GPS器设计与实现开题报告

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1、开题报告GPS器设计与实现1选题的背景、意义近年来，对机动性强、数量众多的移动目标进行有效监控、紧急救援和提供各种信息服务的需求，在客运、公安、银行、物流等行业表现得尤为突出。通用分组无线业务(GPRS)的出现，使得人们能够对移动目标进行全国范围、实时、全天候的监控调度[1]。由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域，主要是为船舶，汽车，飞机等运动物体进行定位导航。例如：(1)船舶远洋导航和进港引水(2)飞机航路引导和进场降落(3)汽车自主导航(4)地面车辆跟踪和

2、城市智能交通管理(5)紧急救生(6)个人旅游及野外探险(7)个人通讯终端（与手机，PDA，电子地图等集成一体）(8)各种等级的大地测量，控制测量(9)道路和各种线路放样(10)水下地形测量(11)地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测(12)GIS应用(13)工程机械（轮胎吊，推土机等）控制(14)精细农业在这里我们着重讨论一下GPS在汽车导航中的应用。三维导航是GPS的首要功能，飞机、轮船、地面车辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航。汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理机、车速传感器、陀

3、螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能[2]。当通过硬件和软件做成GPS定位终端用于车辆定位的时候，称为车载GPS,但光有定位还不行，还要把这个定位信息传到报警中心或者车载GPS持有人那里，我们称为第三方。所以GPS定位系统中还包含了GSM网络通讯（手机通讯），通过GSM网络用短信的方式把卫星定位信息发送到第三方。通过微机解读短信电文，在电子地图上显示车辆位置。这样就实现了车载GPS定位[3]。而本项目旨在实现军用车载卫星天线系统的自动寻星和定位，

4、实现卫星方位角和仰角以及天线伸出和收回的自动跟踪切换。可以完成在多颗卫星间的自动跟踪切换。我这次设计将进一步开发车载通讯系统，使其不仅能够接收卫星电视节目，还可收发无线电通讯信号，利用计算机通过卫星联网，使其能准确定位以及收听广播、收看电视的广播电视台。这次本次设计的初衷[4]。2相关研究的最新成果及动态目前，全球定位系统已广泛应用于军事和民用等众多领域中。GPS技术按待定点的状态分为静态定位和动态定位两大类。静态定位是指待定点的位置在观测过程中固定不变的，如GPS在大地测量中的应用。动态定位是指待定点在运动载体上，在观测过程中是变化的，如GPS在船舶导航中的应用

5、。静态相对定位的精度一般在几毫米几厘米范围内，动态相对定位的精度一般在几厘米到几米范围内。对GPS信号的处理从时间上划分为实时处理及后处理。实时处理就是一边接收卫星信号一边进行计算，获得目前所处的位置、速度及时间等信息；后处理是指把卫星信号记录在一定的介质上，回到室内统一进行数据处理。一般来说，静态定位用户多采用后处理，动态定位用户采用实时处理或后处理[5]。三维导航是GPS的首要功能，飞机、船舶、地面车辆以及步行者都可利用GPS导航接收器进行导航。汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理器、车速传

6、感器、陀螺传感器、CD—ROM驱动器、LCD显示器组成[6]。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能，这些功能包括：车辆跟踪，提供出行路线规划和导航，信息查询 ，话务指挥，紧急援助等[7]。GPS技术在汽车导航和交通管理工程中的研究与应用目前在中国刚刚起步，而国外在这方面的研究早已开始并已取得了一定的成果。加拿大卡尔加里大学设计了一种动态定位系统，该系统包括一台捷联式惯性系统，两台GPS接收机和一台微机，可测定已有道路的线形参数，为道路管理系统服务。美国研制了应用于城市的道路交通管理系统，该系统

7、利用GPS和GIS建立道路数据库，在数据库中包含有各种现时的数据资料，如道路的准确位置、路面状况、沿路设施等，该系统于1995年正式运行，为城市道路交通管理起到重要作用。近些年来国外研制了各种用于车辆诱导的系统，其中车辆位置的实时确定以往主要依据惯性测量系统以及车轮传感器，随着GPS的发展和所显示出的优越性，有取代前两种方法的趋势。用于城市车辆诱导的GPS定位一般是在城市中设立一个基准站，车载GPS实时接收 基准站发射的信息，经过差分处理便可计算出实时位置，把目前所处位置与所要到达的目标在道路网中进行优化计算，便可在道路电子地图上显示出到达目标的最优化路线，为公安

8、、消防、抢