GPS面積測量儀的軟硬件設(shè)計
隨著測量技術(shù)和農(nóng)業(yè)精細(xì)化的不斷發(fā)展，面積的測量對于精度、效率的要求越來越高，自動化、信息化成為必然趨勢。目前先進(jìn)的GPS技術(shù)在面積測量方面的快速準(zhǔn)確性正越來越得到人們的認(rèn)可，下面看下GPS面積測量儀的軟硬件設(shè)計。
GPS測量面積的優(yōu)點在于，對于一個不規(guī)則的圖形，比如說坡面面積，利用GPS采集數(shù)據(jù)之后交由計算機(jī)計算，要遠(yuǎn)比人為進(jìn)行估算測量要準(zhǔn)確的多。
GPS面積測量儀由高精度的GPS接收模塊、精確面積計算方法與電腦系統(tǒng)結(jié)合，可以實現(xiàn)任何不規(guī)則面積的實時測試、動態(tài)圖形顯示和數(shù)據(jù)智能化處理和儲存。使用方法是采用GPS接收機(jī)繞所測量面積一圈，實時地測量農(nóng)田的定位信息，經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將面積元素代入編制好的程序進(jìn)行計算。面積測量儀簡單架構(gòu)如下圖1所示：
GPS面積測量儀的接收機(jī)：用戶接收部分主要由以無線電傳感和計算機(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)整個系統(tǒng)的管理、控制和實時數(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。當(dāng)ARM系統(tǒng)讀取到GPS信號后，驗證GPS信號的完整性和傳輸?shù)恼_性；當(dāng)所有驗證都沒有發(fā)生錯誤的時候，怎樣對GPS信號進(jìn)行格式變換；如何從GPS信號內(nèi)提取出有用的時間信息和定位信息，并重新打包，進(jìn)行顯示或者存儲。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面積測量儀的操作系統(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、移動計算平臺的基礎(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生成、靈活方便的類管理、代碼編寫和界面設(shè)計集成交互操作、可開發(fā)多種程序等優(yōu)點，而且通過簡單的設(shè)置就可使其生成的程序框架支持?jǐn)?shù)據(jù)庫接口、OLE2，WinSock酬絡(luò)、3D控制界面。
GPS面積測量儀的算法設(shè)計：算法設(shè)計中需耍完成定位數(shù)據(jù)的提取與變換運算。提取定位數(shù)據(jù)時，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。
通過判斷GPS面積測量儀上“ASCII” “$”判斷是否是幀頭，并通過判斷逗號的個數(shù)來區(qū)分當(dāng)前信息是哪種導(dǎo)航定位參數(shù)。需要把時間情息南格林坨治時間轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)時間，通常加8h即可。GPS面積測量儀儀繞地一周后，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面積測量儀儀日前仍然存在若些誤差，比如當(dāng)測量坡地面積的時候，由于GPS信呼垂直誤差較人，很難確定坡地的高度。當(dāng)測量路線在角度較小的三叉路時，或者在發(fā)夾形曲線的道路以及環(huán)形路時，容易產(chǎn)生誤差，而很多其它條件也同樣會影響到導(dǎo)航的不準(zhǔn)確性。用多次預(yù)報是一個有效的方法。
