【正文】 騰飛電子設(shè)計(jì)大賽 設(shè)計(jì)課題：公交GPS定位及管理系統(tǒng) 系 別 電 氣 工 程 系 學(xué)生姓名 李文、凌宏濤、周杭、何霞 指導(dǎo)老師 劉運(yùn)松、余娟、熊異 完成日期 2011年12月5日 摘 要公交CPS定位及管理系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的重要研究內(nèi)容，本論文設(shè)計(jì)了一種基于GPS定位的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)，它利用GPS進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲得車輛位置信息，并結(jié)合語音播放技術(shù)，根據(jù)公交車所處的位置進(jìn)行自動報(bào)站、溫磬提示等語音服務(wù)。它可以徹底改變傳統(tǒng)公交車語音報(bào)站必須由司機(jī)操控才能工作的落后方式，完全不需要人工介入，實(shí)現(xiàn)公交車報(bào)站的完全智能化。該系統(tǒng)是以GPS定位技術(shù)為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)自動定位，從而提供自動報(bào)站服務(wù)。關(guān)鍵詞：GPS；自動報(bào)站系統(tǒng)； STC89S52 前 言隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)日新月異，城市交通問題日益嚴(yán)重，已成為嚴(yán)重影響許多大中城市發(fā)展的重點(diǎn)問題之一。許多大中城市政府部門每年都要投入大量的人力、物力，用以改善和解決城市交通擁擠的問題。國家已將智能交通建設(shè)列入“十五”科技規(guī)劃予以重點(diǎn)支持。許多大中城市都在陸續(xù)申請建立城市智能交通示范基地。 由于城市公共交通與小汽車相比，具有客運(yùn)量大、相對投資少、占有資源少、效率高、污染相對較少、人均占用道路少等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)有關(guān)專家測算：“城市中公共交通的載客量為小汽車的30倍，承載著城市80％以上的客運(yùn)量”?！耙猿Ｒ?guī)公交運(yùn)輸占用道路面積為1計(jì)算，則運(yùn)輸同樣多的乘客，自行車占用的道路面積為5，小汽車為15”；“按單位載客量計(jì)，它的公里耗油量、尾汽排放量等指標(biāo)與小汽車相比。均優(yōu)于小汽車10倍左右”。因此，近年來，各地政府領(lǐng)導(dǎo)及交通管理部門都逐漸形成這樣一些共識：“發(fā)展公共交通是改善城市交通的戰(zhàn)略選擇”“解決城市交通問題必須體現(xiàn)優(yōu)先發(fā)展城市公交的原則”。目前，以GPS為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今國際公認(rèn)的八大無線產(chǎn)業(yè)之一。隨著技術(shù)的進(jìn)步、應(yīng)用需求的增加，GPS以全天候、高精度、自動化、高效率等顯著特點(diǎn)及其所獨(dú)具的定位導(dǎo)航、授時校頻、精密測量等多方面的強(qiáng)大功能，已涉足眾多的應(yīng)用領(lǐng)域，使GPS成為繼蜂窩移動通信和互聯(lián)網(wǎng)之后的全球第三個 IT經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)。公交車輛作為現(xiàn)代城市形象的代表，使用ＧＰＳ對公交車輛進(jìn)行導(dǎo)航定位，使公交車輛自動識別站臺，不但能減輕公交車司機(jī)的工作量，提高公交車行駛的安全性；更能提升城市公交形象，方便公交車輛調(diào)度；同時也為智能交通系統(tǒng)構(gòu)建打下基礎(chǔ)。目錄第1章GPS系統(tǒng)的定位原理與介紹 GPS概述 GPS(Global Positioning System)中文稱全球定位系統(tǒng)，GPS全球定位系統(tǒng)是近年來迅速發(fā)展起來的一種衛(wèi)星定位導(dǎo)航方式，是70年代美國國防部發(fā)展的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它可以提供全球范圍內(nèi)的導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)，用戶實(shí)時接收衛(wèi)星發(fā)出的星歷，可以推算出用戶當(dāng)前的位置、速度和時間等定位信息,是新一代的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。它能夠?yàn)槿蛉我獾攸c(diǎn)、任意多個用戶同時提供高精度、全天候、連續(xù)、實(shí)時的三維定位、測速和時間基準(zhǔn)，它在智能公交系統(tǒng)中，起到定位的作用，其定位精度比較高，并且具有成本較低、系統(tǒng)覆蓋面廣、使用維護(hù)費(fèi)用低、通訊可靠等特點(diǎn)。它是由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成的實(shí)用系統(tǒng)。這些星分布在互成60度的6個軌道平面上，每個軌道平面平均分布3顆衛(wèi)星。這樣，對于地球任何位置，均能同時觀測到4顆衛(wèi)星。 GPS定位的基本概念定位就是確定信息、事物、目標(biāo)發(fā)生的時間和空間位置。因此，定位之前必須先要確定時間參考點(diǎn)和位置參考點(diǎn)，這也就是要建立時間參考坐標(biāo)系統(tǒng)和位置參考坐標(biāo)系統(tǒng)。時間與空間參考坐標(biāo)系統(tǒng)的建立，一直就是測繪界和天文界最前沿的理論與技術(shù)研究方向，目前仍然在不斷發(fā)展之中。在時間和坐標(biāo)系系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)上，然后再探討如何在某個參考系統(tǒng)內(nèi)確定事件、信息、目標(biāo)的具體位置和時間。GPS定位方式可以分為絕對定位與相對定位方式兩種。參考坐標(biāo)系統(tǒng)建立后的定位問題，而參考坐標(biāo)系的建立和維持一方面有一套獨(dú)立的理論和技術(shù)，另一方面也可以看成是定位技術(shù)的一個應(yīng)用。在實(shí)際工作中，我們把直接確定信息、事件和目標(biāo)相對于參考坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)位置測量稱之為絕對定位，而把確定信息、事件和目標(biāo)相對于坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)另一已知或相關(guān)的信息、事件和目標(biāo)的坐標(biāo)位置關(guān)系稱之為相對定位。應(yīng)用GPS進(jìn)行絕對定位，根據(jù)用戶接收機(jī)天線所處的狀態(tài)不同，又可分為動態(tài)絕對定位和靜態(tài)絕對定位。當(dāng)用戶接收設(shè)計(jì)安置在動態(tài)的載體上，并處于動態(tài)的情況下，確定載體瞬時絕對位置的定位方法，稱為動態(tài)絕對定位。動態(tài)絕對定位，一般只能得到?jīng)]有(或很少)多余觀測量的實(shí)時解。這種定位方法，被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、船舶以及陸地車輛等動態(tài)載體的導(dǎo)航。另外，在航空物探和衛(wèi)星遙感等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前，無論是動態(tài)絕對定位還是靜態(tài)絕對定位，所依據(jù)的觀測量都是所測衛(wèi)星至觀測站的偽距，所以，相應(yīng)的定位方法通常也稱為偽距法。絕對定位的優(yōu)點(diǎn)是，只需一臺接收機(jī)便可獨(dú)立定位，觀測的組織與實(shí)施簡便，數(shù)據(jù)處理簡單。一般來說，絕對定位的概念比較抽象，涉及的技術(shù)比較復(fù)雜，定位精度也難以達(dá)到很高，而相對定位概念比較直觀具體，實(shí)現(xiàn)的技術(shù)較為簡單、直接，高精度也容易實(shí)現(xiàn)一些。例如，利用望遠(yuǎn)鏡和測角設(shè)備的經(jīng)緯儀測量北極星的高度角可以確定某一點(diǎn)在地球上的緯度，測量同一個恒星過格林尼治天文臺和當(dāng)?shù)氐臅r間差可以確定經(jīng)度，是一種絕對定位。，相當(dāng)于地球上15m的范圍。用雷達(dá)測量運(yùn)動的飛機(jī)的方位角和雷達(dá)與飛機(jī)間的斜距和高度角是相對定位測量的例子。類似于雷達(dá)的全站儀是由激光來測量儀器至目標(biāo)的距離，用精密電子設(shè)備測量儀器至目標(biāo)的方