基于PC104导航计算机系统设计+文献综述(3)
（3）轻松总线驱动：减少元件数量和电源消耗，4mA总线驱动即可使模块正常工作，每个模块只需1-2瓦能耗。
2.1.2 PC104模块使用方法
虽然PC/104模块的扩展和应用是灵活的，仍有二种基本的PC104使用方法。
（1）自我堆栈式是独立的模块堆栈方式。这方式中，模块是被用作全兼容的总线底板，每个模块留出0.6英寸间距；
（2）作为高度集成的元件应用。在这种方式下，模块作为用一个高度集成元件，插入一个定制的母板上，母板上包含有应用接口和总线逻辑，它的自我堆栈方式，可在一个位置上安装几个模块。这种方式允许在系统调试或者测试时，临时更换模块，同时有利于产品的升级。
2.1.3 PC104和PC104PLUS
PC104有两个版本，8位和16位，分别与PC和PC/AT相对应。PC104PLUS则与PCI总线相对应，在PC104总线的两个版本中，8位PC104共有64个总线管脚，单列双排插针和插孔，P1：64针，P2：40针，合计104个总线信号，PC104因此得名。当8位模块和16位模块连接时，16位模块必须在8位模块得下面，如图2.1。P2总线连结在8-位元模块中是可选的，这样让这些模块无论何处都可在堆栈中使用。
图2.1 模块堆布局图
PC104PLUS是专为PCI总线设计的，可以连接高速外接设备。PC104PLUS在硬件上通过一个3×40即120孔插座，PC104PLUS包括了PCI规范2.1版要求的所有信号。为了向下兼容，PC104PLUS保持了PC104的所有特性。
PC104PLUS与PC104相比有以下3个特点：
（1）相对PC/104连接，增加了第三个连结接口支持PCI bus；
（2）改变了组件高度的需求，增加模块的柔韧性；
（3）加入了控制逻辑单元，以满足高速度bus的需求。
关于PC104PLUS总线与PCI总线规范的不同：
（1）PC104PLUS是用120针2mm孔堆栈插座连接，而32位PCI总线用124针插槽连接；
（2）120针的PCI不支持64位扩展，和JTAG、PRSNT和 CLKRUN 信号。
PC104PLUS规范包含了两种总线标准：ISA和PCI，所以和其他PC机一样，可以双总线并存。
由于PC104的管脚定义与ISA、PCI的规范完全兼容，所以在产品内部用PC/104模块时，也可以应自己的需要设计生产更多的专业应用PC/104模块种类。可以相信，嵌入式PC对目前的工业控制计算机体系产生了积极的影响，而且将在许多应用领域形成主流格局。[5]
2.2 GPS全球定位系统介绍
1973年美国国防部决定发展各军种都能使用的全球定位系统GPS(Global Positioning System)，并指定由空军牵头研制，历时20多年，耗资数百亿美元，于1994年3月10日，24颗工作卫星全部进入预定轨道，GPS系统全面投入正常运行，技术性能达到了预期目的，其中粗码(C/A码)的定位精度高达20m，远远超过设计指标。GPS是现代科学的结晶，它的推广应用有力地促进了人类社会的进步。
2.2.1 GPS系统组成
GPS整个卫星导航系统包括导航卫星、地面控制部分、用户设备三部分。
（1）导航卫星
GPS系统有24颗卫星，分布在6个轨道面上，轨道倾角55º，每个轨道上均匀分布4颗卫星，卫星高度为20183km，周期12h.这种布局能使载体在地球上任一地点，任一时刻都能接收到4颗以上的卫星信号，实现全球连续定位。
（2）地面控制部分
地面控制部分包括5个监测站，1个主控站和3个注入站。
监测站的任务是在卫星过顶时收集卫星播发的导航信息，对卫星实行连续监控，收集当地气象数据，并将数据送往主控站。
主控站的任务是用配备的精密原子钟提供GPS系统的时间基准，并将GPS时间和UTC时间的相对漂移编入导航电文，通过注入站注给卫星。处理各监测站送来的数据，编制各卫星星历，计算各卫星钟的种类和电离层校正参数，并送给注入站。同时，它还用来控制卫星的运行轨道，控制卫星位置和姿态。