GPS汽车定位系统车载终端的设计和实现 电子信息工程专业.docx

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1、GPS汽车定位系统车载终端的设计和实现一电子信息工程专业摘要全球卫星定位系统利用导航卫星进行测时和测距，它是一种将卫星及通讯发展很好的结合在一起的技术。全球卫星定位系统（简称GPS）有着很多功能和特点，例如：全天候、高精度、自动化、高效益等。GPS用在大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等许多学科中都有着不可取代的优点,并且在经济和社会中都取得了很好的效益。全球定位系统是以空间为基准的导航系统，是由美国国防部研制的一种全天候的，可在全球任何地方或近地空间的军事用户连续地确定三位位置和三位运动及时间的需要方面上提供很好的帮助。它是一个

2、相对于中距离类似圆型的轨道卫星导航系统。GPS全球定位系统是如今信息时代发展中不可缺少的重要部分，在现在生活中已经被广泛应用，而且定位系统是最受欢迎的导航定位系统，因为定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点。本设计讨论了在GPS接收系统中关于单片机的设计，并根据现代智能交通系统的工作需求，提出了GPS全球定位系统如何进行定位信息的接收和通过GPRS网络建立无线通信链路问题的相关过程，以及在把车载移动终端的GPS定位信息如何传到建立在Internet网上服务器的问题做了相关的介绍,给出了系统的硬件电路和定位系统传输信息的软件流程图。关键词：GPS；GPRS；单片机ABSTRACTGlobalP

3、ositioningSystemisacombinationofsatelliteandcommunicationstechnologydevelopment,theuseofsatellitenavigationandrangingtimemeasurement.GlobalPositioningSystem(GPS)toall-weather,highprecision,automation,highefficiencyandothercharacteristics,successfullyappliedgeodesy,engineeringsurveying,aerialphotogra

4、phy,vehiclenavigationandcontrol,measurementofcrustalmovement,deformationmeasurementproject,resourceexploration,geodynamics,andothersubjects,andachievedgoodeconomicandsocialbenefits.U.S.DepartmentofDefenseGlobalPositioningSystemisanall-weatherresearch,spacebaselinenavigationsystem,canmeetanywhereinth

5、eworldorinthenear-Earthspaceformilitaryuserstocontinuouslyandaccuratelydeterminethelocationofthreesportsandthreehoursofneed.ltisamiddle-distancecircularorbitsatellitenavigationsystem.GPSglobalpositioningsysteminthepresentlifehavebeenwidelyused,isnowtheinformationage,animportantpartofthedevelopment.B

6、ecausethepositioningsystemhasgoodperformance,highprecisionandwideapplicationofthecharacteristics,ithasbecomethebest,themostpopularnavigationsystem.Thedesignofmodernintelligenttransportationsystembasedonworkrequirements,discussestheGPSreceiveronthesinglechipsystemdesign,presentedontheglobalpositionin

7、gsystemGPSlocationinformationreceivedandthroughtheGPRSnetworktoestablishawirelesscommunicationlink,theGPS-vehiclepositioningmobileterminalslnformationpassedtoestablishtheInternetwebserver,givenasystemofhardwareandsoftwareflowchart.KeyWords:GPS;GPRS;SCM目录第一章引言11.1 课题研究的意义11.2 中国车载研发现状和发展趋势1第二章GPS全球卫星

8、定位系统32.1GPS系统结构32.1.1GPS空间段42.1.2GPS地面段52.1.3GPS用户段62. 2GPS卫星定位原理92.3GPS卫星信号9第三章GPRS移动通信系统简介103. 1GPRS系统工作原理103.2GPRS分组数据路由113.2.1 互联P1.MN数据传输路由113. 3GPRS系统的层考虑12第四章课题设计方案123.1 车载终端系统的整体流程124. 2汽车定位系统车载终端系统硬件134.2.1定位终端硬件体系结构134.2.2主要接口原理144.2.3各部分采用的模块介绍144.2.4硬件系统设计电路图154.3汽车定位系统车载终端系统软件16第五章结论与展望

9、23参考文献24致谢错误!未定义书签。第1章引言1.1 课题研究的意义汽车是现代社会中每个人接触最多的一种交通工具，汽车对人们而言已经不陌生。众所周知中国是一个汽车业大国，汽车给人们带来了很多便利，也会促进了社会经济的发展，但是随之而出现了交通堵塞、汽车被偷、盗等案例这些问题，因此，完善智能交通系统是十分重要的，也是解决这些问题的有效措施。在这种全球环境下由美国研制出了一种全天候的以空间为基准的导航系统（即全球定位系统）。对于全球上任何地方的用户或近地空间的军事用户，该系统可以连续地确定三位位置和三位运动及时间，能为用户在这方面上的需要提供很好的帮助。这个建立在GPRS上的车载卫星定位系统，它

10、是一个相对于中距离类似圆型的轨道卫星导航系统。因此，它可以把在车载移动终端上接受到的GPS定位信息通过GPRS网络上的无线通信链路传到服务器上,这个服务器是建立在Internet网上的，这样就可以达到实现在线实时监测车辆行驶各类信息的作用，所以，这个对GPS汽车定位的课题是很值得探索的。1.2 中国车载研发现状和发展趋势经过十多年的发展，中国车载导航的市场得到了很大的扩张，车载导航技术也得到了很大的提升。市场用户的需要和使用目的的明确也得到了很大的提高，在车载技术方面也得到了多方面的研发、车载技术也在市场培养中不断的提高，市场也出现了有关车用导航装置的应用市场并且日臻成熟，车载导航技术在道路交

11、通行业上的应用也有了迅速的发展。中国也发射了北斗导航定位系统卫星，这将为汽车定位导航技术提供更加完善的基础，也为定位导航技术的提高提供了更加广阔的空间，在交通行业可以得到更好的应用。另外，近年来中国汽车市场的大力发展，道路建设的完善，电子地图技术的提高也推动了车载导航技术的发展的。随着现在人民生活水平的普遍提高，大多数的家庭已经都购有汽车这款人们都不陌生的交通工具。伴随着汽车行业的新兴，作为新兴实用技术的汽车导航技术，也将会有更广泛的发展前景。在我国已经加入WTO的前提下，那些开发汽车导航产品的开发商，提供汽车行业服务的提供商及国内汽车公司都迎来了新的挑战，在挑战中也带来了难得的机遇。如果能够

12、在机遇与挑战并存中能够很好的把握国内汽车市场的发展趋势，并可以有针对性的提出能够解决汽车行业消费特点的解决方案，汽车卫星定位系统将会给那些开发汽车导航产品的开发商、提供汽车行业服务的提供商及国内汽车公司带来很好的展现自身实力的舞台。第2章GPS全球卫星定位系统GPS全球卫星定位系统是新一代精密卫星定位系统，它建立的前提是现代化科学技术的发展。对于GPS系统的研究，美国国防部是1973年开始的，在经过20年并且耗资数百亿美元的不断艰辛研究下，才在1994年开始投入使用。对于这个新一代卫星系统的研究美国国防部将之划分为3个研究阶段:第一阶段是对GPS整个系统原理方案的研究和GPS定位系统在实用上的

13、可行性阶段的验证，从1978年到1979年这10年期间，共发射了4颗针对定位系统的试验卫星，在地面上建立了跟踪网；第二阶段为对GPS整个系统的研制和系统试验阶段，从1979年到1984年，陆续发射了7颗试验卫星；第三阶段为对GPS定位系统不足的完善和完成阶段，从1989年2月到1994年3月期间，共发射28颗工作卫星。从全球定位系统建立完善开始，整个系统就对人类活动产生了巨大的不可取替的影响，其中可以看出的是整个系统对人类社会提供了很多实用的功能，为人类活动带来了很多的便利。2.1GPS系统结构如图2-1所示，在GPS系统的结构中可分为三个部分：由GPS卫星星座组成的空间段；为整个系统的中枢运

14、行控制系统的地面段；各种类型的GPS接收机组成的GPS用户终端为用户段。这三部分是GPS系统的重要组成部分，三者缺一不可。图2-1GPS系统结构2.1.1GPS空间段在GPS卫星的卫星星座空间段中，其中有21颗工作卫星，高度一般都达到20200km,在轨道备份中还有3颗备用卫星。24颗工作卫星分别分布在卫星轨道的6个轨道面内中，每个轨道上分布有4颗卫星。卫星轨道和地球赤道没有在同一个水平面上，两者间有个相对倾斜角，倾斜角大约在55。左右，各轨道平面升交点的赤经相差60度。在相距最近的轨道上，卫星的升交距相差30度。卫星运行周期为11小时58分。由这些方面带来的是这样的结果：在一个观测站上，由每

15、天卫星出现分布而成的分布图相同，只是每天提前4分钟。在地平线以上的每颗卫星每天约出现有5个小时，同时位于地平线上的卫星数目，随时间和地点的不同而不同，最多可以有11颗，最少也会有4颗。另外，如果有卫星出现故障，在空间部分的3颗备用卫星可根据指令代替发生故障的卫星，这是一个十分重要的替代工作，可以保障了GPS空间部分正常的工作并且提高了空间部分的工作效益，可以看出这3颗备用卫星也有着极其重要的作用。目前全球定位系统空间段部分的工作卫星的分布情况如图2-2所示。图2-2GPS星座图和卫星图GPS是一种全球性、全天候的连续实时定位系统。其中全球性体现在：根据上述提供的关于GPS卫星在空间段的分布配置

16、，保障了无论何时何地在地球上均至少可以同时观测到4颗卫星;GPS全天性的依据是:天气的变化不会影响到卫星信号的正常传播和接收。播发导航信号是卫星工作的主要任务。卫星采用波段工(1.5754GHz)波段V(1.2276GHZ)和波段力(1381.05MHz),其中用来卫星导航定位的波段是波段力和波段力，波段力的作用是附加信号并且发射星载传感信息。为了确保卫星播发导航信号频率的稳定性，还在卫星上安装了精度很高的原子钟。为了能向所有在全球范围内的任意用户提供全天候的、连续的、高精度的、实时的三维测速、三维定位和授时，卫星上还有安装可以表示卫星位置广播星历的载波调制系统，这个系统可以用于许多系统上的信息。例如：在1.波段上用于测距的C/A代码(粗捕获码)和P代码(精码)的两个频率，每颗卫星都能够连续发射用C