基于单片机的gps定位显示设计.pdfVIP

第45卷第 1期 上海师范大学学报 (自然科学版) Vo1．45．No．1 2016年 2月 JournalofShanghaiNormalUniversity(NaturalSciences) Feb．，2016 DOI：10．3969／J．ISSN．1000—5137．2016．O1．OO4 基于单片机的GPS定位显示设计 吴东东，朱苏磊 (上海师范大学 信息与机电工程学院，上海200234) 摘 要：GPS即全球定位系统 (GlobalPositioningSystem)在船舶、车辆、飞机等运动物体进行 定位导航，车辆监控管理系统等都有重要的应用，但是随着其专业功能的扩展，高昂的成本让 许多普通消费者难以承受．提 出了一种基于单片机的简易GPS定位系统设计，完善 了系统基 本的实用功能，并且添加了速度与里程测量的设计，而GPS模块采用了差分技术使其定位精 度得到改善．因此该定位导航设备体积小巧、携带方便并且定位精度较高．通过得到观测点的 三维坐标数据 以及位置精度因子，其平均值小于5，说明了通过差分技术后的定位精度得到改 善并且达到预期范围．最后，通过实物在室外的测试得到实时数据，验证了此设计的可行性． 关键词：GPS模块；单片机；串行通信 中图分类号：TN967．1 文献标志码 ：A 文章编号：1000-5137(2016)01-0021-07 1 背景简介 GPS全球定位系统是 l9世纪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 j．其主要 目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候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卫星星座己布设完成． 经近20年我国测绘等部门的使用表明，GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益等特点，成功地应 用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘 察、动力学等多种学科． 随着全球卫星导航技术的不断发展，GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)系统是当前卫星导航 技术的热点，俄罗斯、中国和欧盟也都在建立 自己的卫星导航系统，GPS一词也正在被 GNSS所取代． GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS(格洛纳斯卫星导航系统)、中国的Compass(北斗)、欧盟 的GALILEO(伽利略卫星导航)系统，可用的卫星数 目将达到 100颗以上，可以说过去美国GPS一统天 下的局面正在逐步被打破．近年来，双星GPS，甚至多星GPS是 GPS技术发展的一个重要方向．目前，国 内外GPS生产厂家都推出了各 自的GNSS产品．可以说，GNSS技术是当前卫星导航技术发展的一大热 点，也是未来GPS技术发展的重要方向．随着 GPS技术的迅速发展，在我国国民经济中发挥了越来越重 要的作用，国产 GPS的产业化步伐也在不断加速，主要表现在两个方面：瞄准并引进世界上最先进的 GPS技术和开发 自主知识产权的主板技术． 收稿 日期：2015-01-07 基金项目：上海师范大学校级科研项 目(SK201410) 通信作者：朱苏磊，中国上海市徐汇区桂林路 100号，上海师范大学信息与机 电工程学院，邮编 ：200234，E-mail： suleizhu@ 163．corn 22 上海师范大学学报(自然科学版) 2016矩 2 GPS全球定位系统和GPS接收模块的原理研究 2．1 GPS全球定位系统的原理 全球定位系统由3部分构成 ：(1)地面控制部分，由主控站 (负责管理、协调整个地面控制系统的 工作)、地面天线(在主控站的控制下，向卫星注入寻电文)、监测站 (数据 自动收集中心)和通讯辅助系 统 (数据传输)组成；(2)空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；(3)用户装置部分，主要 由 GPS接收机和卫星天线组成．其系统的结构框图如图1所示． 图