GPS面积测量仪的软硬件设计
随着测量技术和农业精细化的不断发展,面积的测量对于精度、效率的要求越来越高,自动化、信息化成为必然趋势。目前先进的GPS技术在面积测量方面的快速准确性正越来越得到人们的认可,下面看下GPS面积测量仪的软硬件设计。
GPS测量面积的优点在于,对于一个不规则的图形,比如说坡面面积,利用GPS采集数据之后交由计算机计算,要远比人为进行估算测量要准确的多。
GPS面积测量仪由高精度的GPS接收模块、精确面积计算方法与电脑系统结合,可以实现任何不规则面积的实时测试、动态图形显示和数据智能化处理和储存。使用方法是采用GPS接收机绕所测量面积一圈,实时地测量农田的定位信息,经过坐标转换将面积元素代入编制好的程序进行计算。面积测量仪简单架构如下图1所示:
GPS面积测量仪的接收机:用户接收部分主要由以无线电传感和计算机技术支撑的GPS卫星接收机和GPS数据处理软件构成。微处理器是GPS接收机的核心,承担整个系统的管理、控制和实时数据处理工作。视屏监控器是接收机与操作者进行人机交流的部件。数据采集系统:首先读取GPS信号。当ARM系统读取到GPS信号后,验证GPS信号的完整性和传输的正确性;当所有验证都没有发生错误的时候,怎样对GPS信号进行格式变换;如何从GPS信号内提取出有用的时间信息和定位信息,并重新打包,进行显示或者存储。当前数据采集系统较多使用ARM嵌入式系统,因其价位与5l单片机相差不大,但功能却更加强大。但随着农业导航的进一步发展,强大的平板电脑将逐步得到广泛应用。
GPS面积测量仪的操作系统:当前使用较多的是Windows、winxp、Linux操作系统。Linux内核不包含图形界面,所以原生的Linux只能用命令行操作;Windows是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础,它的内核直接包含了图形界面,所以可以直接操作图形界面;VisualC++是Microsoft公司推出的开发Win32环境程序,面向对象的可视化集成编程系统。它不但具有程序框架自动生成、灵活方便的类管理、代码编写和界面设计集成交互操作、可开发多种程序等优点,而且通过简单的设置就可使其生成的程序框架支持数据库接口、OLE2,WinSock酬络、3D控制界面。
GPS面积测量仪的算法设计:算法设计中需耍完成定位数据的提取与变换运算。提取定位数据时,币需要了解NuEA0183通讯协议的全部信息,仅需要挑选出本那部分定位数据,其余的信息忽略掉。
通过判断GPS面积测量仪上“ASCII” “$”判断是否是帧头,并通过判断逗号的个数来区分当前信息是哪种导航定位参数。需要把时间情息南格林坨治时间转换为标准时间,通常加8h即可。GPS面积测量仪仪绕地一周后,在面积仪上显示的图形如图2所示:
GPS水平定位精度5-10m,垂直10-30m,所以GPS面积测量仪仪日前仍然存在若些误差,比如当测量坡地面积的时候,由于GPS信呼垂直误差较人,很难确定坡地的高度。当测量路线在角度较小的三叉路时,或者在发夹形曲线的道路以及环形路时,容易产生误差,而很多其它条件也同样会影响到导航的不准确性。用多次预报是一个有效的方法。
