
二、GPS系统简介1、GPS系统组成GPS系统主要分为三部分: 太空部分、监控部分和用户部分。
（1）、太空部分太空部分包括24 颗工作卫星，以55°倾角分布在地球上空20～200km 的6个轨道上，运行周期为12恒星时。
这样的分布使地球上任何位置的用户在任意时刻都可以同时接收到至少6颗卫星的定位信号，这些卫星则不断的给全球用户发送位置和时间的广播数据。
（2）、监控部分监控部分由分布在全球的若干个跟踪站组成的监控系统构成，根据其作用的不同，这些跟踪系统又可被分为主控站、监测站和注入站，其中主控站有一个，注入站有三个，监测站有五个。
主控站的任务是收集、处理各监测站对GPS 的监测数据，从而计算出每个卫星的星历和卫星钟的改正参数。
注入站的任务是将主控站计算出来的卫星的星历和卫星钟的改正参数注入到卫星中去。
监测站的任务是对每颗卫星进行监测，并向主控站提供卫星的观测数据（3）用户部分用户部分是满足用户定位精度和动态特性要求的接收机，其作用是接收GPS 卫星所发出的无线电信号，并利用这些信号进行导航、定位等工作。
用户部分由GPS接收机数据处理软件以及相应的用户设备等组成。
基于单片机的GPS定位系统设计研究进展
基于单片机的GPS定位系统设计研究进展GPS定位系统是一种利用全球定位系统（GPS）卫星进行定位的技术。
它可以通过接收来自卫星的定位信号，计算出接收器的位置以及相关的信息。
在当今社会，GPS定位系统广泛应用于交通管理、导航仪器、军事设备等领域。
本文将探讨基于单片机的GPS定位系统设计的研究进展。
1. GPS定位系统原理GPS定位系统的基本原理是通过接收至少四颗卫星发出的信号，并计算出信号的传播时间差来确定接收器的位置。
在GPS定位系统中，至少需要接收到4颗卫星的信号才能进行准确的定位和测量。
2. 基于单片机的GPS定位系统设计基于单片机的GPS定位系统设计是将GPS接收器与单片机进行集成，以实现位置定位、导航和数据处理等功能。
单片机作为中央处理单元，负责接收和处理来自GPS模块的信号，并将定位结果通过显示屏或其他输出设备显示出来。
3. 单片机选择与接口设计在设计基于单片机的GPS定位系统时，选择合适的单片机至关重要。
单片机应具备足够的计算和处理能力，支持通信接口和外围设备的连接。
例如，常用的单片机有STM32、Arduino等。
同时，还需要考虑单片机与GPS模块之间的接口设计，确保数据传输的可靠性和稳定性。
4. 电源管理与功耗优化基于单片机的GPS定位系统通常需要考虑电源管理和功耗优化。
由于GPS模块和单片机本身的功耗较高，需要合理设计电源电路，以降低系统的功耗和延长电池寿命。
常见的功耗优化方法包括将GPS模块和单片机设置为低功耗模式、优化代码，以及合理选择电源供应电压等。
5. 数据处理与应用开发基于单片机的GPS定位系统不仅可以实现位置定位功能，还可以进行数据处理和应用开发。
例如，可以根据定位结果进行路径规划和导航功能的开发，将定位数据与地图数据进行关联，以实现更智能的导航功能。
此外，还可以将定位数据传输到云服务器进行存储和分析，以实现更复杂的数据处理和应用开发。
6. 系统可靠性与精度提升在设计基于单片机的GPS定位系统时，系统的可靠性和定位精度是需要考虑的重要因素。
基于单片机的GPS定位系统设计研究综述
基于单片机的GPS定位系统设计研究综述GPS定位系统是一种基于全球卫星定位系统的技术，通过接收卫星发射的信号来确定地理位置。
单片机是一种集成电路，在嵌入式系统中广泛应用。
基于单片机的GPS定位系统设计研究集合了这两种技术，具有较高的实用性和应用价值。
首先，基于单片机的GPS定位系统设计研究需要明确系统的功能需求和设计目标。
这包括确定系统的定位精度要求、功能模块划分、数据处理和通信等方面。
通过明确需求和目标，可以为系统的设计和实现提供明确的指导。
在功能模块划分方面，基于单片机的GPS定位系统通常包括GPS接收模块、数据处理模块和通信模块。
GPS接收模块负责接收卫星发射的信号，并解析和提取定位信息。
数据处理模块对接收到的定位信息进行处理和计算，确定地理位置。
通信模块负责与其他设备或系统进行数据交互，如实时定位数据上传和远程控制等。
为了提高系统的定位精度，设计研究中可以引入增强定位技术。
例如，可以结合惯性导航系统（INS）和地面台站网络等技术，进一步提升定位精度和鲁棒性。
INS可以通过测量加速度和角速度等信息，结合GPS定位结果，对位置进行改进和修正。
地面台站网络可以利用多基站之间的信号时差差分定位算法，消除大气延迟等误差，提高定位的精度和可靠性。
在系统设计过程中，还需要考虑功耗、成本和体积等方面的限制。
单片机作为嵌入式系统的核心，应当能够满足系统的需求，并具有较低的功耗。
此外，成本和体积也是设计中需要考虑的因素，系统需要在满足功能需求的同时，具备一定的经济性和可实现性。
设计研究中还需要关注系统的稳定性和可靠性。
稳定性是指系统在各种环境条件下，如天气变化、信号干扰等情况下的工作表现。
可靠性则是指系统能够持续地提供准确的定位信息，具备良好的工作稳定性和长期使用能力。
为了验证设计研究的有效性，可以进行实验和仿真研究。
通过搭建实验平台，采集实际的GPS定位数据，并进行数据处理和分析，以评估系统的性能和精度。
基于单片机的GPS定位系统
基于单片机的GPS定位系统基于单片机的GPS定位系统随着科技的不断发展，定位系统在各个领域的应用越来越广泛。
基于单片机的GPS定位系统，将单片机技术和GPS技术相结合，具有体积小、功耗低、性能稳定等优点，被广泛应用于智能交通、人员跟踪、车辆监控等领域。
本文将详细介绍基于单片机的GPS定位系统的设计和实现方法。
一、系统概述基于单片机的GPS定位系统主要包括单片机、GPS模块和外部设备等组成部分。
其中，单片机作为主控芯片，负责系统的数据处理和控制信号输出；GPS模块负责接收GPS信号，并提取出位置信息；外部设备包括存储器、显示设备等，用于存储和显示定位信息。
二、GPS模块GPS模块是整个定位系统的核心部分，其性能直接影响到整个系统的精度和稳定性。
选择一款合适的GPS模块对于系统设计至关重要。
目前，市场上主流的GPS模块均支持NMEA-0183协议，该协议规定了GPS接收机与计算机或其他设备之间的通信协议，使得GPS数据能够被单片机等设备读取和处理。
三、单片机单片机是整个系统的控制核心，需要具备处理数据和控制外部设备的能力。
考虑到系统的功耗和性能要求，选择一款具有低功耗、高性能的单片机至关重要。
常用的单片机包括STM32、ARMCortex-M系列等。
四、系统设计基于单片机的GPS定位系统的设计主要包括硬件电路设计和软件程序设计两部分。
硬件电路设计主要包括单片机、GPS模块、外部设备等部分的电路设计。
其中，单片机与GPS模块之间的通信接口需要遵循NMEA-0183协议，同时还需要考虑单片机的电源供电、信号干扰等问题。
软件程序设计主要包括单片机的程序设计和GPS数据的处理。
单片机的程序设计需要根据系统的需求进行编写，包括对外部设备的控制、数据处理等。
GPS数据的处理需要将接收到的GPS数据进行解析，提取出位置信息，并将其存储或传输给外部设备。
五、实现细节在实现基于单片机的GPS定位系统时，需要注意以下几点：1、单片机与GPS模块之间的通信接口需要遵循NMEA-0183协议，否则可能导致数据读取错误。
基于单片机的GPS定位系统设计文献综述
基于单片机的GPS定位系统设计文献综述引言全球定位系统（GPS）是一种基于卫星导航系统的定位技术，旨在确定接收器在全球范围内的准确位置和时间。
由于其高精度和广泛的应用领域，GPS定位技术已成为许多领域的重要组成部分，包括航空航天、交通运输、地质勘测以及智能导航等。
尤其在基于单片机的应用中，GPS定位系统的设计更是具有重要意义。
本文将综述基于单片机的GPS定位系统设计的相关文献，以期为相关领域的研究和开发提供参考。
GPS定位系统的基本原理GPS定位系统基于卫星导航系统，其基本原理是通过接收来自多颗卫星的信号，并通过对信号进行解算和处理，确定接收器的位置信息。
其主要包括以下几个步骤：1.接收卫星信号：GPS接收器通过天线接收来自多颗卫星的信号，包括卫星的位置、时间以及导航数据。
2.信号解算：GPS接收器对接收到的信号进行解算，计算其距离、速度和时间等信息。
3.定位计算：根据接收到的多颗卫星信号和解算结果，通过三角计算法或其他定位算法，计算出接收器的准确位置。
4.数据处理与显示：GPS接收器对定位结果进行处理和显示，以便用户了解接收器的位置和导航信息。
基于单片机的GPS定位系统设计实例1. 硬件设计在基于单片机的GPS定位系统设计中，硬件设计是一个重要的方面。
例如，一些研究通过选择合适的GPS接收器模块、天线和其他外围设备，实现了低成本、小体积和低功耗的GPS 定位系统。
2. 软件设计软件设计是基于单片机的GPS定位系统设计中另一个关键的方面。
一些研究通过编写适当的嵌入式软件，实现了GPS信号的接收、解算和定位计算。
此外，还开发了一些功能强大的软件算法，用于提高定位精度和降低计算复杂度。
3. 定位算法在基于单片机的GPS定位系统设计中，定位算法是一个关键的研究方向。
许多研究使用三角计算法、卡尔曼滤波算法和粒子滤波算法等定位算法，以实现准确的位置计算和跟踪。
4. 数据处理与显示数据处理与显示是基于单片机的GPS定位系统设计中的一个重要环节。
单片机在GPS定位系统设计中的关键问题探讨
单片机在GPS定位系统设计中的关键问题探讨GPS定位系统是现代导航系统中不可或缺的一部分。
而单片机作为一种重要的控制器，在GPS定位系统的设计中扮演着至关重要的角色。
本文将探讨单片机在GPS定位系统设计中的关键问题，包括数据处理、实时定位、精度提升和系统稳定性等方面。
首先，数据处理是单片机在GPS定位系统设计中的关键问题之一。
在GPS定位系统中，GPS芯片可以获取卫星信号，并将其转化为经纬度等位置信息。
然而，这些原始信息并不直接可用，需要使用单片机进行进一步的数据处理。
在数据处理过程中，需要进行三维空间数据解算，包括坐标变换、地球模型、大气延迟等因素的考虑，以获得准确的定位结果。
因此，在设计过程中，需要考虑如何通过编程算法将原始数据处理成可用的位置信息，以满足实际导航需求。
其次，实时定位是单片机在GPS定位系统设计中的另一个关键问题。
在实际应用中，用户通常需要实时获取位置信息，并进行导航或其他操作。
因此，单片机需要具备实时性能，能够及时处理GPS模块传来的信号，并实时更新位置信息。
这就需要设计一个高效的算法和合理的数据结构，以实现快速的数据处理和实时的定位结果输出。
同时，还需要考虑如何解决由于GPS信号不稳定或信号中断等情况下的数据异常处理，以保证系统的鲁棒性和稳定性。
第三，精度提升是单片机在GPS定位系统设计中的关键问题之一。
GPS定位的精度受到多种因素的影响，包括卫星几何因素、多径效应、大气影响等。
为了提高精度，需要在单片机设计中考虑采用差分定位技术、滤波算法和数据融合等方法。
通过差分定位可以将多个GPS接收机之间的差异进行校正，进而提高定位的精度；滤波算法可以用于去除噪声和异常数据，提高数据处理的准确性；数据融合则可以结合其他传感器的数据，如陀螺仪和加速度计，以提高定位精度。
因此，设计一个精确的算法和合理的硬件架构是提高GPS定位精度的关键。
最后，系统稳定性也是单片机在GPS定位系统设计中需要考虑的一个关键问题。
基于51单片机的GPS定位系统的设计
第一章51单片机概述....................................................................................................... - 1 -1.1 单片机概述............................................................................................................. - 1 -1.2 51单片机系统的结构组成及性能 .................................................................. - 1 -1.2.1 结构组成...................................................................................................... - 1 -1.2.2 80C51单片机引脚介绍........................................................................... - 2 -1.2.3 单片机主要部件功能............................................................................... - 3 -1.3 8255芯片介绍....................................................................................................... - 4 -1.3.1 工作原理...................................................................................................... - 5 -1.3.2 工作方式...................................................................................................... - 5 -1.4 8250芯片介绍....................................................................................................... - 6 -1.5 LCD液晶显示器介绍 ......................................................................................... - 6 - 第二章GPS定位系统简介.............................................................................................. - 7 -2.1 GPS定位系统的发展.......................................................................................... - 7 -2.2 GPS定位系统的基本原理................................................................................. - 7 -2.3 GPS模块的主要技术参数................................................................................. - 8 -2.4 GPS定位系统的组成部分................................................................................. - 8 -2.5 GPS定位的流程................................................................................................... - 9 -2.6 GPS定位系统的特点.......................................................................................... - 9 - 第三章硬件连接电路...................................................................................................... - 11 -3.1 电路设计要求与目的 ........................................................................................ - 11 -3.2 电路设计原理...................................................................................................... - 11 -3.3 GPS与单片机、LCD的电路连接 ................................................................ - 12 - 第四章软件设计............................................................................................................... - 13 -4.1 系统工作流程...................................................................................................... - 13 -4.2 软件的设计........................................................................................................... - 13 -4.2.1 程序框图.................................................................................................... - 13 -4.2.2 实验连线.................................................................................................... - 15 -4.2.3 运行实验程序GPS.ASM ...................................................................... - 15 -4.3 数据显示与分析 ................................................................................................. - 17 -4.3.1 数据显示.................................................................................................... - 17 -4.3.2 数据监测分析........................................................................................... - 17 - 第五章实验总结............................................................................................................... - 19 - 参考文献 ................................................................................................................................. - 20 -第一章51单片机概述1.1 单片机概述单片机（Single chip microcomputer）微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机。
基于单片机的gps定位系统硬件设计
键盘接口电路
本部分设计采用的是4×4的矩阵式键盘接口电路 ，这种键盘接口电路的 优点是可以大量节省I/O口，并且在取m=n时最为显著。
看门狗电路
本部分设计采用美国Xicor公 司生产的标准化8引脚集成电路 X5045，它将EEPROM、看门狗定时 器、电压监控三种功能集合在单个 芯片之内，大大简化了硬件设计， 提高了系统的可靠性，减少了对印 制电路板的空间要求，降低了成本 和系统功耗，是一种理想的单片机 外围芯片。
2010届本科生毕业论文答辩
基于单片机的GPS定位系统硬件设计
学院 (系)：电子与电气工程系 专 业：电子信息工程 学 生：李书阁 指导教师：尹应鹏 完成日期：2010年5月
系统的总体分析
本系统的设计是在单片机的理论基础上，选用ATMEL公司的 AT89C51提取GPS模块接收的定位数据并由LCD显示该数据。使用 NMEA输出命令，结合单片机串行通信知识能实现对GPS接收到的 卫星信息进行提取，并在液晶显示平台上选择性的显示数据。
电源电路
本系统中所有芯片的工作电压都 维持在5V左右，故可以采用+5V的直 流电源来供电。为了确保系统电路的 安全可靠，这里采用DC/DC转换器 LM7805组成稳压电源，所需的外围元 件极少，电路内部还有过流、过热及 调整管的保护电路，使用起来可靠、 方便，并且价格便宜。
系统实现
在Proteus仿真环境下，由于元件库中没有GPS接收模块，这 里采用虚拟串口的方法对单片机传输定位数据。结果表明，该系 统的设计方法是可行的，具有很强实用性、可靠性，能够满足生 产实际的需要，成本也低于同类产品。
总结
• 本设计研究了基于单片机的GPS定位系统硬件电路的设 计原理与实现方法，完成了具有基本定位功能的低成本 GPS设备的硬件开发。
毕业论文_基于单片机的GPS定位信息显示系统设计
时间、日期显示结果如以下图所示。
经纬度显示结果如以下图所示。
HDOP、海拔显示结果如以下图所示。
实验结果分析:
上图所示的 实验结果所 处位置是海 乐B宿舍测试 的结果。地图显 示这个位置 的经纬度如 下图。
东区足球场 海乐B宿舍
校门口 主楼
鸣谢
光阴似箭，岁月如梭，四年的本科生活就要结束了。在 毕业论文完成之际，谨向给予我帮助和支持的老师和同学表示 衷心的感谢。
总体框图
基于单片机的GPS定位信息显示系统硬件电路设计主要由 GPS信号接收局部〔Ublox 6M GPS信号接收模块〕、控制 芯片〔STC89C52单片机〕、显示局部〔LCD1602液晶显 示模块〕这几局部构成。结构框图如以下图所示。
基于单片机的GPS硬件设计总电路图
GPS模块与单片机连接方式
总体方案的设计
本次设计要求通过单片机控制GPS器件实现定位显示 功能。在这里使用51单片机作为处理器，利用51单 片机的串行接口接收Ublox 6M GPS信号接收模块 输出的数据信号，并通过软件方法筛选出其中有用的 定位数据，最后通过单片机的并行接口输出至液晶显 示模块显示的方案。
该GPS定位显示系统硬件由以下几局部组成： 1.接收局部：以Ublox 6M GPS信号接收模块为核
$GPRMC,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9) ,(10),(11),(12)*hh(CR)(LF)
<1>定位点的协调世界时间〔UTC〕，hhmmss〔时分 秒〕格式；
<2>定位状态，A＝有效定位，V＝无效定位； <3>定位点纬度，ddmm.mmmm〔度分〕格式； <4>纬度半球，N〔北半球〕或S〔南半球〕； <5>定位点经度，dddmm.mmmm〔度分〕格式; <6>经度半球，E〔东经〕或W〔西经〕；
基于单片机的简易GPS定位信息显示系统的设计
毕业设计论文基于单片机的简易GPS定位信息显示系统设计摘要GPS是Global Positioning System的缩写，即全球定位系统。
其目的是在全球范围内对地面和空中目标进行准确定位和监测。
本设计是基于AT89C51单片机来实现的简易GPS定位信息显示系统。
本控制系统主要完成接受数据，时间显示、经度显示、纬度显示等常规功能。
单片机与OEM板采用串口通信，由单片机接受GPS信息，对其解码，再通过LED显示信息。
GPS的信息显示是轮流显示时间、经度、纬度的。
本文介绍使用GARMIN公司的GPS25-LVS系列OEM (Original Equipment Manufacturer)接收板及单片机实现实时时间、经纬度等综合信息显示的设计方法。
通过对GPS OEM板和LED显示模块的研究，设计了GPS定位信息的采集与显示系统。
重点介绍了利用单片机89C51对GPS OEM板的控制来实现定位数据的采集与传送，以及将定位数据传送至液晶模块进行显示的过程。
实践证明，该系统显示的时间非常精确、定位精度高，能满足一般应用项目的使用，具有一定的实用价值。
关键词：单片机；数据采集；定位信息；GPS OEM板；LED显示AbstractGPS is the acronym for Global Positioning System,the Global Positioning System.Its purpose is on a global scale aerial targets on the ground and accurate positioning and monitoring.The design is based on the AT89C51 microcontroller to achieve the simple GPS positioning information display system. The main control system completed accept data，show time, longitude, latitude and other conventional features.SCM and OEM board serial communication links used by the microcontroller to accept GPS information, decode it, and then through the LED display information.GPS information is displayed cycle time, longitude and latitude.This paper describes the use of GARMIN's GPS25-LVS series of OEM (Original Equipment Manufacturer) receiving board and SCM implementation the time,latitude and longitude of real-time, and other comprehensive information shows that the design method.Through studying on GPS OEM board and LED display module,the collection and display system of GPS’s inf ormation are designed.By using single chip computer 89C51,the GPS OEM board is controlled,thus the collection and transmission of the orientation data are realized.The orientation data are delivered to LED model for display. The practice proves that the time displayed by the system is very accurate,and the precision of orientation is high.The system satisfies the usage of the general application and certainly offers p ractical value.Keywords:Single-Chip;Data Acquiring;Orientation information;GPS OEM board; LED display目录基于单片机的简易GPS定位信息显示系统设计 (1)摘要 (2)ABSTRACT (3)目录 (4)插图清单 (5)插表清单 (6)引言 ............................................................................................................................... - 1 -第1章GPS简介及基本理论............................................................................................. - 3 -1.1 关于GPS的概述 ........................................................................................................................ - 3 -1.2 GPS的组成 .................................................................................................................................. - 4 -1.3 GPS信号结构 .............................................................................................................................. - 7 - 第2章硬件电路设计 ......................................................................................................... - 8 -2.1 单片机最小系统介绍.................................................................................................................. - 8 -2.1.1 AT89C51引脚介绍 ........................................................................................................... - 8 -2.1.2 复位电路......................................................................................................................... - 10 -2.1.3 时钟电路......................................................................................................................... - 11 -2.2显示电路 .................................................................................................................................... - 11 -2.2.1 LED显示器结构............................................................................................................. - 11 -2.2.2 LED显示器工作原理..................................................................................................... - 12 -2.2.3 LED显示器驱动电路..................................................................................................... - 12 -2.3 控制系统的硬件原理................................................................................................................ - 13 -2.3.1 GPS25-LVS系列OEM接收板硬件接口 ...................................................................... - 13 -2.3.2 单片机控制系统的硬件电路原理................................................................................. - 14 - 第3章软件部分设计 ....................................................................................................... - 14 -3.1 GPS25-LVS的信息输出格式.................................................................................................... - 14 -3.2 单片机的信息接收处理............................................................................................................ - 15 -3.3 主程序设计 ............................................................................................................................... - 16 - 第4章调试 ....................................................................................................................... - 21 -结论与展望 ......................................................................................................................... - 22 -致谢 ............................................................................................................................. - 23 -参考文献 ............................................................................................................................. - 24 -附录A：总图 ................................................................................................................................... - 25 - 附录B：外文文献及译文............................................................................................................... - 26 - 附录C：主要参考文献及摘要...................................................................................................... - 32 - 附录D：部分源程序..................................................................................................................... - 34 -插图清单图1-3 GPS信号的产生 (5)图1-2 GPS接收机基本结构 (6)图1-3 GPS信号的产生 (7)图1-4 GPS信号构成图 (7)图2-1 硬件电路框图 (8)图2-2 89C51引脚图 (9)图2-3 复位电路的设计 (11)图2-4 时钟电路的设计 (11)图2-5 LED显示器管脚图 (12)图2-6 LED驱动电路 (13)图2-7 GPS25—LVS板引脚接口功 (15)图3-1 串口中断程序流程图 (17)图3-2 主程序流程 (18)图3-3 时差修正部分程序流程图 (20)插表清单表2-1 复位后寄存器状态 (6)引言GPS卫星导航全球定位系统问世以来，在导航、定位领域发展势头迅猛，引起世界各界人士的关注。
基于单片机的GPS定位系统设计
基于单片机的GPS定位系统设计摘要GPS是全球定位系统英文名词Global Positioning System的缩写。
该系统是美国布设的第二代卫星无线电导航系统。
它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息。
其目的是在全球范围内对地面和空中目标进行准确定位和监测。
现在，GPS接收机作为一种先进的导航和定位仪器，已在军事及民用领域得到广泛的应用。
本设计是基于AT89C51单片机来实现的简易GPS定位信息显示系统。
本控制系统主要完成接受数据、时间显示、经度显示、纬度显示等常规功能。
此方案基于单片机、GPS模块和12864液晶显示屏等硬件, 并应用C语言实现了GPS信号的提取、显示及基本的键盘控制操作等。
经过实践测试 ,这种接收机可以达到基本GPS信息的接收以及显示，可以做到体积小、精度高、连续导航，并可广泛应用于个人野外旅游探险、出租汽车定位及海上作业等领域。
关键词：GPS定位系统，单片机，液晶显示屏DESIGN OF GPS RECEIVER BASED ON 51 SINGLE CHIPCOMPUTERABSTRACTGPS is the abbreviation of the English term Global Positioning System global positioning system. The system is the United States laid the second generation satellite radio navigation system. It can provide users with continuous, real-time, global, round-the-clock, high precision three dimensional coordinates, three velocity and time information. Aimed at targets on the ground and in the air around the world an accurate positioning and monitoring. Now, as an advanced GPS receiver navigation and positioning equipment, has a wide range of applications in military and civilian areas.This design based on the AT89C51 microcontroller is used to implement a simple GPS positioning information display system. This control system is mainly done to accept the data, time display, latitude, longitude, and other routine functions. This program is based on single-chip, GPS module and 12864 LCD display, hardware, c language implementation and application of the GPS signal extraction, display and keyboard control of basic operations. Practice tests, this receiver can receive and display the basic GPS information. small size, high accuracy, continuous navigation can be done, and can be widely applied to individuals in the wild tour adventure, hire car positioning and operations at sea, and other areas.KEY WORDS:GPS positioning system, microcontroller, LCD display目录前言 (1)第1章GPS系统简介 (3)1.1 GPS的由来及发展 (3)1.2 GPS定位系统的基本原理 (3)1.3 GPS模块定位流程 (4)1.4 本设计的主要工作 (4)第2章系统硬件设计 (5)2.1 单片机 (5)2.1.1 AT89C51单片机的结构原理 (6)2.1.2 AT89C51单片机的主要特性 (7)2.2 GPS模块 (7)2.2.1 概述 (7)2.2.2 主要技术参数及产品特点 (8)2.2.3 管脚介绍及与单片机的接口电路 (8)2.3 显示部分 (10)2.3.1 LCD12864概述 (11)2.3.2 基本特性 (11)2.3.3 模块接口说明 (12)第3章系统软件设计 (14)3.1 系统软件概述 (14)3.2 软件程序的编写 (14)3.2.1 初始化模块 (15)3.2.2 数据接收处理模块 (15)第4章系统调试 (17)4.1 硬件调试 (17)4.2 软件调试 (17)4.3 系统测试结果 (18)结论 (20)谢辞 (21)参考文献 (22)附录 (24)外文资料翻译 (44)前言GPS卫星导航全球定位系统问世以来，在导航、定位领域发展势头迅猛，引起世界各界人士的关注。
单片机GPS定位系统的设计与应用综述
单片机GPS定位系统的设计与应用综述摘要：单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出设备的集成电路芯片，广泛应用于各种领域。
而全球定位系统（GPS）则是一种由美国开发的卫星导航系统，可以提供全球范围内的精准定位和导航服务。
本文综述了单片机与GPS技术的结合，介绍了单片机GPS定位系统的设计原理、硬件搭建和应用领域。
一、设计原理单片机GPS定位系统的设计原理基于以下几个关键要素：1. GPS模块：GPS模块是将接收到的卫星信号转换为可供单片机处理的电信号的硬件设备。
它负责从卫星接收GPS信号，并把解码后的数据通过串口或I2C总线传输给单片机进行处理。
2. 单片机：单片机作为整个系统的核心，负责接收GPS模块传输的数据，并进行解析、处理、存储等操作。
它可以根据接收到的GPS数据计算出当前的经纬度、速度、航向等信息。
3. 外围设备：为了增强单片机GPS定位系统的功能，可以添加一些外围设备，比如LCD显示屏、蜂鸣器、SD卡等，以方便数据的显示、存储和报警等功能。
二、硬件搭建单片机GPS定位系统的硬件搭建需要以下几个主要的组成部分：1. GPS模块：选择一款符合需求的GPS模块，可直接通过串口或者I2C总线与单片机进行连接。
2. 单片机：选择一款适合的单片机，常用的有AVR、PIC等系列，根据系统需求选择合适的型号。
3. 外围电路：包括供电电路、晶振电路、通信电路等。
在硬件搭建中需要注意的问题：1. 电源供应稳定：为GPS模块和单片机提供稳定的电源是系统正常运行的关键。
2. 通信接口选择：根据GPS模块的类型选择适当的通信接口，如UART或I2C 等。
3. 接地和屏蔽：在布线时需要注意接地和屏蔽，以提高系统的抗干扰性能。
三、应用领域单片机GPS定位系统广泛应用于以下几个领域：1. 车辆定位与导航：通过安装在车辆上的单片机GPS定位系统，可以实时获取车辆的位置信息，并提供导航功能，方便车辆管理和导航。
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大学实验室开放项目成果（论文）题目：基于单片机的GPS定位系统摘要全球定位系统（GPS）是美国研发的第二代卫星无线电导航系统。
其目的是在全球范围内对地面和空中目标进行准确定位和监测。
它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息。
随着GPS的民用化与成本的降低，已经走入了人们的日常生活中，很多手机、PDA 等手持设备都配备了GPS功能。
本文主要研究GPS 的定位原理与技术，单片机的编程及其应用，液晶屏的功能及其实现方法本控制系统主要完成接受数据、时间显示、经度显示、纬度显示等常规功能。
此方案基于单片机、GPS模块和12864液晶显示屏等硬件, 并应用C语言实现了GPS信号的提取、显示及基本的键盘控制操作等。
经过实践测试 ,这种接收机可以达到基本GPS信息的接收以及显示，可以做到体积小、精度高、连续导航，本设计在测控领域的应用开发中具有一定的实用价值和借鉴价值。
关键词：GPS定位，液晶显示，单片机AbstractGlobal Positioning System (GPS) is a U.S. research and development of the second generation satellite radio navigation system. Its purpose is worldwide on the ground and air targets for accurate positioning and monitoring. It provides users with a global, all-weather, continuous, real-time, high-precision three-dimensional coordinates, three velocity and time information. With the GPS civilian and cost reduction, has been into people's daily life, many cell phone, PDA and other handheld devices are equipped with GPS. This paper studies the principles and techniques of GPS positioning, microcontroller programming and its application, the function of the LCD screen and its implementation method of the control system is mainly complete to accept data, time display, display longitude, latitude, display and other regular features. This scheme is based on single-chip, GPS module and 12,864 LCD screen and other hardware, and apply the C language implementation of the GPS signal extraction, display and keyboard control basic operations. After practice tests, this receiver can meet the basic GPS receivers and display, you can do small size, high accuracy, continuous navigation, monitoring and control of the design in the field of application development has certain practical value and reference value.Keywords: GPS positioning, LCD, microcontroller目录引言 (4)第一章、GPS系统简介 (5)1.1 GPS系统的定位精度 (5)1.2 GPS系统定位原理 (7)第二章、方案硬件设计 (9)2.1 GPS技术参数 (9)2.2 单片机最小系统 (10)2.3 电源模块 (11)2.4 液晶显示部分 (12)第3章系统软件设计 (14)3.1 程序初始化模块 (14)3.2 软件系统调试 (15)参考文献 (16)附录 (17)引言GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。
20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。
主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS。
GPS的前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit)，1958年研制，1964年正式投入使用。
该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。
然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS的研制埋下了铺垫。
由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。
美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
为此，美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS精确定位的基础。
而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道，该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。
伪随机码的成功运用是GPS得以取得成功的一个重要基础。
海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。
由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局(JPO)领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。
该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。
最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。
每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。
这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。
由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。
1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。
这也是GPS卫星所使用的工作方式。
第一章、GPS系统简介1.1GPS系统的定位精度GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。
它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。
二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。
三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。
民用的定位精度可达10米内。
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。
GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。
C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。
而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。
导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。
导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。
前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。
后两帧共15000b。
导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。
当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。
然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。
所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。
GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。
对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。