简易型GPS定位信息显示系统的设计word版本

毕业设计说明书简易型GPS定位信息显示系统的设计

毕业生姓名：

专业：

学号：

指导教师：

所属系（部）：

二〇〇八年五月

毕业设计评阅书

题目：

简易GPS定位信息显示系统的设计

系专业姓名

设计时间：

评阅意见：

成绩：

指导教师：（签字）

职务：

200年月日

毕业设计答辩记录卡

系专业姓名

答辩内容

记录员：（签名）

成绩评定

专业答辩组组长：（签名）

200年月

前言

GPS作为最先进的空间定位技术，在社会建设中发挥了重要的作用。随着GPS定位技术的快速发展，其功能越来越强，精度越来越高，在测量领域的应用日益广泛。

本文讨论了简易GPS定位信息显示系统的设计, 提出了对GPS全球定位系统定位信息的接收以及对各定位参数数据的提取方法。在硬件方面，采用了GPS25-LVS作为卫星信息接收器；控制器选用AT89C52单片机，以串口方式1接收GPS信息；设计了由7段共阳LED组成的显示器。在软件方面，进行了单片机的信息接收处理，对内存中的信息存放地址进行了分配，并编制控制程序。最后对硬件和软件进行了综合调试。实现了LED显示器轮流显示实时时间、纬度、经度。

该系统的时间为原子钟时间，因此非常精确。能满足一般应用项目的使用。

目录

第一篇绪论 (1)

第一章GPS概述 (1)

第二章本设计的目的和意义 (2)

第三章本设计研究的内容和所做的工作 (4)

第一节本设计研究的内容 (4)

第二节本设计所做的工作 (4)

第二篇元件选择 (5)

第三篇方案论证 (9)

第四篇系统硬件电路设计 (11)

第五篇硬件电路制作 (15)

第六篇控制系统的软件设计 (16)

第一章GPS25-LVS的信息输出格式 (16)

第二章单片机的信息接收处理 (17)

第三章内存中的信息存放地址分配 (18)

第七篇控制程序编制和调试 (20)

第八篇硬件和软件综合调试及性能分析 (28)

第一章硬件和软件综合调试 (28)

第二章性能分析 (30)

结论 (32)

参考文献 (33)

致谢 (34)

第一篇绪论

第一章 GPS概述

GPS作为最先进的空间定位技术，在社会建设中发挥了重要的作用。随着GPS定位技术的快速发展，其功能越来越强，精度越来越高，在测量领域的应用日益广泛。

GPS系统的基本定位原理是：每颗GPS卫星时刻发布其位置和时间数据信号，用户接收机可以测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟，根据信号传输的速度可以计算出接收机到不同卫星的距离。同时收集至少4颗卫星的数据时，就可以算出三维坐标、速度和时间。

全球定位系统（Global Positioning System 简称GPS）是美国第二代军用导航系统，可实现全球范围内的实时导航和定位。GPS由空间部分、地面监控部分、用户设备部分组成。

GPS系统的空间部分是指GPS工作卫星星座，其由24颗卫星组成，其中21颗工作卫星，3颗备用卫星，均匀分布在6个轨道上。卫星轨道平面与地球赤道面倾角为55°，各个轨道平面的升交点赤经相差60°，轨道平均高度为20200km.卫星运行周期为11小时58分（恒星时），同一轨道上的各卫星的升交角距为90°，GPS卫星的上述时空配置，基本保证了地球上任何地点，在任何时刻均至少可以同时观测到4颗卫星，以满足地面用户实时全天候精密导航和定位。GPS卫星的主体呈圆柱形，直径约为1.5m，重约774kg，两侧各安装两块双叶太阳能电池板，能自动对日定向，以保证卫星正常工作用电。每颗卫星带有四台高精度原子钟，其中2台为铷钟，2台为铯钟。GPS卫星上设有微处理机，可以进行必要的数据处理工作，它主要的3个基本功能：根据地面监控指令接收和储存由地面监控站发来的导航信息，调整卫星姿态、启动备用卫星；向GPS用户播送导航电文，提供导航和定位信息；通过高精度卫星钟向用户提供精密的时间标准。

地面监控部分由5个地面站组成。1个主控站，其位于美国本土科罗拉多斯平土（Colorado Spings）的联合空间执行中心CSOC，3个注入站，其分别设在印度洋的迭哥加西、南大西洋的阿松森岛和南太平洋的卡瓦加兰。5个监控站，其中4个与主控站、注入站重叠，另外一个设在夏威夷。主控站的主要任务为：根据各监控站提供

的观测资料推算编制各颗卫星的星历、卫星钟差、和大气层修正参数并把这些数据传送到注入站；提供GPS系统的时间标准；调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行；启用备用卫星以取代失效的工作卫星。注入站的主要任务为：在主控站的控制下，把主控站传来的各种数据和指令等正确并适时地注入到相应卫星的存储系统。监测站的主要任务为：给主控站编算导航电文提供观测数据，每个监控站均用GPS信号接收机，对每颗可见卫星每6秒钟进行一次伪距测量和积分多普勒观测，并采集气象要素等数据。

用户设备部分由GPS接收机硬件和相应的数据处理软件以及微处理机及其终端设备组成。其主要功能是接收GPS卫星发射的信号，获得必要的导航和定位信息及观测量，并经简单数据处理实现实时导航和定位，用后处理软件包对观测数据进行精加工，以获取精密定位结果。

第二章本设计的目的和意义

自从五七年第一颗人造卫星上天，六十年代的人造卫星导航定位技术，七十年代美国军方开始发展GPS（Global Positioning System）卫星导航定位系统，直至1995年4月27日美国国防部宣布“GPS系统已具备全部运作能力”。GPS计划的实现历时23年，耗资200多亿美元，前后共发射35颗卫星，目前仍在轨道上正常工作的有25颗卫星，其中1颗为实验卫星，24颗为工作卫星。它具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力，是美国第二代卫星导航系统，其特点是全天候、高精度、应用广，是迄今最好的导航定位系统。它广泛的应用价值，引起了各国科学家的关注和研究，前苏联和西欧各国的科学家在积极开发利用GPS信号资源的同时，还致力于研究开发各自的卫星导航定位系统，如前苏联建成的GLONASS卫星导航系统，我国也在致力于发展自已的卫星导航定位系统。同时，它的出现也导致了测绘行业一场深刻的技术变革。

GPS全球定位系统在实际生活中被广泛应用，是当今信息时代发展中的重要组成部分。因其具有性能好、精度高、应用广的特点，使其成为了迄今最好的导航定位系统。

GPS导航定位系统之所以在许多领域得到广泛应用，出现了与GPS系统相关的产