作為導航領域內一種全新的技術，GPS全球定位系統主要利用衛星進行定位。GPS最初由美國政府機構控制使用，是目前世界上最為成熟和完好的全球衛星導航系統。它由30顆(4顆為備份星)在軌衛星組成。早期的GPS系統對民用信號的定位精度限制為100米左右，2000年后則取消這一限制。目前，GPS可以提供的民用信號定位精度為10米左右。GPS現可應用于多領域(如民用航空，車輛調度管理，深海海運等整個海陸空范圍內的導航等)，特別是在目前的車載導航領域，GPS全球衛星定位技術更是具有廣泛的應用。隨著應用領域的日益擴大，中國衛星導航儀的市場規模已從2000年的不到10億元增長到了2005年的120億元。因此，對GPS進行研究和二次開發勢在必行。

　　1JP7-T型GPSOEM板的組成

　　本設計根據實際項目需要將所調研的幾種GPS資料進行了比較權衡，最后選擇了德國FALCOM公司生產的JP7-T(SIRF2)GPS模塊。該模塊有12個信道GPS接收模塊、完整的溫度補償晶體振蕩器、SiRF2型芯片一低功率芯片集、高級TIFF頻率、3種不同供電模式、更小的體積、PIN腳與JP7-LP兼容并有記憶功能，同時內嵌Falcom記憶查詢軟件。利用此模塊作為核心部分，筆者還設計了一塊demo板進行測試。FAL-COM公司生產的JP7-T(SIRF2)GPS模塊的內部信號流的處理過程如圖1所示。

　　JP7-TX系列GPS定位系統采用的是L1信號頻率(1575.42MHz)。該模塊可以分為四大塊：RF信號下轉換器、數字基帶解調、嵌入式ARM微處理器和用于存儲內置GPS軟件的8MBitFlash存儲器。其中前兩者用于硬件電路處理，而ARM微處理器則可采用內置GPS軟件來計算GPS的位置、速度、時間等。

　　系統中的射頻部分用作GPS信號(通常是一130dBm)的補償和過濾，然后將其轉換成中頻信號并輸出到信號處理部分。數字基帶解調器的功能是載有量化了的GPS信號和檢測衛星的串行比特流數據和伴隨偽序列。這個過程通過擴展譜和信號多普勒頻率部分的移動來獲得串行數據。ARM微處理器用來監督信道的分配，并提取原始的衛星跟蹤數據，同時在計算出位置和時間后，將其采用串行方式發送到高層應用部分。支持微處理器處理過程的硬件電路包括RTC和復位脈沖產生器電路。內置的GPS軟件用來管理信道分配，并可采用衛星的偽序列來計算位置、速度和時間，并重定數據格式后輸出到串行口或用于本地決策。

　　2JP7-TGPS接收機的Demo板設計

　　在了解了JP7-TGPS模塊的內部原理后，要知道是否適合產品的設計需要，還要再設計一塊demo板來進行性能測試。Demo板的基本硬件設計框圖如圖2所示。

　　通過分析GPS模塊的內部電路和引腳可知，其4、5引腳為第一組I／O口，分別是SDI1和SDO1，其中SDI1是主要的接收信道。用來接收GPS板的軟件命令，SDO1是主要的傳輸信道，用來將導航數據傳輸到用戶程序；6，7號引腳為第二組I／O口，分別是SDI2和SDO2；17號引腳是RF_IN，用于為GPS提供從天線接收到的信號；19號引腳用于為天線提供電源。其中SDI和SDO都是TTL電平，故在將其通過RS-232串口與PC機相連以進行測試前，必須將TTL標準信號轉換成232標準信號才能與PC機進行通信，本設計采用MAX3232電平轉換芯片，其轉換電路如圖3所示。鑒于GPS模塊的頻率和項目產品的設計需要，本設計選擇了5米GPS車用磁性吸盤天線，其中心頻率也是L1，它接收衛星定位信息的定位精度小于15米。