毕业论文《GPS无线定位系统研究与分析》设计

摘要

摘要

随着我国经济的迅速发展,过人消费水平也呈现了飞速增长,汽车的数量也随着迅速增加,我国GPS车辆定位系统市场现在已经进入规模发展时期,本文对GPS 汽车定位系统运用到的技术理论基础作出了详细的介绍,兵非别提供了GPS定位车载终端的硬件和软件的具体设计方案.

GPS即全球系统定位,它是一个中距离圆形轨道卫星定位,可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准.GPRS是在GSM的系统基础上引入新的部件而构成的无线数据出传输系统.它的基本功能是在移动终端,GPRS网内以及和Internet网络的路由器之间传输分组数据,根据现代智能交通系统的实际需求,本文设计了一种基于GPRS的车载卫星定位系统,系统采用单片机作为处理器,通过GPRS网络建立无线通信链路,把车载移动终端的GPS定位信息传到Internet 网上的服务器,实现在线实时检测车辆行驶各类信息,实现了控制中心实时检测车辆行驶状态,完成了车辆定位的目的

关键词:GPS车辆定位:全球定位系统:导航定位

ABSTRACT

ABSTRACT

As China’s rapid economic development people also rapid consumptiom growth in the number of vehicles has increased as rapidly. GPS vehicle location system in China has now entered the scale of the market development period this article on the use of GPS vehicle positioning system technology theroy to make a detailed on the use of GPS vehicle positioning system technology theory to make a detailed introduction, and each vehicle terminal provides GPS positioning of specific hardware and software design.

GPS or global positioning system it is a middle-distance circular orbit satellite positioning system most parts of the earth’s su rface can provide accurate positioning and high precision time base. GPRS in the GSM system is based on the introduction of new components which consititute the wireless data transmission system。Its basic function is in the mobile terminal。GPRS networds and Internet networks within and between the router packet data transmission According to the actual modern intelligent transportation systems this paper designs a GPRS-based vehicle positioning system he system uses single chip as the processor through the GPRS network to establish wireless communication link the mobile terminal’s GPS location info rnmation transmitted online Internet server to achieve real-time monitoring online traffic infornmation of all types to achieves a real-time monitoring traffic control center in the state completed a vehicle positioning purposes.

KEY WORDS:GPS vehicle location :Global Positioning System :Navigation

目录

目录

第一章GPS的介绍 (1)

1.1GPS引言 (1)

1.2 GPS前身 (1)

1.3 GPS的发展 (2)

第二章 GPS无线定位系统的技术 (4)

2.1 GPS定位系统 (4)

2.1.1 GPS定位系统的概念 (4)

2.1.2 GPS定位原理 (4)

2.1.3 GPS的定位方法 (6)

2.2 GPS无线定位系统的核心技术 (7)

2.2.1 无线定位的概念及其定位方法 (8)

2.2.3 GPS定位系统的核心技术 (11)

2.2.4 GPS模块 (12)

第三章 GPS的系统组成 (16)

3.1 GPS的系统 (16)

3.2 GPS信号处理平台的研究 (20)

3.3 GPS信号处理系统的框架 (21)

3.4 GPS定位系统的功能 (23)

3.5 GPS的特点 (24)

第四章 GPS在车载终端的功能需求与分析 (26)

4.1 软件设计概述 (28)

4.2 总体功能分析 (28)

第五章 GPS车辆定位系统的现状与未来 (30)

5.1 GPS车辆定位系统的关键技术及存在问题 (30)

5.2 制约GPS车辆定位系统发展的市场因素 (31)

5.3 制约GPS车辆定位系统发展的其它因素 (32)

5.4 GPS车辆定位系统的发展前景 (33)

第六章结论与展望 (34)

致谢 (36)

参考文献 (38)

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第一章GPS的介绍

第一章GPS的介绍

1.1GPS引言

GPS即全球定位系统（Global Positioning System）。简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统，这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。

全球定位系统（GPS）是20世界70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天侯和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成.经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座已布设完成.

GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分-----GPS星座；地面控制部分-------地面监控系统；用户设备部分-------GPS信号接收机。

1.2 GPS前身

GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），1958年研制，64年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多饶过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使用研发部分对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性。为GPS系统的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门偶读感到迫切需要一种新的卫星导航系统。为此，美国海军研究实验室（NRL）提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000Km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗实验卫星，在这些卫星商初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。而美国空间则提出

第一章GPS的介绍 2

了621-B的以梅星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道。该计划以伪随机码（PRN）为基础船舶卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂，由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合而为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局（JPO）领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处，该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。

1.3 GPS的发展

GPS技术应用除了能够定位导航之外，还能够为用户提供位置信息，通过GPS 技术使用者可以跟踪、定位目标，不过原来这项技术常时间以来一直为军队或者一些大型商家服务，在普通民用领域由于价格关系一直没有得以普遍应用。不过，在今年CES展会上的一款个性化的GPS个人追踪装置XACT | TRAX让人眼前一亮，通过这款产品用户可以随时留意宠物、亲人或者其他物品的位置，让这项技术惠及普通大众成为可能。

这款GPS个人追踪装置为用户提供了一个基于WEB的专用界面，使用者可

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第一章GPS的介绍

以在控制台管理界面实现对于GPS装置的功能设置，例如设置“活动界限”来规划出目标活动范围，在超过这个范围之内，这款追踪装置将向提前设置好的紧急联络人发送信息报警，而用户则可以根据这款装置配套的软件来轻松了解当前目标所在具体位置、时间、日前等信息。

其实，在这款产品之前也曾经有过不少类似GPS装置，例如曾经的宠物GPS 装置以及搭配GPS导航仪使用的GPS警报装置，但是都由于价格或者适用人群等原因并没有让人们深切感受到GPS位置服务的使用。但是，作为GPS技术应用的一大领域，基于GPS技术的监控、跟踪、报警等功能位置服务推广普及已经成为当前GPS应用的一种趋势

当前GPS产品虽然能够方便的为使用者在陌生环境中规划出行驶路线，但是由于地图更新问题或者实际问题往往出现规划路线与现实状况并不相符的尴尬情况，如何让导航仪规划路径更加贴近现实成为消费者以及厂商共同关注的问题.

其实，这对这一状况各大厂商都在为解决这一问题进行着努力，GPS生产制造商以tomtom公司为代表，其“智能规划路径”技术，可以根据数以百万计使用者反馈信息计算出每天某个时段最接近现实的道路信息，让使用者在规划路径时更加贴近实际的“最佳路线”；而在辅助功能方面，该机还提供了实时交通信息广播服务，用户通过语音或者屏幕显示获得最新的实时交通信息，然后避开一些道路繁忙路段。

而地图厂商Navteq则联合知名手机商NOKIA在实时交通领域展开研究，控制中心通过侦测某条道路上的GPS手机密度，来估计该道路上的汽车数目，由此绘制出整个城市的实时交通路况图，力求获得更精确的数据。就像在现实中两地间最近路程往往不会是走直线，GPS导航装置规划出“最佳路线”。