论文总字数：20763字

摘 要

四旋翼飞行器是当前军事和民用航拍中的研究热点，因为它的性能优越、成本低廉、外形新颖、结构简单，所以吸引了一大批科研人员。我们小组选取四旋翼飞行器作为对象，目标从驱动、飞行、控制到后期生成报告，完成四旋翼飞行器的所有基础操作，并进行探索研究。

本文主要是以四旋翼飞行器的位置数据作为本次研究的出发点，利用GPS定位模块,提取飞行器在空中飞行时的位置信号，并且在后期对提取出来的信号通过字符串匹配进行筛选处理，考虑到信号接收时会有丢失，所以用比较法来过滤掉数据有缺失的位置数据，从而得到飞行器在飞行过程中较为准确的经度和纬度数据。

本文使用TMS320F28335 DSP开发板，在CCS5.3的软件环境下，实现了利用GPS模块获取四旋翼飞行器的位置数据及数据的正确解析，能够动态实时更新及下传飞行器位置信息，同时也加入了失控返航功能，能够在飞行器处于失联状态的时候，及时取出飞机起飞的初始位置送给调速决策模块，以完成返回控制飞行或直到通信恢复为止。

关键词：GPS TMS320F28335DSP 方向角 经纬度

Based on the GPS signal for dynamic target control

Abstract

Four rotor aircraft is the current hot research in military and civilian aerial, and its shape novel, low cost, simple structure, remarkable performance , attracted a large number of scientific research persons. Our group chose four rotor aircraft as an object, the target from the drive, fly, control to generate a report later, finish all the basic operations, four rotor aircraft to exploratory research.

This paper is based on the location data of the four rotor aircraft, use the GPS positioning module to extract the position signal when aircraft flying in the air, and in the later of the extracted signal filter processing, to get the aircraft’s longitude and latitude data that we need in the flight.

This article uses TMS320F28335 DSP development board, under the CCS software environment, implements the extracted using GPS positioning information and get the correct data after parsing, can be dynamically updated in real time and under the vehicle position information. Also joined the returning function that if the aircraft is out of control,it can judge whether the aircraft is in the United States, and promptly take off the initial position information provided to speed decision module, complete the return flight control until the communication recovery.

Keywords: GPS;TMS320F28335DSP;Direction angle;longitude and latitude

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 四旋翼飞行器的研究现状 1

1.2.1 国内外研究现状 1

1.3本文的研究内容 2

1.3.1 GPS的信号采集 2

1.3.2 GPS数据帧的正确解析 2

1.3.3 动态查询地面的通信情况 3

1.4 研究意义 3

1.5 相关软硬件介绍 3

1.5.1 TMS320F28335开发板简介 3

1.5.2 CCS软件简介 4

第二章 GPS模块简介 4

2.1 GPS模块原理 5

2.2 GPS模块的特性参数 5

2.2.1 GPS模块的特性参数 5

2.2.2 模块的引脚说明 6

2.3 NMEA-0183通信协议原理 6

2.4 GPS测量偏航角 7

第三章 GPS数据的获取和筛选 10

3.1 设置波特率和测量频率 10

3.2 乱码的解决方法 10

3.3 数据结果分析 12

3.3.1 模块SCI串口的初始化 12

3.3.2 读取GPS数据信息 13

3.4 提取所需定位数据的实现 14

3.5 GPS测量方向角

3.5.1 GPS测量方向角原理

3.5.2 提取方向角

3.5.3 方向角计算

3.5.4 精度评定

第四章 数据处理 20

4.1 提取经度和纬度数据 20

4.2 精确飞行器的经纬度数据 20

4.3 实时关注与地面指挥中心的联系 22

4.4 软硬件测试 22

第五章 总结与期望 24

5.1 总结 24

参考文献 26

致 谢 28

第一章 绪论

1.1 引言

21世纪是个信息化的时代，许多互联网技术和移动通信技术正在改变人们的生活方式，给人们带来了方便，进而许多数字化远程控制系统应运而生。随着现代技术的不断发展，无线通信技术和全球卫星定位（GPS）技术逐步开始应用到日常生活的各个领域，不论是对汽车导航^[5]，物体的准确定位还是无人机的远程控制，GPS技术都发挥着重要的作用。GPS技术能够快速高效地反馈信息，确保了出行的人能够及时准确的把握方位，并且为人们提供了诸多便利，具有广泛的应用前景和利用价值。

GPS是一种能实现高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、价格可接受的高科技定位产品。四旋翼飞行器是当前军事和民用航拍中的热门研究热点，它的外形新颖、成本低廉、结构简单、性能卓越，在大学生的研究中掀起新的热潮，尤其是在飞行器的控制部分，在面对控制需求非常精准的飞行器上，需要的是精准的姿态角度，然后配合无限传输模块，从而实时控制电机速度调整，此外，飞行器还需要一个定位的模块，来实时显示它的位置信息。

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