gps导航接收和开发定位系统论文

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1、GPS导航接收和开发定位系统毕业论文目录前　言1第一章GPS的组成及基本理论2第一节GPS的由来及发展2第二节GPS的系统组成3一、空间卫星系统3二、地面监控系统4三、用户接收系统4第三节GPS的定位系统的定位原理4一、GPS的定位流程5第二章系统硬件设计6第一节单片机6一、AT89C51单片机的结构原理7二、AT89C51单片机的主要部件及其功能9三、AT89C51单片机的主要特性12第二节GPS模块12一、GPS接收机简介12二、HULUXM-87简介13第三节硬件电路设计17一、时钟电路17二、复位电路17三、上拉电阻18四、

2、显示电路19第三章系统软件设计20第一节系统主程序流程图20第二节软件程序的编写20一、模块初始化20二、数据接收模块处理21三、单片机模块22第四章系统调试23-26-第一节硬件调试23第二节软件调试23第三节系统仿真24结论26参考文献28附录29一、英文原文29二、英文翻译34三、系统硬件结构仿真原理图38四、源程序39-26-第一章GPS的组成及基本理论第一节GPS的由来及发展GPS即GlobalPositioningSystem，是全球卫星定位系统的统称。由美国20世纪70年代开始研制，并且在1994年全面建成，GPS定位

3、系统的前身为美军研制的“子午仪”导航卫星系统（Transit），由1958年开始研制，1964年正式投入使用。该系统涉及5—6颗卫星而组成的星网工作，每天大概可绕地球13次左右，并且没有办法读取高度信息，在定位经度上也差强人意。子午仪系统的诞生使研发部门对于卫星系统取得了初步的经验，同时也验证了由卫星系统进行定位的可行性，为后来GPS系统的研发与制造奠定了基础。由于卫星定位系统显示出在导航方面的巨大优越性并且弥补了子午仪系统对潜艇和舰船导航方面的缺陷。美国海军实验室（NRL）提出创建全球定位网计划，名为Tinmation。该计划运用

4、12到18颗卫星组成10000km高度。并且在1967年、1969年和1974年这三年分别发射了一颗试验卫星，将原子钟计时系统初步试验在这些卫星上，这就是GPS定位系统精确定位的基础。但美国空军后来又提出了名为621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，计划所有卫星里除1颗卫星采用同步轨道，其余的所有卫星都使用周期为24h的倾斜轨道。这个计划运用伪随机码（PRN）作为基础来传播卫星间的测距信号，它的功能强大，在信号密度低于环境噪声的1%的环境中仍能将其检测出来。伪随机码的成功运用对于GPS系统的研发成功有着至关重要的作用

5、。海军计划主要为舰船提供低动态的二维定位，空军的计划则是为其提供高动态服务，但是由于系统类型太过于复杂。同时研制两个系统会造成巨大的费用，并且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将二者合二为一，同时由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局领导，将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。组成该机构的成员有美国陆军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表等。目前GPS技术已经相对比较成熟，使用也非常方便，在各种精确定位以及测量系统中有着广泛的应用。系统以51单片机和GARMIN公司的PS25LP器件为基

6、础，设计出的一套简易的GPS定位系统，经过实践验证，该系统性能稳定，并且运行可靠，能够满足自然环境中精确定位的基本要求。由于GPS定位系统具有全球覆盖以及精度高、定位速度快、实时性好、抗干扰能力强等特点,-26-近年来在国内外各个领域都得到了极大地应用。目前已成为信息时代中不可缺少的一部分。各种GPS民用产品的开发,已是经济和社会发展的必然趋势,其发展前景将会相当乐观,尤其是在我国,通过对它认识不断加深,我国的GPS开发应用也将会成为推动经济和社会发展的一颗巨星,会对我国将来的经济和社会的发展产生重大的影响。第二节GPS的系统组成全

7、球卫星定位系统GPS由三大子系统构成：空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统。如图1.1所示。图1.1GPS系统框图一、空间卫星系统　图1.2GPS卫星空间示意图空间卫星系统是由24颗高轨道工作卫星均匀分布在6个轨道平面上而构成的，各个轨道平面相对于赤道平面的倾角都是55°，轨道平面间距60°。在每一个轨道平面内，各卫星所构成的交角间距差为90°，任意轨道上的卫星比西边相邻轨道上的相应卫星都要超前30°-26-。空间系统的每颗卫星以12小时为周期绕地球旋转，由星载高精度原子钟控制无线电发射机在低躁音窗口附近发射L1、L2两种载波，

8、向全球的用户接收系统连续的传发GPS导航信号。GPS工作卫星组必须保障全球任一时刻、任一地点都可对4颗以上的卫星进行观测，实现连续、实时地导航与定位。一、地面监控系统地面监控系统由5个监测站、一个主控站和三个注入站所组成，它们均匀的分