1、 PAGE54 / NUMPAGES59 題 目基于單片機(jī)的定位裝置設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)任務(wù)書院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 通信1104班 學(xué)生 王孟可 一、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的定位裝置設(shè)計(jì) HYPERLINK :/27/ZhiDao/ViewReport.aspx?No=28042 o 基于ZigBee的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)工作自_2015 _年_ 1_月_10_日 起至_2015_年 6 月_ 10 日止三、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn): 物理與電信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 四、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的容要求：全球定位系統(tǒng)GPS是近年來開發(fā)的最具有開創(chuàng)意義的高新技術(shù)之一，其全球性、全

2、天候性的導(dǎo)航定位、定時(shí)、測(cè)速優(yōu)勢(shì)必然會(huì)在諸多領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。GPS全球定位系統(tǒng)在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用，是當(dāng)今信息時(shí)代發(fā)展中的重要組成部分。因其具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點(diǎn)，使其成為了迄今最好的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。本課題具體要求如下： 1.熟悉GPS定位的工作原理； 2.利用GPS模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收，能顯示所在地的經(jīng)緯度與時(shí)間信息 3.系統(tǒng)集成，完成功能調(diào)試。 成果形式：實(shí)驗(yàn)樣機(jī)一套。 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排: 1.103.20：查閱資料（參考文獻(xiàn)不少于10篇），進(jìn)行方案論證，完成開題報(bào)告。完成不少于3000字的外文翻譯； 3.204.30：設(shè)計(jì)硬件電路，編寫相關(guān)軟件、完成電路仿真與樣機(jī)調(diào)試

3、； 5.15.20：完善系統(tǒng)調(diào)試，撰寫論文，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)驗(yàn)收等工作； 5.21-6.10：整理資料，修改論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 指 導(dǎo) 教 師 爭兵 系 (教 研 室) 通 信 教 研 室 系(教研室)主任簽名批準(zhǔn)日期接受論文 (設(shè)計(jì))任務(wù)開始執(zhí)行日期學(xué)生簽名基于單片機(jī)的定位裝置設(shè)計(jì)王孟可（理工學(xué)院物理與電信工程學(xué)院通信1104班， 723003）指導(dǎo)教師：爭兵摘要GPS是一種具有全方位、全天候、全時(shí)段、高精度的全球定位系統(tǒng)，能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精度定時(shí)等導(dǎo)航信息。GPS全球定位系統(tǒng)在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用，是當(dāng)今信息時(shí)代發(fā)展的重要組成部分。因其具有性能好、精度高、應(yīng)用

4、廣的特點(diǎn)，使其成為了迄今為止最好的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，所以對(duì)GPS的研究很有必要。本設(shè)計(jì)采用GPS模塊，基于單片機(jī)STC89C52來實(shí)現(xiàn)GPS定位信息顯示系統(tǒng)。GPS定位的基本 HYPERLINK :/baike.baidu /view/437790.htm t _blank 原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置。最后經(jīng)過硬軟件的設(shè)計(jì)，編程，軟件調(diào)試。如果能夠在LCD12864液晶顯示屏上顯示時(shí)間，經(jīng)緯度等信息，就證明該系統(tǒng)能夠正常工作，可以

5、滿足課題的要求。關(guān)鍵詞單片機(jī);全球定位系統(tǒng);GPS模塊Design of positioning device based on MCUWang Mengke(Grade11,Class4,Major of Communication Engineering，School of Physics and telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,China)Tutor:Zheng ZhengbingAbstract：GPS is a with a full range, a

6、ll-weather, full time, high precision global positioning system (GPS), can provide a low cost and high precision three-dimensional position, velocity and precision timing navigation information for users in the world. GPS global positioning system is widely used in real life, and it is an important

7、part of the development of the information age.Because of its good performance, high accuracy and wide application, it has become the best positioning and navigation system so far, so it is necessary to study the GPS. The design uses GPS module, based on microcontroller STC89C52 to achieve GPS posit

8、ioning information display system. The basic principle of GPS positioning is according to the high-speed movement of the satellite instantaneous position as a known initial data, using the distance space resection method, determine the position of the measured point. Finally, after the design of har

9、d software, programming, software debugging. If you can display time, latitude and longitude information on the LCD12864 LCD, it is proved that the system can work normally and can meet the requirements of the project.The design uses GPS module, based on microcontroller STC89C52 to achieve GPS posit

10、ioning information display system.This subject adopts 52 MCU, GPS module, LCD display, GPS antenna hardware, using the C language can display the time, latitude and longitude information using the basic key switch control operation.After the design, programming, debugging, the system can work correc

11、tly, can meet the requirements of the subject.Key words：SCM; global positioning system; GPS module目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc4212689171緒論 PAGEREF _Toc421268917 h 1HYPERLINK l _Toc4212689181.1課題背景與意義 PAGEREF _Toc421268918 h 1HYPERLINK l _Toc4212689221.2 課題研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc421268922 h 2HYPERLI

12、NK l _Toc4212689241.3論文主要容3HYPERLINK l _Toc4212689252GPS簡介和方案選擇4HYPERLINK l _Toc4212689262.1 GPS定位系統(tǒng)簡介4HYPERLINK l _Toc4212689272.1.1 GPS定義與發(fā)展4HYPERLINK l _Toc4212689282.1.2 GPS定位系統(tǒng)的基本原理5HYPERLINK l _Toc4212689292.1.3 GPS模塊定位流程7HYPERLINK l _Toc4212689302.1.4 GPS特點(diǎn)7HYPERLINK l _Toc4212689312.2 總方案的設(shè)計(jì)

13、8HYPERLINK l _Toc4212689323硬件電路設(shè)計(jì)9HYPERLINK l _Toc4212689333.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖9HYPERLINK l _Toc4212689343.2 GPS接收機(jī)基本原理9HYPERLINK l _Toc4212689353.3單片機(jī)最小系統(tǒng) PAGEREF _Toc421268935 h 10HYPERLINK l _Toc4212689363.4 LCD12864顯示電路 PAGEREF _Toc421268936 h 10HYPERLINK l _Toc4212689373.5 GPS接收模塊 PAGEREF _Toc421268937 h

14、 12HYPERLINK l _Toc4212689384系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì). PAGEREF _Toc421268938 h 15HYPERLINK l _Toc4212689394.1NMEA-0183數(shù)據(jù)格式和輸入輸出語句 PAGEREF _Toc421268939 h 15HYPERLINK l _Toc4212689404.2GPS位系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境16HYPERLINK l _Toc4212689414.3系統(tǒng)程序流程圖19HYPERLINK l _Toc4212689424.4 GPS串行通信20HYPERLINK l _Toc4212689444.5軟件程序編寫20HYPERLINK

15、 l _Toc4212689454.5.1 模塊初始化20HYPERLINK l _Toc4212689464.5.2 數(shù)據(jù)接收處理模塊 PAGEREF _Toc421268946 h 21HYPERLINK l _Toc4212689475系統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc421268947 h 23HYPERLINK l _Toc4212689485.1硬件調(diào)試 PAGEREF _Toc421268948 h 23HYPERLINK l _Toc4212689495.2軟件調(diào)試 PAGEREF _Toc421268949 h 23HYPERLINK l _Toc4212689505.3 系

16、統(tǒng)測(cè)試結(jié)果 PAGEREF _Toc421268950 h 23HYPERLINK l _Toc421268951結(jié)論25HYPERLINK l _Toc421268952致26HYPERLINK l _Toc421268953參考文獻(xiàn)27HYPERLINK l _Toc421268954附錄A英文文獻(xiàn)原文28HYPERLINK l _Toc421268956附錄B英文文獻(xiàn)譯文31HYPERLINK l _Toc421268957附錄C源程序37HYPERLINK l _Toc421268957附錄D元器件清單 PAGEREF _Toc421268957 h 49HYPERLINK l _To

17、c421268957附錄E 原理圖501緒論1.1課題背景與意義利用GPS全球衛(wèi)星定位，在全球的圍實(shí)時(shí)進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡稱GPS。GPS始源于1958年美國的一個(gè)軍方項(xiàng)目，1964年被投入使用。20世紀(jì)70年代，美國陸海空三軍聯(lián)合研制了新一代的衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 。其目的主要是為陸海空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于核爆監(jiān)測(cè)、情報(bào)搜集和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，經(jīng)過20多年的研究實(shí)驗(yàn)，共耗資300億美元，截止到1994年，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己經(jīng)全部布設(shè)完成。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)是以全球24顆定位人造衛(wèi)星為基礎(chǔ)，向全球各地全天候地提供

18、三維位置、三維速度等信息的一種無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)1。GPS的組成有三部分：空間部分：GPS的空間部分是由24顆衛(wèi)星構(gòu)成（21顆工作衛(wèi)星；3顆備用衛(wèi)星），它位于距地球表面的上空20200km，運(yùn)行的周期為12h。衛(wèi)星均勻的分布在6個(gè)軌道面上（每個(gè)軌道面4顆），軌道的傾角為55。衛(wèi)星分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測(cè)到4 顆以上的衛(wèi)星，并且能夠在衛(wèi)星中預(yù)存導(dǎo)航信息，GPS的衛(wèi)星因?yàn)榇髿饽Σ恋葐栴}，隨著時(shí)間的推移，導(dǎo)航精度會(huì)逐漸的降低。地面控制系統(tǒng)：地面控制系統(tǒng)是由主控制站（Master Monitor Station）、監(jiān)測(cè)站(Monitor Station）、地面天線（Ground Ant

19、enna）三個(gè)部分組成，主控制站位于美國科羅拉多州春田市（Colorado.Springfield）。地面控制站負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回其信息，如衛(wèi)星星歷、大氣校正、并計(jì)算相對(duì)距離。用戶設(shè)備部分：用戶設(shè)備部分就是GPS信號(hào)接收機(jī)。它的主要功能是能捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星，并且跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號(hào)之后，就可以測(cè)量出接收天線到衛(wèi)星的距離和偽距離的變化率，調(diào)制解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機(jī)中的微處理計(jì)算機(jī)就可以按照定位解算方法進(jìn)行定位計(jì)算，計(jì)算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、速度、高度、時(shí)間等信息。完整的GPS 用戶設(shè)備是由接收機(jī)硬件和機(jī)軟件以與GPS

20、 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成2。GPS系統(tǒng)通過使用來自多個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)來確定近地面任何位置的移動(dòng)接收機(jī)的位置。我國的衛(wèi)星定位技術(shù)綜合了GIS地理信息，GPS衛(wèi)星導(dǎo)航全球定位，GSM全球數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全方位的技術(shù)應(yīng)用。利用GPS衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)，來跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，測(cè)量傳播時(shí)間，得到導(dǎo)航電文。接收機(jī)24小時(shí)不斷地接收衛(wèi)星所發(fā)送的數(shù)據(jù)參數(shù)，可根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)計(jì)算出接收機(jī)的三維位置和時(shí)間信息3。GPS技術(shù)主要有如下用途：GPS技術(shù)的陸地應(yīng)用GPS技術(shù)在地面上的開發(fā)與應(yīng)用體現(xiàn)在許多方面，比如旅游者或旅游車的導(dǎo)游；應(yīng)急車輛的快速引導(dǎo)行駛；各種車輛的行駛

21、監(jiān)控；高精度時(shí)間對(duì)比與頻率控制；大氣物理的探測(cè)；地球物理資源的勘測(cè)；工程建設(shè)施工放樣的測(cè)量；沉降監(jiān)測(cè)大型建筑和天然氣領(lǐng)域；板運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和地殼形變測(cè)量；陸地和海洋測(cè)量基準(zhǔn)的測(cè)定；工程、區(qū)域、國家等各種類型控制網(wǎng)的測(cè)量和建設(shè)等。GPS技術(shù)的海洋應(yīng)用在海洋方面GPS技術(shù)有著非常重要的作用，如：遠(yuǎn)洋船舶最佳的航程測(cè)定；實(shí)時(shí)調(diào)度和監(jiān)控運(yùn)輸船隊(duì)在海上的航行；調(diào)度和自主導(dǎo)航河船只；對(duì)海洋救援的搜索和定點(diǎn)測(cè)量；遠(yuǎn)洋船隊(duì)的結(jié)隊(duì)航行與作業(yè)調(diào)度；海洋油氣平臺(tái)的就位和復(fù)位測(cè)定；海底沉船位置的精確探測(cè)；海底管道鋪設(shè)測(cè)量；海岸地球物理探測(cè)；水文測(cè)量；海底測(cè)量控制網(wǎng)的布測(cè)；海底地形的精細(xì)測(cè)量；船運(yùn)貨物失竊報(bào)警；凈化海洋；海洋

22、糾紛或海損事故的定點(diǎn)測(cè)量；港口交通管制；海洋災(zāi)難監(jiān)測(cè)等。GPS技術(shù)的航空應(yīng)用 對(duì)GPS技術(shù)在航空中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在自主導(dǎo)航方式的民航飛機(jī)；飛機(jī)著陸精度；飛機(jī)的空中加油控制；飛機(jī)編隊(duì)飛行的安全保護(hù)；航空援救搜索和定點(diǎn)測(cè)量；機(jī)載地球物理勘探；飛機(jī)探測(cè)災(zāi)區(qū)大小和標(biāo)定探測(cè)；攝影和遙感飛機(jī)的三維姿態(tài)參數(shù)測(cè)量等。GPS技術(shù)在航天方面GPS技術(shù)的航天應(yīng)用同樣也有著非常重要的作用；低軌道通訊衛(wèi)星群的實(shí)時(shí)軌道測(cè)量；衛(wèi)星入軌和衛(wèi)星回收的實(shí)時(shí)點(diǎn)位測(cè)量；載入航天器的在軌防護(hù)探測(cè)；星載GPS的遮掩天體大小和大氣參數(shù)測(cè)量；對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的七維三維狀態(tài)參數(shù)測(cè)量。GPS技術(shù)已經(jīng)延到多個(gè)領(lǐng)域的方方面面，但是要完成上面所說的各個(gè)用

23、途，基本的就是要具備能夠接受GPS信號(hào)并且能夠調(diào)制輸出的設(shè)備，而這種設(shè)備最基本的功能就是要具備能夠接受顯示當(dāng)?shù)厮幍攸c(diǎn)的經(jīng)緯度以與UTC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。現(xiàn)在市面上盡管已經(jīng)有很多基于GPS接收模塊所開發(fā)的產(chǎn)品，如車載GPS導(dǎo)航儀、GPS手持機(jī)等等，雖然它的功能強(qiáng)大，但價(jià)格相對(duì)昂貴一些，而且相對(duì)于普通應(yīng)用也沒有必要。所以在這種情況下，本次設(shè)計(jì)針對(duì)于普通用戶使用GPS的切實(shí)需要，設(shè)計(jì)制作基于單片機(jī)的GPS定位信息顯示系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)GPS是近年來開發(fā)的最具開創(chuàng)意義的技術(shù)之一，它的全球性、全能性、全天候性的定位、定時(shí)、測(cè)速、導(dǎo)航在眾多領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。在發(fā)達(dá)國家，GPS技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于交通運(yùn)輸

24、與道路工程中。目前，GPS技術(shù)在我國道路工程與交通管理中的應(yīng)用才剛剛起步，相信隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高等級(jí)公路的快速修建和GPS技術(shù)應(yīng)用研究的逐步深入，在道路工程中的應(yīng)用也會(huì)更加深入和廣泛，將會(huì)發(fā)揮更大的作用。1.2 課題研究現(xiàn)狀全球定位系統(tǒng)GPS作為近年來最具有開創(chuàng)意義的高新技術(shù)之一，它的全球性、全天候性全能性的定位、定時(shí)、測(cè)速在許多領(lǐng)域中得到了更廣泛的應(yīng)用。在科技發(fā)達(dá)的國家，GPS技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于道路工程和交通運(yùn)輸之中。當(dāng)前，GPS技術(shù)在我國的交通運(yùn)輸管理和道路建設(shè)工程中的應(yīng)用才剛剛開始，相信伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高等級(jí)公路的快速修建和GPS技術(shù)應(yīng)用的逐漸深入研究，其在道路工程中的

25、應(yīng)用也會(huì)更加深入和廣泛，并且將會(huì)發(fā)揮更大的作用4。當(dāng)前，在衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)中，作為代表的GPS技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今國際所公認(rèn)的八大無線產(chǎn)業(yè)之一。伴隨著GPS技術(shù)的快速進(jìn)步與應(yīng)用需求的增加，GPS的授時(shí)校頻、精密測(cè)量、定位導(dǎo)航等方面的強(qiáng)大功能以與全天候、自動(dòng)化、高精度、高效率等顯著特點(diǎn)，已經(jīng)涉與許多應(yīng)用領(lǐng)域。1主要應(yīng)用領(lǐng)域 = 1 * GB2 民用領(lǐng)域在導(dǎo)航定位方面，GPS的應(yīng)用對(duì)象主要是飛機(jī)、船舶和汽車等運(yùn)動(dòng)的物體，例如船舶的遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和飛機(jī)導(dǎo)航引導(dǎo)，汽車的自主定位導(dǎo)航，城市智能交通管理和地面車輛跟蹤等。除此之外，GPS對(duì)于消防、醫(yī)療、警察等部門的緊急救援、追蹤目標(biāo)和個(gè)人野外旅游探險(xiǎn)的引導(dǎo)等都有得天

26、獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。在日常生活之中，GPS還可以用于特殊病人、少年兒童的救助與監(jiān)護(hù)，人身受到攻擊時(shí)的危險(xiǎn)報(bào)警，生活中遇到困難時(shí)的救助等。在使用的時(shí)候，只需要按下GPS手機(jī)按鈕，急救中心和警務(wù)監(jiān)控中心便會(huì)在幾秒鐘獲得報(bào)警人的具體位置，并且與時(shí)的提供救助5。當(dāng)前，國際上主要有以下幾家具有代表性的GPS公司：麥哲倫公司、摩托羅拉公司、高明公司、瑟孚公司和羅克韋爾公司。= 2 * GB2軍事領(lǐng)域在軍事領(lǐng)域方面，GPS技術(shù)從之前的只為飛機(jī)、軍艦、戰(zhàn)車和地面作戰(zhàn)人員提供連續(xù)實(shí)時(shí)、全天候、高精度的定位導(dǎo)航，擴(kuò)展到目前高精度制導(dǎo)武器復(fù)合制導(dǎo)的一種非常重要的技術(shù)手段。GPS技術(shù)在軍事方面的工作原理主要是利用在導(dǎo)彈上安裝

27、上GPS接收機(jī)，以此接收4顆以上的導(dǎo)航衛(wèi)星傳播的信號(hào)來修正導(dǎo)彈的發(fā)射軌跡，提高制導(dǎo)精度。軍方使用的精密定位服務(wù)區(qū)別于精度較低、誤差較大的民用標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)。據(jù)資料顯示，在GPS制導(dǎo)系統(tǒng)未配置前，美國的“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈的圓概率誤差大約是9米，在其制導(dǎo)系統(tǒng)中加入GPS技術(shù)之后圓概率誤差將至3米，制導(dǎo)精度得到提高。2 全球GPS產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)狀 GPS技術(shù)在進(jìn)入民用之后，當(dāng)前GPS主要市場(chǎng)容便是使用者終端的GPS產(chǎn)品。GPS的使用者終端是指具有多種用途的GPS接收機(jī)，例如汽車導(dǎo)航設(shè)備、用于登山的手持式接收機(jī)、用于航海和航空的接收機(jī)等類型的終端產(chǎn)品，一般的手持式GPS產(chǎn)品組成部分包括了部的天線、電池、芯片組

28、和外部的LCD面板、按鍵等相關(guān)零組件。截止去年為止，全球已經(jīng)有幾十家生產(chǎn)GPS專用芯片的制造商家。從上世紀(jì)80年代初開始，第一個(gè)用于商業(yè)的產(chǎn)品出現(xiàn)至今，GPS產(chǎn)品的重量從100磅降至現(xiàn)在的100克，價(jià)格也從之前的十幾萬美元降為現(xiàn)在的幾十美元。當(dāng)前，全球的GPS產(chǎn)品制造商已經(jīng)超過50多家，主要的領(lǐng)導(dǎo)商家有高明公司、UBLOX公司和麥哲倫公司等。3全球GPS市場(chǎng)狀況 伴隨著GPS應(yīng)用圍的推廣，GPS產(chǎn)品漸漸成為全球無線通信終端市場(chǎng)的一項(xiàng)重要的產(chǎn)品，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)與結(jié)合無線通信的GPS產(chǎn)品的普與化推動(dòng)了GPS產(chǎn)品市場(chǎng)的高度成長。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司ABI的報(bào)告，2001年，這兩類產(chǎn)品在GPS應(yīng)用產(chǎn)品在市場(chǎng)

29、的比率合計(jì)約為38.7%，至2005年增長至53.6%，航海、航空、農(nóng)業(yè)和測(cè)量等總共僅占48.4%6。 無論是汽車導(dǎo)航還是GPS通信的應(yīng)用產(chǎn)品，主要的消費(fèi)市場(chǎng)都是在歐、美、日等三個(gè)地區(qū)。將汽車導(dǎo)航作為例子，由于消費(fèi)電子技術(shù)和電子地圖的高度發(fā)展，再加上智能型的運(yùn)輸系統(tǒng)的成熟，使得日本成為了目前全球汽車導(dǎo)航系統(tǒng)市場(chǎng)值和普與率最高的國家。2000年，日本的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)總銷售值約為670萬美元，占市場(chǎng)的77.9%，北美和歐洲分別占6.9%和13.9%。但是在2004年之后，伴隨著汽車導(dǎo)航系統(tǒng)全球的普與化，北美和歐洲的市場(chǎng)銷售值增至590萬美元和710萬美元，各占市場(chǎng)的22.5%和27%，日本的市場(chǎng)因?yàn)?/p>

30、導(dǎo)航系統(tǒng)的普與化使得增長率趨緩。當(dāng)前已經(jīng)推出了整合無線通信和GPS解決方案的商家，有瑟孚科技、天寶公司和快速跟蹤公司等，瑟孚公司和快速跟蹤公司是兩家發(fā)展較為積極的公司，而且已經(jīng)有手機(jī)制造廠商和移動(dòng)通信運(yùn)營者采用這兩家的解決方案7。盡管當(dāng)前具有GPS定位功能的手機(jī)市場(chǎng)發(fā)展很被看好，但現(xiàn)在仍有幾項(xiàng)問題迫切需要解決：首先，GPS組件運(yùn)作時(shí)將會(huì)大幅提高手機(jī)的耗電量；其次，無論手機(jī)采用的是外接的GPS模塊或者是建的GPS芯片作為解決方案，都不可避免的遇到制作成本高的問題；最后，當(dāng)前具有提高整合無線通信技術(shù)和整合GPS芯片的公司不多。在經(jīng)歷了近30多年的發(fā)展，GPS產(chǎn)品逐漸成為只為軍事方面服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄M(fèi)電

31、子產(chǎn)品，而且其應(yīng)用圍擴(kuò)展到日常生活中的定位信息、PDA、通信等方面。從現(xiàn)階段來觀察，因?yàn)镚PS接收機(jī)的價(jià)格、技術(shù)以與市場(chǎng)應(yīng)用服務(wù)等方面都未成熟，在樂觀的看待GPS市場(chǎng)發(fā)展時(shí)，諸如GPS IC設(shè)計(jì)的成本是否能降低、技術(shù)是否能達(dá)到手機(jī)或PDA所需的最小體積與耗電量以與建GPS的新手機(jī)是否能引起消費(fèi)者的青睞等問題，必須謹(jǐn)慎的評(píng)估8。1.3論文主要容在此次設(shè)計(jì)過程中，主要熟悉選用的GPS接收模塊的性能指標(biāo)，結(jié)合單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)能實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS接收到的衛(wèi)星信息進(jìn)行提取，并在液晶顯示器上選擇性的顯示所需要的數(shù)據(jù)。本文首先介紹了GPS定位系統(tǒng)的發(fā)展、基本原理、模塊定位流程、特點(diǎn)；然后對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行篩選，選擇易

32、實(shí)現(xiàn)的方案；再進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，首先展示的是系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖，緊接著是接收機(jī)基本原理，具體介紹了硬件組成部分單片機(jī)最小系統(tǒng)、LCD12864液晶顯示屏、GPS接收模塊；硬件實(shí)現(xiàn)后是對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)的串行通信，軟件的程序編寫，流程；最后是對(duì)Keil軟件的介紹和在此設(shè)計(jì)中的作用。通過C語言實(shí)現(xiàn)了GPS信號(hào)的提取、顯示等。經(jīng)過實(shí)踐測(cè)試,這種接收機(jī)可以達(dá)到基本GPS信再進(jìn)行息接收以與顯示，可以做到方便靈活、優(yōu)質(zhì)價(jià)廉、精度高、連續(xù)導(dǎo)航、抗干擾能力強(qiáng)，并可廣泛應(yīng)用于個(gè)人野外旅游探險(xiǎn)、出租汽車定位與海上作業(yè)等領(lǐng)域。2GPS簡介和方案選擇2.1 GPS定位系統(tǒng)簡介2.1.1 GPS定義與發(fā)展GPS的英文簡

33、稱是Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）。GPS起源于1958年美國軍方的一個(gè)軍事項(xiàng)目，于1964年投入使用。在20世紀(jì)的70年代，美國的海陸空三軍研發(fā)了新一代的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS。它的主要目的是為海陸空三軍提供強(qiáng)大的全天候、全球性和實(shí)時(shí)的導(dǎo)航服務(wù)，并且用于情報(bào)搜集、應(yīng)急通訊和核爆監(jiān)控等一些軍事目的，再經(jīng)歷了20多年的研究實(shí)驗(yàn)，總耗資300億美元，截止到1994年為止，24顆全球覆蓋率高達(dá)98%的衛(wèi)星星座已經(jīng)布設(shè)完成9。以24顆定位人造衛(wèi)星為基礎(chǔ)的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，向全球各地全天候的提供三維速度、三維位置等信息的一種無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。它是由三部分組成的，一是地

34、面監(jiān)控部分，是由監(jiān)測(cè)站、主控站、地面天線與通訊輔助系統(tǒng)組成的。二是用戶裝置部分，是由衛(wèi)星天線和GPS接收機(jī)組成。三是空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，21顆運(yùn)行衛(wèi)星和三顆備用衛(wèi)星，均勻分布在空間的6個(gè)軌道平面上10。民用的GPS定位精度可以達(dá)到10米以。GPS以前是美國軍方研制的一種子午衛(wèi)星定位系統(tǒng)，于1958年開始研究，1964年正式的投入使用。此系統(tǒng)剛開始是由5顆到6顆衛(wèi)星組成星網(wǎng)工作，平均每天最多繞地球13次，還無法給出具體地高度信息，定位精度也不夠精確。子午儀系統(tǒng)對(duì)于研發(fā)部門對(duì)衛(wèi)星的研究有很大的幫助，驗(yàn)證了衛(wèi)星系統(tǒng)定位的可行性，成為GPS研究的奠基作用。因?yàn)樽游缦到y(tǒng)對(duì)于船艦和潛艇導(dǎo)航方面有缺

35、陷與衛(wèi)星定位顯示在導(dǎo)航方面有優(yōu)越性。美國的陸海空三方與民用部門都認(rèn)為一種新的衛(wèi)星導(dǎo)航將為其能做出很大的改善作用11?；诖嗽?， HYPERLINK :/baike.baidu /view/10371799.htm t _blank 美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室(NRL)提出了一個(gè)叫做Tinmation的用12至18顆衛(wèi)星所組成得10000km高度的全球定位網(wǎng)計(jì)劃，并且分別在1967年、1969年和1974年各發(fā)射了一顆試驗(yàn)衛(wèi)星，在這些衛(wèi)星上面初步測(cè)試了 HYPERLINK :/baike.baidu /view/41663.htm t _blank 原子鐘計(jì)時(shí)系統(tǒng)，這是GPS精確定位的基礎(chǔ)。美國空軍卻

36、則提出了621-B的以每星群4至5顆衛(wèi)星組成3至4個(gè)星群的計(jì)劃，這些衛(wèi)星中除了1顆采用 HYPERLINK :/baike.baidu /view/484988.htm t _blank 同步軌道以外其余的衛(wèi)星都使用周期為24h的傾斜軌道，該計(jì)劃以 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2725115.htm t _blank 偽隨機(jī)碼(PRN)作為基礎(chǔ)導(dǎo)航電文來傳播衛(wèi)星測(cè)距信號(hào)，它的強(qiáng)大功能，當(dāng)信號(hào)的密度低于環(huán)境噪聲的1%時(shí)也能將其檢測(cè)出來。偽隨機(jī)碼的成功運(yùn)用是GPS得以取得成功的一個(gè)重要基礎(chǔ)?？哲姷挠?jì)劃能夠?yàn)槠涔┨峁└邉?dòng)態(tài)服務(wù)，但是系統(tǒng)過于復(fù)雜，海軍的計(jì)劃主要是用于為

37、船艦提供低動(dòng)態(tài)的2維定位12。因?yàn)橥瑫r(shí)研究這兩個(gè)系統(tǒng)會(huì)花費(fèi)很高，而且這兩個(gè)計(jì)劃都是為了提供全球定位而設(shè)計(jì)的，所以1973年美國國防部將二者合為一體，并且由國防部帶頭組織的衛(wèi)星導(dǎo)航定位，聯(lián)合計(jì)劃局(JPO)領(lǐng)導(dǎo)，將辦事機(jī)構(gòu)設(shè)立在洛杉磯的空軍航天處。該機(jī)構(gòu)的成員很多，包括美國海軍、陸軍、交通部、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、國防制圖局，北約和澳大利亞作為代表13。在美國聯(lián)合計(jì)劃局的領(lǐng)導(dǎo)下最初的GPS計(jì)劃誕生了，這個(gè)計(jì)劃方案是把24顆衛(wèi)星分布在互成120度的三個(gè)軌道上面。8顆衛(wèi)星均勻分布于一個(gè)軌道上，在地球表面上的任何一點(diǎn)都可以觀測(cè)到6到9顆衛(wèi)星。精碼精度可達(dá)10米，粗碼精度可達(dá)100米。因?yàn)閴嚎s預(yù)算，GPS計(jì)劃減少

38、衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量，修改之前的為將18顆衛(wèi)星均勻分布在互成60度的六個(gè)軌道上，但是這個(gè)方案使得衛(wèi)星可靠性不能夠得到保障。于是在1988年又重新進(jìn)行了最后一次修改：24顆衛(wèi)星，21顆工作衛(wèi)星和三顆備用衛(wèi)星，均勻分布在互成60度的六個(gè)軌道上面14。以全球24顆人造定位衛(wèi)星為基礎(chǔ)的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，向全球各地全時(shí)段的提供三維速度、三維位置等信息。它是由三部分組成，一是地面監(jiān)控部分，由監(jiān)控站、主控站、地面天線和通訊輔助系統(tǒng)組成的。二是用戶裝置部分，由衛(wèi)星天線和GPS接收機(jī)組成。三是空間部分，由24顆衛(wèi)星，21顆運(yùn)行衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星，均勻分布在六個(gè)軌道平面上。采用GPS定位衛(wèi)星，在全球圍進(jìn)行導(dǎo)航、 HYPE

39、RLINK :/baike.baidu /view/24492.htm t _blank 定位的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡稱GPS。GPS是美國國防部研究建立的一種具有全天候、全方位、高精度、全時(shí)段的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠?yàn)槿蛴脩籼峁└呔取⒌统杀镜娜S位置、速度和精確定時(shí)等導(dǎo)航信息，是衛(wèi)星通信技術(shù)在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用典，它極提高了地球社會(huì)的信息化水平，有力地推動(dòng)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展15。GPS可以提供車輛定位、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1281888.htm t _blank 防盜、反劫、行駛路線 HYPERLINK :/baike.baidu /view/43

40、40.htm t _blank 監(jiān)控與呼叫 HYPERLINK :/baike.baidu /view/59532.htm t _blank 指揮等功能。要實(shí)現(xiàn)以上所有功能必須具備GPS終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/4549481.htm t _blank 監(jiān)控平臺(tái)三個(gè)要素。圖2.1GPS衛(wèi)星空間分布圖2.1.2GPS定位系統(tǒng)的基本原理GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/20544.htm t _blank 測(cè)量出已知位置的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556

41、.htm t _blank 衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/38752.htm t _blank 數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。要達(dá)到這一目的， HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時(shí)鐘所記錄的時(shí)間在衛(wèi)星星歷中查出。而用戶到 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星的距離則通過記錄衛(wèi)星信號(hào)傳播到用戶所經(jīng)歷的時(shí)間，再將其乘以光速得到（由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與

42、衛(wèi)星之間的真實(shí)距離，而是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/318156.htm t _blank 偽距（PR，）：當(dāng)GPS衛(wèi)星正常工作時(shí)，會(huì)不斷地用1和0二進(jìn)制碼元組成的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2725115.htm t _blank 偽隨機(jī)碼（簡稱偽碼）發(fā)射 HYPERLINK :/baike.baidu /view/400706.htm t _blank 導(dǎo)航電文。GPS系統(tǒng)使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2370555.htm t _blank C/A碼和軍用

43、的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz，重復(fù)周期一毫秒，碼間距1微秒，相當(dāng)于300m； HYPERLINK :/baike.baidu /view/2371040.htm t _blank P碼頻率10.23MHz，重復(fù)周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當(dāng)于30m。而Y碼是在P碼的基礎(chǔ)上形成的，性能更佳。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/400706.htm t _blank 導(dǎo)航電文包括 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星星歷、工作狀況、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延修正、大氣折射修正等信息。它是從

44、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星信號(hào)中解調(diào)制出來，以50b/s調(diào)制在載頻上發(fā)射的。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/400706.htm t _blank 導(dǎo)航電文每個(gè)主幀中包含5個(gè)子幀每幀長6s。前三幀各10個(gè)字碼；每三十秒重復(fù)一次，每小時(shí)更新一次。后兩幀共15000b。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/400706.htm t _blank 導(dǎo)航電文中的容主要有遙測(cè)碼、轉(zhuǎn)換碼、第1、2、3 HYPERLINK :/baike.baidu /view/702806.

45、htm t _blank 數(shù)據(jù)塊，其中最重要的則為星歷數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶接受到 HYPERLINK :/baike.baidu /view/400706.htm t _blank 導(dǎo)航電文時(shí)，提取出 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星時(shí)間并將其與自己的時(shí)鐘做對(duì)比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時(shí)所處位置，用戶在WGS-84坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可得知16。可見GPS導(dǎo)航 HYPERLINK

46、 :/baike.baidu /view/25302.htm t _blank 系統(tǒng) HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星部分的作用就是不斷地發(fā)射 HYPERLINK :/baike.baidu /view/400706.htm t _blank 導(dǎo)航電文。然而，由于用戶接受機(jī)使用的時(shí)鐘與 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星星載時(shí)鐘不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標(biāo)x、y、z外，還要引進(jìn)一個(gè)t即衛(wèi)星與接收機(jī)之間的時(shí)間差作為未知數(shù)，然后用4個(gè)方程將這4個(gè)未知數(shù)

47、解出來。所以如果想知道接收機(jī)所處的位置，至少要能接收到4個(gè) HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星的信號(hào)。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/192067.htm t _blank GPS接收機(jī)可接收到可用于授時(shí)的準(zhǔn)確至 HYPERLINK :/baike.baidu /view/187741.htm t _blank 納秒級(jí)的時(shí)間信息；用于預(yù)報(bào)未來幾個(gè)月 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星所處概略位置的預(yù)報(bào)星歷；用于計(jì)算定位時(shí)所需衛(wèi)星坐

48、標(biāo)的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/35385.htm t _blank 廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個(gè) HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星不同，隨時(shí)變化）；以與GPS HYPERLINK :/baike.baidu /view/4036790.htm t _blank 系統(tǒng)信息，如衛(wèi)星狀況等。GPS接收機(jī)對(duì)碼的量測(cè)就可得到 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，由于含有接收機(jī)衛(wèi)星鐘的誤差與大氣傳播誤差，故稱為 H

49、YPERLINK :/baike.baidu /view/318156.htm t _blank 偽距。對(duì) CA碼測(cè)得的偽距稱為CA碼偽距，精度約為20米左右，對(duì)P碼測(cè)得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。GPS接收機(jī)對(duì)收到的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星信號(hào)，進(jìn)行解碼或采用其它 HYPERLINK :/baike.baidu /view/45517.htm t _blank 技術(shù)，將調(diào)制在載波上的信息去掉后，就可以恢復(fù)載波。嚴(yán)格而言， HYPERLINK :/baike.baidu /view/400701.htm

50、t _blank 載波相位應(yīng)被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星信號(hào)載波相位與接收機(jī)本機(jī)振蕩產(chǎn)生信號(hào)相位之差。一般在接收機(jī)鐘確定的歷元時(shí)刻量測(cè)，保持對(duì) HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測(cè)時(shí)的接收機(jī)和衛(wèi)星振蕩器的相位初值是不知道的，起始?xì)v元的相位整數(shù)也是不知道的，即 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1467737.htm t _blank

51、整周模糊度，只能在 HYPERLINK :/baike.baidu /view/51860.htm t _blank 數(shù)據(jù)處理中作為參數(shù)解算。相位觀測(cè)值的精度高至毫米，但前提是解出 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1467737.htm t _blank 整周模糊度，因此只有在 HYPERLINK :/baike.baidu /view/721744.htm t _blank 相對(duì)定位、并有一段連續(xù)觀測(cè)值時(shí)才能使用相位觀測(cè)值，而要達(dá)到優(yōu)于米級(jí)的定位 精度也只能采用相位觀測(cè)值17。按定位方式， HYPERLINK :/baike.baidu /view/193655.

52、htm t _blank GPS定位分為單點(diǎn)定位和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/721744.htm t _blank 相對(duì)定位（ HYPERLINK :/baike.baidu /view/637990.htm t _blank 差分定位）。單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來確定接收機(jī)位置的方式，它只能采用 HYPERLINK :/baike.baidu /view/318156.htm t _blank 偽距觀測(cè)量，可用于車船等的概略導(dǎo)航定位。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/721744.htm t _blank 相對(duì)定位（

53、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/637990.htm t _blank 差分定位）是根據(jù)兩臺(tái)以上接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來確定觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位置的方法，它既可采用 HYPERLINK :/baike.baidu /view/318156.htm t _blank 偽距觀測(cè)量也可采用相位觀測(cè)量，測(cè)量或 HYPERLINK :/baike.baidu /view/300773.htm t _blank 工程測(cè)量均應(yīng)采用相位觀測(cè)值進(jìn)行相對(duì)定位18。在GPS觀測(cè)量中包含了 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星和接

54、收機(jī)的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1975262.htm t _blank 鐘差、大氣 HYPERLINK :/baike.baidu /view/69730.htm t _blank 傳播延遲、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/318135.htm t _blank 多路徑效應(yīng)等誤差，在定位計(jì)算時(shí)還要受到衛(wèi)星 HYPERLINK :/baike.baidu /view/35385.htm t _blank 廣播星歷誤差的影響，在進(jìn)行 HYPERLINK :/baike.baidu /view/721744.htm t _blank

55、 相對(duì)定位時(shí)大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高， HYPERLINK :/baike.baidu /view/638019.htm t _blank 雙頻接收機(jī)可以根據(jù)兩個(gè)頻率的觀測(cè)量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機(jī)間距離較遠(yuǎn)時(shí)（大氣有明顯差別），應(yīng)選用 HYPERLINK :/baike.baidu /view/638019.htm t _blank 雙頻接收機(jī)。GPS定位的基本 HYPERLINK :/baike.baidu /view/437790.htm t _blank 原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的 HYPERLINK :/baike.baidu /vie

56、w/22556.htm t _blank 衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置19。如圖所示，假設(shè)t時(shí)刻在地面待測(cè)點(diǎn)上安置GPS接收機(jī)，可以測(cè)定GPS信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間t，再加上接收機(jī)所接收到的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個(gè)方程式。圖2.2 衛(wèi)星星歷方程公式如下： 公式2.1 公式2.2 公式2.3 公式2.42.1.3 GPS模塊定位流程 = 1 * GB2 搜索可用衛(wèi)星，接收衛(wèi)星信號(hào)，與衛(wèi)星信號(hào)同步，提取導(dǎo)航電文信息。 = 2 * GB2 從導(dǎo)航

57、電文中獲取計(jì)算位置所需的信息，這些信息應(yīng)該包括時(shí)鐘信息和星歷等數(shù)據(jù)。 = 3 * GB2 計(jì)算衛(wèi)星的精確位置，這包括計(jì)算衛(wèi)星的高度和方位角，從而進(jìn)行必要的對(duì)流層校正。 = 4 * GB2 計(jì)算偽距，并進(jìn)行電離層校正等。 = 5 * GB2 重復(fù)上述過程，對(duì)所有可用衛(wèi)星進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。 = 6 * GB2 進(jìn)行其他必要的校正，例如根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)GPS接收機(jī)的時(shí)間，校正地球旋轉(zhuǎn)所造成的衛(wèi)星位置的偏差。 = 7 * GB2 根據(jù)定位原理，計(jì)算出GPS接收機(jī)的初始位置，并將其轉(zhuǎn)換成所需的坐標(biāo)格式進(jìn)行顯示或輸出。 = 8 * GB2 加入閏秒和UTC（標(biāo)準(zhǔn)世界時(shí)）時(shí)間補(bǔ)償計(jì)算當(dāng)前精確的時(shí)間。 = 9

58、* GB2 分析可用衛(wèi)星的信息，計(jì)算做好的DOP，進(jìn)行選星，并計(jì)算和修正GPS接收機(jī)的位置，給出GPS接收機(jī)的三維坐標(biāo)和準(zhǔn)確的時(shí)間信息。2.1.4GPS特點(diǎn) = 1 * GB2 全球全天候定位GPS HYPERLINK :/baike.baidu /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星的數(shù)目較多，且分布均勻，保證了 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2489.htm t _blank 地球上任何地方任何時(shí)間至少可以同時(shí)觀測(cè)到4顆GPS衛(wèi)星，確保實(shí)現(xiàn)全球全天候連續(xù)的導(dǎo)航定位服務(wù)（除打雷閃電不宜觀測(cè)外）。 = 2 * GB2 定位精度高應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，G

59、PS HYPERLINK :/baike.baidu /view/721744.htm t _blank 相對(duì)定位精度在50km以可達(dá)10-6m，100-500km可達(dá)10-7m，1000km可達(dá)10-9m。在300-1500m工程精密定位中，1小時(shí)以上觀測(cè)時(shí)解其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測(cè)距儀測(cè)定的邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3mm。實(shí)時(shí)單點(diǎn)定位(用于導(dǎo)航)：P碼12m ；C/A碼510m。靜態(tài) HYPERLINK :/baike.baidu /view/721744.htm t _blank 相對(duì)定位：50km之誤差為幾mm+(12ppm*D)

60、；50km以上可達(dá)0.10.01ppm。實(shí)時(shí) HYPERLINK :/baike.baidu /view/318156.htm t _blank 偽距差分(RTD)：精度達(dá)分米級(jí)。實(shí)時(shí)相位差分(RTK)：精度達(dá)12cm。 = 3 * GB2 觀測(cè)時(shí)間短隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，20km以相對(duì)靜態(tài)定位，僅需15-20分鐘；快速靜態(tài) HYPERLINK :/baike.baidu /view/721744.htm t _blank 相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15KM以時(shí)，流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1-2分鐘；采取實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模式時(shí)，每站觀測(cè)僅需幾秒鐘。因而使用GPS技術(shù)建立