无线电导航技术的发展极大提升了船舶航行的安全性,而美国GPS在船舶上的广泛应用对船舶交通更是具有革命性的意义。我国自1994年开始自主建设北斗卫星导航系统,经过多年的发展与完善,北斗系统已经在交通运输、农林渔业、通信授时等领域发挥了巨大的作用。在船舶领域,北斗船载导航仪应用尚处在初级阶段,与GPS相比,它在产品种类、数量等方面还存在明显的差距。随着北斗系统的进一步完善和国家政策的大力推动,我国即将迎来北斗导航产品研发的黄金时期,具有广阔的发展空间和巨大的市场需求。为此,本文面向小型船舶,设计并制作一台简易船载导航仪,具有实时显示船舶经纬度、航速、航向、可见卫星颗数、定位精度等信息的功能,并且还能作为电子海图的外接导航设备。设计内容主要包括以下几个部分:(1)导航仪总体功能的设计。分析并确定导航仪需要实现的功能;选择了合适的GPS/北斗双模定位导航模块ATGM332D、主控器STC12C5A16S2单片机、稳压芯片LM2576S5.0和液晶显示屏CJT04301。(2)导航仪硬件电路的设计。利用单片机采集、解析和处理接收到的定位信息,并驱动液晶屏显示处理后的定位数据;设计了卫星定位电路、主控器外围电路及稳压电路,选择了合适的串口通讯模块;利用Altium Designer绘制总体电气原理图和PCB图,并完成了焊接电路板电路的连通性测试。(3)导航仪控制软件的设计。通过程序设计,不同的硬件模块才能联合工作。主程序包括系统初始化程序、串口接收中断程序、定位信息解析处理程序和屏幕刷新显示程序等;通过导航仪用户界面设计和定位信息的处理,实现了显示信息的功能。(4)导航仪整体调试和电子海图实现。测试导航仪独立工作时的电性能和不同环境下的首次定位时间,利用串口通讯方式,将定位信息传送到计算机中,在电子海图上定位导航。结果表明导航仪电性能指标符合设计要求,在各种天气下冷启动定位平均时间为34S,并且能够快速准确在电子海图上实现船舶的定位导航。