GPS定位函数

Posted 2021-06-06 皇甫春云

GPS模块中定位函数的分析

最近接触到了一个项目，使用了GPS定位模块，想在这里分享一下自己是如何一步一步编写出的定位函数！模块通过串口和单片机进行通信，所以发送过来的数据必然是字符串，而要对定位数据设定误差阈值，只有对数值型变量才可以进行比较分析。故首先第一步是对目标位置信息进行数据预处理，确定取值范围；第二步是将字符串转换为数值；第三步是结合阈值范围，对当前位置进行判断。

数值预处理

通过手机软件获得当前的位置信息，即得到原始数据；

北纬 N 度	东经 E 度
41.73149343	123.5039363	A
41.73099301	123.501415	B
41.72953978	123.4998111	C	共7站
41.72801044	123.4968714	D
41.72714568	123.4925959	E
41.72642503	123.4894685	F
41.72404682	123.492274	G

将原始数据按照GPS打印的数据，进行格式转换;

4173.149343	12350.39363	A
4173.099301	12350.1415	B
4172.953978	12349.98111	C	共7站
4172.801044	12349.68714	D
4172.714568	12349.25959	E
4172.642503	12348.94685	F
4172.404682	12349.2274	G

考虑到单片机的性能有限，不能进行浮点型数据直接转换，所以需要取消掉一些不变化的字符；

4173.13	4173.15	4173.17		12350.37	12350.39	12350.41	A
4173.08	4173.1	4173.12		12350.12	12350.14	12350.16	B
4172.93	4172.95	4172.97		12349.96	12349.98	12350	C	共7站
4172.78	4172.8	4172.82		12349.67	12349.69	12349.71	D
4172.7	4172.72	4172.74		12349.24	12349.26	12349.28	E
4172.62	4172.64	4172.66		12348.93	12348.95	12348.97	F
4172.39	4172.41	4172.43		12349.21	12349.23	12349.25	G

从上表知道了，选定的是±0.02作为误差范围，因为按照计算，这是20~40米的误差范围。但是数据还是不够精简，通过字符串转数值，还会进行精简。

数值转换

去掉一些并没有发生变化的数字，即简化了程序的编写，也精简了单片机系统运行的压力，所以可以提升位置判断的效率。

313	315	317		5037	5039	5041	A
308	310	312		5012	5014	5016	B
293	295	297		4996	4998	5000	C	共7站
278	280	282		4967	4969	4971	D
270	272	274		4924	4926	4928	E
262	264	266		4893	4895	4897	F
239	241	243		4921	4923	4925	G

位置判断

当GPS采集到的位置信息落入当前的位置区间后，单片机会判断出这是哪个区间，从而执行对应位置上的操作。代码如下：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define u16 unsigned int 	  //对数据类型进行声明定义
#define u8  unsigned char 
#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int

/*-----字符串转化为数字-----*/
/*-----只有当是数值型的字符串时，才可以完成字符串的转换。目前仅仅是完成了整数部分的转换，*/
u8 set_station(u8 lat[11], u8 lon[12])
{
    u8 station_value;
    u16 lat1;
    u16 lon1;

    lat1 = (lat[3] - '0') * 100 + (lat[5] - '0') * 10 + (lat[6] - '0');
    lon1 = (lon[3] - '0') * 1000 + (lon[4] - '0') * 100 + (lon[6] - '0') * 10 + (lon[7] - '0');

    if (lat1 >= 313 && lat1 <= 317 && lon1 >= 5037 && lon1 <= 5041)
        station_value = 0;
    else
    {
        if (lat1 >= 308 && lat1 <= 312 && lon1 >= 5012 && lon1 <= 5016)
            station_value = 1;
        else
        {
            if (lat1 >= 293 && lat1 <= 297 && lon1 >= 4996 && lon1 <= 5000)
                station_value = 2;
            else
            {
                if (lat1 >= 278 && lat1 <= 282 && lon1 >= 4967 && lon1 <= 4971)
                    station_value = 3;
                else
                {
                    if (lat1 >= 270 && lat1 <= 274 && lon1 >= 4924 && lon1 <= 4928)
                        station_value = 4;
                    else
                    {
                        if (lat1 >= 262 && lat1 <= 266 && lon1 >= 4893 && lon1 <= 4897)
                            station_value = 5;
                        else
                        {
                            if (lat1 >= 239 && lat1 <= 243 && lon1 >= 4921 && lon1 <= 4925)
                                station_value = 6;
                            else
                                station_value = 100;
                        }


                    }
                }
            }      
        }
       
    }  

    return(station_value);

}
int main()
{
    u8 data;
	u8 lat[11];
    u8 lon[12];

	printf("please input string including any ASCII !  \\n ");  //打印字符串
	scanf_s ("%s", lat,11);    //借助scanf_s输入字符串，这个函数包含三个参数，第一个是输入类型，第二个是变量名，第三个是输入字符串的上限
    scanf_s("%s", lon, 12);  //借助scanf_s输入字符串，这个函数包含三个参数，第一个是输入类型，第二个是变量名，第三个是输入字符串的上限
    data = set_station(lat,lon);
	printf("%d \\n", data);

}

运行结果如下图所示：