【正文】 S衛(wèi)星星座，記作(21+3) GPS星座。這就需要地面站監(jiān)測各顆衛(wèi)星的時間，求出鐘差。設置機內電池的目的在于更換外電池時不中斷連續(xù)觀測。(2)觀測時間短 隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20km以內相對靜態(tài)定位，僅需1520分鐘。(6)操作簡便隨著GPS接收機不斷改進，自動化程度越來越高，有的已達“傻瓜”的程度。②衛(wèi)星星歷誤差：在進行GPS定位時，計算在某時刻GPS衛(wèi)星位置所需的衛(wèi)星軌道參數(shù)是通過各種類型的星歷提供的，但不論采用哪種類型的星歷，所計算出的衛(wèi)星位置都會與其真實位置有所差異?！姶挪ㄋ軐α鲗诱凵涞挠绊懪c電磁波傳播途徑上的溫度、濕度和氣壓有關。因此必須設法加以消除和削弱，才能提高定位精度。本章簡單介紹了GPS的概況、定位系統(tǒng)的組成和特點，并對GPS的定位原理進行了詳細的介紹，為以后的工作提供了理論基礎。對于陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要用戶擁有GPS信號接收機，就可以在任何時候用GPS信號進行導航定位測量。星載型—用于衛(wèi)星的導航定位。根據(jù)使用的接收機所具有的通道種類可以分為以下幾類:①多通道接收機。 GARMIN GPS25LP接收機根據(jù)設計性能的要求以及成本等等各方面的考慮本文最終選用的就是GARMIN公司的GPS25LP接收機。(3)主要功能和特點GPS25LP接收機，屬于傻瓜機型，可隨心所欲。冷啟動:45sec。輸入數(shù)據(jù):初始位置/日期/時間，2D/3D方式，坐標系統(tǒng)。電源/數(shù)據(jù)口:單排12插針。前置放大器（可選件）電源GARMIN GPS25 LP 傳感器TXT GNDRS232串行口 車載計算機射頻信號天線 圖38 GPS接收機與車載計算機的接口電路圖需要注意的是，GPS25 OEM板需要穩(wěn)定的5V電源，典型工作電流220mA(最大350mA)。定位導航系統(tǒng)軟件整體結構圖見附錄。接收一幀ASCII碼字符信息。.”的定位語句中，$GPRMC”后面的59個字符是有用的信息，所以以“59”作為判斷定位語句完整的依據(jù)。 最短路徑尋優(yōu) 行程距離是多數(shù)駕駛員選擇或關注的問題，因此本課題以最短路徑作為路徑尋優(yōu)的標準。該算法首先為道路圖的每個頂點記一個數(shù)(稱為標號)臨時標號(簡稱T標號)或者固定標號(簡稱P標號)。選點v的T標號d(v)與d(v)+l中最小者作為v的新的T標號。只有在合適的道路拓撲模型基礎上，才能進行路徑尋優(yōu)控制。此表是可地圖化的。distan是兩交叉點ID1, ID2間的最短路徑的路徑長度。頂點v的T標號是所有T標號中最小的，所以，把v的T標號改為P標號，將與頂點v鄰接的頂點v的T標號改為3= min{∞,2 + 1}，其全不變，如圖56。V表示交叉點號，利用標號法求出roadnodes表中任意兩交叉點的最短路徑及其長度，分別存在shortest表的path和dist中。下面是本文主要研究的問題和結論：(1)本文設計的車載定位導航系統(tǒng)是基于全球定位系統(tǒng)對車體進行地理定位，因此，本文基于GPS定位概念，針對其技術特點，結合車載導航系統(tǒng)的工程實際，研究和設計了一套硬件實施方案和軟件程序，成功地接收了GPS的定位數(shù)據(jù)，并將定位數(shù)據(jù)實時地采集到車載計算機中。同時，我國已著手建立自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)(雙星定位系統(tǒng))，生產導航型GPS接收機。導航是一個技術門類的總稱，它是引導飛機、船舶、車輛以及個人(總稱作運載體)安全、準確地沿著選定的路線，準時到達目的地的一種手段。對車載導航有很大應用。三、研究步驟、方法及措施：針對車載定位導航系統(tǒng)的實際性能需要選取合適的硬件設備，并設計車載定位導航系統(tǒng)的硬件平臺的結構方案。指導教師（簽字） 這些數(shù)據(jù)都足以說明GPS技術在我國各行業(yè)中應用的廣泛性。今后，所有運載器，都將依賴于GPS。GPS信號接收機在人們生活中的應用，是一個難以用數(shù)字預測的廣闊天地。在軍事指揮方面，GPS提供了統(tǒng)一的時間標準、目標精確的空間坐標及實時位置，因而對協(xié)同作戰(zhàn)具有重要意義。引入e和s信號后，使GPS的定位精度人為地降低到100m左右。但在軍用GPS領域，如何擺脫敵方對GPS的干擾仍是一個很難解決的問題。能進行數(shù)字信號處理，濾掉干擾源信號。為保護軍用飛機使用GPS，美國還在開發(fā)微帶自適應天線陣。中國GPS干擾與抗干擾的現(xiàn)狀及發(fā)展早在20世紀末，中國在世界國防科技展覽會，就展示了電子干擾機，該干擾機可使敵方無法接收GPS信號。GPS工作原理及干擾特性分析全球定位系統(tǒng)的原理及組成基本原理GPS的定位原理實質上就是測量學的空間測距定位。主控站設置在美國大陸，四個監(jiān)控站分別設在大西洋太平洋和印度洋諸島嶼上。 全球定位GPS是一種衛(wèi)基、全球性的、全天候的導航和測時系統(tǒng)，它能同時為全球所有位于統(tǒng)一坐標系GPS用戶提供精確的三維位置坐標、三維速度和時間信息。他們廣遠的性能要求飛行器性能高。在機上設置可再充電的備用電池允許傳感器板保留重要數(shù)據(jù)譬如衛(wèi)星軌道參量、前個位置、日期和時間。單位是保護如果高壓向輸入疏忽地被運用。 1) 充分的航海準確性提供了由Standard Positioning 服務(符號程序設計系統(tǒng)) 2) 緊縮設計理想為應用以最小的空間 3) 高性能接收器軌道由12 枚衛(wèi)星決定當快速地提供第一固定并且低電力消費 4) 有差別的能力運用實時RTCM 更正生產少于5 米位置準確性5) 在機上時鐘和記憶由一個可再充電的記憶備份承受充電在正常運行期間或由任意外在備用的電池力量 6) 用戶初始化不必需。2 低壓 GPS25LVx 供應。系統(tǒng)被設置可連接兩個CMOS/TTL 或兩個RS232 兼容雙向通信選擇渠道。GARMIN GPS 25LP 系列是GPS 傳感器板被設計為一個寬廣的光譜OEM (原始器材制造者) 系統(tǒng)應用。Gold碼是由兩個長度相等而互相關極大值最小的m序列碼逐位進行模2相加構成的，改變產生它的兩個m序列的相對相位就可以得到不同的碼，對于長度為N=2n1的m序列每兩個碼可以產生N個G碼。GPS定位精度高低關鍵在于高穩(wěn)定度的頻率標準，為此，每顆GPS衛(wèi)星都設有兩臺鉚原子鐘和兩臺艷原子鐘。還有用于對付窄帶射頻干擾的瞬時濾波技術，這是一種數(shù)字信號處理技術，用離散傅利葉變換(DFT)處理數(shù)字化的中頻信號。SAASM是第二代的GPS安全模塊，用于保護保密的GPS算法、數(shù)據(jù)和校準，它將集成到接收機應用模塊中。為此，正在研制不受干擾和欺騙的GPS接收機應用模塊(GRAM)和選擇利用抗欺騙模塊(SAASM)，同時裝有這兩種模塊的接收機被稱為“國防部高級GPS接收機”(DARG)。然后，瞬時頻率被送入能減少或消除干擾的“射束形成器”，并在此進行模數(shù)轉換，轉換后的數(shù)據(jù)隨后被送入完全數(shù)字化的GPS接收機。目前，美國己能做到有選擇性地干擾某些地區(qū)GPS衛(wèi)星信號，卻不影響己方精確軍事應用。美國的GPS導航衛(wèi)星，目前采取了以下一系列抗干擾措施:SA(可選擇性)和AS(反電子欺騙)措施是美國國防部為了控制GPS的兩項措施。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎的無線電導航定位系統(tǒng)，具有全能性、(陸地海洋航空和航天)全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導航定位和定時的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。GPS技術的應用正向更深層次發(fā)展。GPS信號接收機在人們生活中的應用，是一個難以用數(shù)字預測的廣闊天地。同時，我國已著手建立自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)(雙星定位系統(tǒng))，生產導航型GPS接收機。 審查結果： 通過； 完善后通過；　　　未通過 接下來將針對特定的道路網(wǎng)絡，設計出合理的拓撲結構，并采用Dijkstra算法設計出一種最短路徑的尋優(yōu)方法。二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：設計GPS數(shù)據(jù)的接收和處理程序采用全球定位系統(tǒng)對車體進行地理定位，必須能夠實時將GPS數(shù)據(jù)的定位數(shù)據(jù)采集到車載計算機中，并進行數(shù)據(jù)處理，所以本文設計了一套軟、硬件設計方案實時地接收和處理GPS數(shù)據(jù)。而利用地磁原理的中國四大發(fā)明之一的指南針是人類導航領域的一個里程碑。此外，在軍事部門、交通部門、郵電部門、地礦、煤礦、石油、建筑以及農業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業(yè)，在航空航天、測時授時、物理探礦、姿態(tài)測定等領域，也都開展了GPS技術的研究和應用。這樣既可完成實時尋優(yōu)，又節(jié)省了尋優(yōu)的時間，快速生成了通往目的地的最短行車路線，為行車提供了方便。該車載定位導航系統(tǒng)利用現(xiàn)今普遍流行的全球定位系統(tǒng)，配合城市電子地圖及主要交通公路電子地圖，對移動車輛進行實時地自主定位和導航。圖512 v,v的T標號改為P標號圖512 v,v的T標號改為P標號由簡到繁，根據(jù)521中的道路網(wǎng)，車載導航系統(tǒng)中最短路徑的步驟如下：打開roadnodes表，計算交叉點總數(shù)pointnum，即道路網(wǎng)的頂點數(shù)。圖53標注道路權值的道路網(wǎng)給頂點v標上P標號(用方框框起來表示)，則與v鄰接的各頂點v,v，v的T標號(用圓圈圈起來表示)分別是2, 8, 1，其余頂點的T標號均為∞，這里標號的權值表示的是與v的距離，如圖54 。 表53 Roadline表roadnumberlinkIDfirstpointlastpointweight—————其中，ID 1, ID2為交叉點的編號。其中Roadnodes是路與路或路段與路段(或街道與街道)之間交叉點的編號。另外，通過拓撲關系，可以將道路的全局搜索變?yōu)榫植克阉?，可以大幅度地提高?shù)據(jù)的搜索速度，為數(shù)據(jù)的實時處理提供了良好的數(shù)據(jù)結構。(2)在所有T標號中取距離最小者，譬如說是d(v) =l，則點v的T標號改為P標號。設定一個輔助變量d(i) , d(i)表示當前從源點V到每個終點Vi的最短路徑的長度，它的初始值設為d(i)=0o如果V到Vi間有直接相連的路徑，則為這條路徑的權值，否則設定d(i)=∞，設 d(j)=min{d(i)!Vi∈V} (51)顯然，d(j)為從V出發(fā)的一條最短路徑，下一條次最短路徑的長度是 d(j) = min{d(i) }!Vi∈VS} (52)其中，S為己求得的最短路徑的終點的集合。第4章 接收機與計算機間通訊的連接設計 圖 41 數(shù)據(jù)通訊程序流程圖 圖42 串行口數(shù)據(jù)通訊的程序流程圖第5章 定位導航系統(tǒng)的路徑尋優(yōu)控制第5章 定位導航系統(tǒng)的路徑尋優(yōu)控制基于前面的電子地圖的道路網(wǎng)絡，如何利用地理信息系統(tǒng)的空間優(yōu)勢，快速生成通往目的地的最短行車路線呢?這也是本課題設計的車載定位導航系統(tǒng)的一個重要功能。是一個判斷的據(jù)。 本課題將利用Visual C++的MSComm通訊控件，將GPS的數(shù)據(jù)采集到車載計算機中，并且每隔一秒鐘接收一次衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)車載定位導航系統(tǒng)中GPS數(shù)據(jù)的實時顯示。GPS定位信息和地圖匹配信息采用信息融合技術將構成一個性能優(yōu)良的車載定位系統(tǒng)，但此方法在有SA政策才有效，而且，要求電子地圖的制作精度較高。由于設計中沒有必要用到GPS OEM板的標準時鐘脈沖信號，所以標準時鐘脈沖信號沒有與計算機連接。功耗:1W。通信速率:用戶可選波特率:1200/2400(只發(fā))/4800/9600bps 。位時間:重捕:2sec。整機防潮、防滴、抗惡劣環(huán)境。④干涉型接收機這種接收機是將GPS衛(wèi)星作為射電源，采用干涉測量方法，測定兩個測站間距離。利用雙頻對電離層延遲的不一樣，可以消除電離層對電磁波信號的延遲的影響，因此雙頻接收機可用于長達幾千公里的精密定位。航海型—用于船舶導航定位。 車載定位導航系統(tǒng)硬件整體結構車載位導航系統(tǒng)硬件的整體構成如圖31所示。所以對GPS系統(tǒng)而言，一般采用軟件修正法，既能滿足要求，又能節(jié)省投資，是一種較好的選擇。②數(shù)據(jù)處理軟件的影響：數(shù)據(jù)處理軟件算法不完善對定位結果的影響。電磁波所受電離層折射的影響與電磁波的頻率以及電磁波傳播途徑上電子總含量有關。系統(tǒng)誤差從大小和危害性上來說都比偶然誤差要大得多，但是系統(tǒng)誤差是有規(guī)律可循的，可以采取一定的措施來加以消除。GPS可同時精確測定測站點的三維坐標。(1)定位精度高應用實踐己經(jīng)證明，GPS相對定位精度在50km以內可達10, 100500km內可達10,1000km可達10。GPS接收機一般用蓄電池做電源。衛(wèi)星上的各種設備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著預定軌道運行，都要由地面設備進行監(jiān)測和控制。第2章 全球定位系統(tǒng)第2章 全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)概述全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System——GPS)是具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。例如，手表式的GPS接GPS將改變我們的生活方式。這些數(shù)據(jù)都足以說明GPS技術在我國各行業(yè)中應用的廣泛性。配合電子地圖，GPS的定位信息可以通過計算機在電子地圖上實時、準確和形象的顯示出來。(4)具有對車輛的控制功能并能采集車輛的行駛數(shù)據(jù)，控制車輛的電路、油路和動力等，保障車輛的安全、舒適、省力和防盜竊。因此，將全球定位系統(tǒng)應用于車輛導航將成為未來20年中全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)應用的最大的潛在市場之一。據(jù)統(tǒng)計，僅幾個發(fā)達國家的汽車保有量目前已達數(shù)千萬輛。(3)具有豐富的軟件，能向用戶提供豐富的駕駛信息，如:最佳的行車路線、地理信息查詢等。特別是把GPS定位的準確性與電子地圖的直接性以及計算機的多媒體特性生動形象地結合在一起的車載定位導航系統(tǒng)的出現(xiàn)，使導航技術進入了一個全新的領域。據(jù)有關人士估計，目前我國的GPS接收機擁有量約在4萬臺左右，其中測量類約500700臺，航空類約幾百臺，航海類約3萬多臺，車載類數(shù)千臺，而且以每年兩萬臺的速度增加。GPS信號接收機在人們生活中的應用