GPS面積測(cè)量?jī)x的軟硬件設(shè)計(jì)
隨著測(cè)量技術(shù)和農(nóng)業(yè)精細(xì)化的不斷發(fā)展，面積的測(cè)量對(duì)于精度、效率的要求越來(lái)越高，自動(dòng)化、信息化成為必然趨勢(shì)。目前先進(jìn)的GPS技術(shù)在面積測(cè)量方面的快速準(zhǔn)確性正越來(lái)越得到人們的認(rèn)可，下面看下GPS面積測(cè)量?jī)x的軟硬件設(shè)計(jì)。
GPS測(cè)量面積的優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)于一個(gè)不規(guī)則的圖形，比如說(shuō)坡面面積，利用GPS采集數(shù)據(jù)之后交由計(jì)算機(jī)計(jì)算，要遠(yuǎn)比人為進(jìn)行估算測(cè)量要準(zhǔn)確的多。
GPS面積測(cè)量?jī)x由高精度的GPS接收模塊、精確面積計(jì)算方法與電腦系統(tǒng)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)任何不規(guī)則面積的實(shí)時(shí)測(cè)試、動(dòng)態(tài)圖形顯示和數(shù)據(jù)智能化處理和儲(chǔ)存。使用方法是采用GPS接收機(jī)繞所測(cè)量面積一圈，實(shí)時(shí)地測(cè)量農(nóng)田的定位信息，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將面積元素代入編制好的程序進(jìn)行計(jì)算。面積測(cè)量?jī)x簡(jiǎn)單架構(gòu)如下圖1所示：
GPS面積測(cè)量?jī)x的接收機(jī)：用戶接收部分主要由以無(wú)線電傳感和計(jì)算機(jī)技術(shù)支撐的GPS衛(wèi)星接收機(jī)和GPS數(shù)據(jù)處理軟件構(gòu)成。微處理器是GPS接收機(jī)的核心，承擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)的管理、控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理工作。視屏監(jiān)控器是接收機(jī)與操作者進(jìn)行人機(jī)交流的部件。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：首先讀取GPS信號(hào)。當(dāng)ARM系統(tǒng)讀取到GPS信號(hào)后，驗(yàn)證GPS信號(hào)的完整性和傳輸?shù)恼_性；當(dāng)所有驗(yàn)證都沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候，怎樣對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行格式變換；如何從GPS信號(hào)內(nèi)提取出有用的時(shí)間信息和定位信息，并重新打包，進(jìn)行顯示或者存儲(chǔ)。當(dāng)前數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)較多使用ARM嵌入式系統(tǒng)，因其價(jià)位與5l單片機(jī)相差不大，但功能卻更加強(qiáng)大。但隨著農(nóng)業(yè)導(dǎo)航的進(jìn)一步發(fā)展，強(qiáng)大的平板電腦將逐步得到廣泛應(yīng)用。
GPS面積測(cè)量?jī)x的操作系統(tǒng)：當(dāng)前使用較多的是Windows、winxp、Linux操作系統(tǒng)。Linux內(nèi)核不包含圖形界面，所以原生的Linux只能用命令行操作；Windows是微軟公司嵌入式、移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)，它的內(nèi)核直接包含了圖形界面，所以可以直接操作圖形界面；VisualC++是Microsoft公司推出的開(kāi)發(fā)Win32環(huán)境程序，面向?qū)ο蟮目梢暬删幊滔到y(tǒng)。它不但具有程序框架自動(dòng)生成、靈活方便的類(lèi)管理、代碼編寫(xiě)和界面設(shè)計(jì)集成交互操作、可開(kāi)發(fā)多種程序等優(yōu)點(diǎn)，而且通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置就可使其生成的程序框架支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)接口、OLE2，WinSock酬絡(luò)、3D控制界面。
GPS面積測(cè)量?jī)x的算法設(shè)計(jì)：算法設(shè)計(jì)中需耍完成定位數(shù)據(jù)的提取與變換運(yùn)算。提取定位數(shù)據(jù)時(shí)，幣需要了解NuEA0183通訊協(xié)議的全部信息，僅需要挑選出本那部分定位數(shù)據(jù)，其余的信息忽略掉。
通過(guò)判斷GPS面積測(cè)量?jī)x上“ASCII” “$”判斷是否是幀頭，并通過(guò)判斷逗號(hào)的個(gè)數(shù)來(lái)區(qū)分當(dāng)前信息是哪種導(dǎo)航定位參數(shù)。需要把時(shí)間情息南格林坨治時(shí)間轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，通常加8h即可。GPS面積測(cè)量?jī)x儀繞地一周后，在面積儀上顯示的圖形如圖2所示：
GPS水平定位精度5-10m，垂直10-30m，所以GPS面積測(cè)量?jī)x儀日前仍然存在若些誤差，比如當(dāng)測(cè)量坡地面積的時(shí)候，由于GPS信呼垂直誤差較人，很難確定坡地的高度。當(dāng)測(cè)量路線在角度較小的三叉路時(shí)，或者在發(fā)夾形曲線的道路以及環(huán)形路時(shí)，容易產(chǎn)生誤差，而很多其它條件也同樣會(huì)影響到導(dǎo)航的不準(zhǔn)確性。用多次預(yù)報(bào)是一個(gè)有效的方法。
