【正文】 4 5 結(jié)論 時至今日，車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)集合全球衛(wèi)星定位技術(shù)，現(xiàn)代移動通信一技術(shù)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)于一身，不僅在智能交通系統(tǒng)中擔負主要作用，同時還可以提供防盜防搶劫報警，緊急醫(yī)療求助等多種服務。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 Abstract： Global Positioning System of vehicles， also known as auto vehicles locating system is researched starting of in propose of study is to find a solution for the heavy trafic issues in big cities that cause by the civilization of ， auto vehicles locating is pose of Global Positioning System， wireless munication and Global geographical System. It is not only the essential part of intelligent transportation system， but also providing grand against theft， grand against highjack， medical emergence and so ， the munication part of auto vehicles locating is based on GSMSMS which can not offer realtime bearing of GPS of automobile39。 4 GPS 概述 5 全球衛(wèi)星定位的基本原理 23 總體功能分 析 造成乘客在車內(nèi)坐車擔擾，在車外等車沒底。 ，提高國 際競爭力 。這樣，對于地球任何位置，均能同時觀測到 4顆衛(wèi)星。 地面 GPS接收設備類型豐富，有各種類型的功能各異的 GPS接收機產(chǎn)品，用于測量的，用于導航的等等。每個軌道平面內(nèi)各顆衛(wèi)星之間的升交角距相差 90度，一軌道平面上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道平面上的相應衛(wèi)星超前 30度。 2 地面監(jiān)控系統(tǒng) 對于導航定位來說， GPS衛(wèi)星是一動態(tài)己知點。 GPS衛(wèi)星發(fā)送的導航定位信號，是一種可供無數(shù)用戶共享的信息資源。一般在比較開闊的地區(qū)，需接收到三顆以上的 GPS衛(wèi)星信號才能進行準確定位。同時采用機內(nèi)機外兩種直流電源。公交定位系統(tǒng)精度只需要達到 l0m即可。 參考坐標系統(tǒng)建立后的定位問題，而參考坐標系的建立和維持一方面有一套獨立的理論和技術(shù)，另一方面也可以看成是定位技術(shù)的一個應用。 絕 對定位的優(yōu)點是，只需一臺接收機便可獨立定位，觀測的組織與實施簡便，數(shù)據(jù)處理簡單。 GPS定 位的基本幾何原理為三球交會原理 :如果用戶到衛(wèi)星 S1的真實距離為 R1,那么用戶的位置必定在以 S1為球心， R1為半徑的球面 C1上 。其 R,xl,yl,z1是己知量， x,y,z是未知量 .三個方程三個未知量就可以定出接收機的位置，即要求的 x,y,z。如果用戶本身也在運動，則這個多普勒頻移便要發(fā)生變化，其大小和正負取決于用 戶的速度與方向。本系統(tǒng)設計時車輛定位精度為 l0m。 人們想了很多辦法來削弱和消除上述各種誤差的影響，比如，針對實時廣播星歷提供的衛(wèi)星坐標精度不高的問題，國際上的 GPS服務機構(gòu) IGS提供了事后的 GPS衛(wèi)星的精密星歷，其軌道坐標精度達 35cm。 GPS數(shù)據(jù)丟失的補償方案 以上分析了 GPS的基本原理，縮小誤差的方法，可是 GPS依賴于地理環(huán)境，當 在高樓大廈遮擋， GPS信號會發(fā)生丟失的現(xiàn)象，在它的盲區(qū)需要及時進行補償，首先分析盲區(qū)產(chǎn)生的原因和對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，根據(jù)不同種類的 GPS信號丟失對系統(tǒng)影響的不同采取不同的補償措施。 。 （ 1）短期丟失 :GPS數(shù)據(jù)丟失的時間在 1分鐘以內(nèi)，通常由于 IP包丟失或被高樓短時間遮 擋 。 GPS數(shù)據(jù)丟失補償方案 當 GPS數(shù)據(jù)發(fā)生丟失時，為了保證公交系統(tǒng)還能正常的進行全方面服務，可以采用一些措施來進行補償。 當 GPS數(shù)據(jù)發(fā)生丟失時，系統(tǒng)能獲得關于丟失的兩個基本信息 : 系統(tǒng)根據(jù)這兩個參數(shù)判斷數(shù)據(jù)丟失對系統(tǒng)影響的嚴重程度，從而分級別地采取響應的措施進行補償，其處理的一般流程如圖 22所示。下面建立一張三維的圖，其 X軸為時間， Y軸為沿線路連續(xù)排列的不同的采樣段， Z軸為各采樣段的經(jīng)驗速度。對于系統(tǒng)的實時處理而言，影響誤差大小的最直接因素是采用預測算法的持續(xù)時間。根據(jù)單片機電路設計簡單，面向控制的功能強等特點，綜合了系統(tǒng)總體設計和上述情況，考慮到系統(tǒng)的最終維護，應該選擇主流產(chǎn)品。在相同的吞吐量及低頻時鐘情況下，電源消耗也降低。數(shù)據(jù)按其性質(zhì)和用途分為不同的組。 LED顯示屏是車輛前方面向乘客顯示相關信息。100000次錄音周期 (典型值 )片內(nèi)免調(diào)整時鐘，也可選用外部時鐘。 鍵盤和顯示控制芯片 實現(xiàn)手動報站，語音報站模塊中的報站 、停止、幾條公益提示語的播報，以及系統(tǒng)出現(xiàn)異常 (如站臺不匹配或不能連接站臺等 )而需要駕駛員手動控制，需要在終端上提供 816個按健，使駕駛員在駕駛和手動控制的時候能直觀的知道當前車輛的位置。 GPRS通信模塊 車載終端與監(jiān)控中心進行交互，用由 GPRS模塊實現(xiàn)信息傳輸及信息處理功能，信息傳輸功能包括信息的發(fā)送和接收。 淮陰師范學院畢業(yè)論文 23 無線通信有 CDMA和 GPRS等方式，在此選用了 GPRS方式，系統(tǒng)之所以選用 GPRS來進行無線通信，其主要特點如下 : (1)GPRS采用分組交換技術(shù)，高效傳輸高速或低速數(shù)據(jù)和信息，優(yōu)化了對網(wǎng)絡資源和無線資源的利用。 本系統(tǒng)采用 SIMCOM公司的 SIM100是 SIMCOM推出 GSM/GPRS雙頻模塊，主要為語音傳輸、短消息和數(shù)據(jù)業(yè)務提供無線接口。 4組常形閉繼電器輸出端子，用于控制外部設備，如語音報站時降低車內(nèi)媒體播放音量，或在遇劫時受監(jiān)控中心控制切斷汽車電腳油路等。 小結(jié) 本章完成了車載終端硬件系統(tǒng)的研究與設計，分析了車載終端的結(jié)構(gòu)功能特點，介紹了本系統(tǒng)所選用的芯片及其芯片實現(xiàn)的功能，設計了其電路連接。 軟件設計時采用模塊化設計，根據(jù)用戶需要選擇是否使用定位模塊、通信模塊，高度集成可進行定位、監(jiān)控、調(diào)度、廣告、自動報站等功能，容量大，可存儲 8條線路語音及提示音，支持在車載終端上直接錄音。公交車自動報站系統(tǒng)的主要功能是通過 GPS接收機接收 GPS工作衛(wèi)星的導航信息，從而解算出車輛目前的經(jīng)度、緯度、方向等信息，在離站，到站、拐彎點、景點等范圍內(nèi)進行語音提示，提示乘客上下車，并在顯示屏上提示各類信息，另外根據(jù)需要實時的在公交車經(jīng)緯度 行駛方向 行駛速度 有效性數(shù)據(jù) 定位數(shù)據(jù) 報警信息 營運狀態(tài) 固定短話 報警接聽 其他數(shù)據(jù) 自動報站 本車交通信息 新聞和廣告 車外交通信息 估計下站到達時間 下站站臺 當前速度 塞車路段 下 站周圍地圖 換成指南 文明用語 公益廣告 其他廣告業(yè)務 采集數(shù)據(jù) 執(zhí)行指令 設備管理 存儲器 車內(nèi)顯示器 電子車牌 遠程、現(xiàn)場參數(shù)設置 遠程，現(xiàn)場軟件更新 遠程設備監(jiān)控 定位及相關數(shù)據(jù) 調(diào)度指令 乘客計數(shù)器 定位 通信 淮陰師范學院畢業(yè)論文 27 顯示公益信息、廣告信息和景點信息等，給乘客一種全方位的提示與服務，也給公交公司帶來廣告效益。在此過程中，駕駛員還可以通過鍵盤對個別觸發(fā)點的位置進行修改 . （ 2）遠程修改 :監(jiān)控調(diào)度中心可以根據(jù)需要 (例如在特定路段播放該路段周邊城市設施的介紹 )，將觸發(fā)點的位置通過無線通信網(wǎng)絡傳輸給單片機，更新單片機中觸發(fā)點位置信息。遠程更新和現(xiàn)場修改在自動報站軟件設計時，考慮多種語種報站，很多參數(shù)用戶可 以自己調(diào)整。 檢查是否為有效的定位數(shù)據(jù)，并依據(jù)是否有效設定定位指示燈點的狀態(tài)，如果定位信息有效，則進入定位處理階段，計算與站臺的距離，判斷到、出站等，如果有到、出站，則開始到、出站處理，并記錄最新到、出站情況。模塊支持 NMEA0183協(xié)議，輸出的數(shù)據(jù)格式主要有 :GPGGA， GPGLL,GPGSA,GPGSV,GPRMC,GPVTG六種。 調(diào)度消息 :由控制中心不定時發(fā)送給車載終端，車 載終端需應答確認，調(diào)度消息采用超時重發(fā)機制。 （ 3）站臺配置消息 :更新車載終端上的指定線路的站臺配置信息。固定短語可預先寫入存儲器，也可由中心下載。 ，對整個系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、功能等進行了詳細分析。進 一步的研究工作主要將會有以下幾個方面 : ，比如區(qū)域監(jiān)控報警功能，比如終端能夠感知車淮陰師范學院畢業(yè)論文 35 輛發(fā)生碰撞，如定位并測試兩輛車的距離，根據(jù)這個距離自動減速或剎車，以防交通事故的發(fā)生。 。發(fā)現(xiàn)終端的報站和車輛的實際位置不統(tǒng)一的時候，可以通過按到站和出站兩個按鈕手工加以修正。 三、應答消息 以下圖 44是接收 GPRS信息包流程圖 淮陰師范學院畢業(yè)論文 31 開 始是 否 接 受 到G P R S 過 來 的 消息消 息 效 驗 ， 存儲 和 響 應消 息 是 否 正 確設 置 G P R S 狀 態(tài)為 沒 有 失 效 狀態(tài) ， 設 置 其 為有 效 狀 態(tài)是 否 是 調(diào) 度 消息存 儲 該 消 息顯 示 消 息 或 讀取 消 息是 否 是 確 認 回應 消 息刪 除 消 息 發(fā) 送 列 表中 對 應 的 上 報 消 息該 上 報 消 息 是否 按 鍵 上 報 消息是 否 是 配 置 請求 消 息其 他 配 置 消 息在 L C D 上 顯 示該 上 報 消 息 發(fā)送 成 功讀 取 車 載 終 端 上 汽車 I P ， 服 務 器 I P 地址 和 端 口 及 其 他 雜項 配 置 ， 生 成 一 條回 應 消 息更 新 配 置 消 息是 否 是 車 載 終端 配 置 消 息結(jié) 束是否是是否否是是否是否是否否否 圖 44 接收 GPRS 包信息流程圖 到站出站處理 公交車報站分為到站和出站兩種情況，判斷車輛行駛狀態(tài)，車輛每到一站都會判斷是否為首末站。 車載配置消息 二 、接收消息處理在這里指出處理后面三種消息，如下 : 調(diào)度消息 :通常消息發(fā)給車載終端，主要是通知指示作用，車載終端收到后采取相應的動作。所以適合車載終端的格式是 GPGGA和 GPRMC格式。 二、程序說明 GPS計數(shù)器它是處理 GPS信息有效和無效轉(zhuǎn)變時一個輔助變量，當觸發(fā)點在某個事情達到預先設定值的時候，設置一個標志，讓處理程序知道這個變化，然后作出相應的反應。這里只列出重要部分的流程圖，綜合以下各個模塊能夠?qū)崿F(xiàn)自動報站。 （ 3）現(xiàn)場設置 :在無線通信網(wǎng)絡發(fā)生故障時，可采用現(xiàn)場維護的方法， 通過單片機的外程序存儲器 MCU 語音文件存儲器 功放 鍵盤 /顯示 觸發(fā)器位置信息 外部接口 淮陰師范學院畢業(yè)論文 28 部接口直接輸入觸發(fā)點位置信息。 圖 42 智能公交服務系統(tǒng)報站工作原理圖 定位信息包括當前經(jīng)度，緯度，方向，速度，時間，定位模式，幾何因子。 總體功能分析 車載系統(tǒng)的主要功能是接收 GPS接收機模塊接收到的定位數(shù)據(jù)。車載終端主要的功能都要由 CPU控制，寫入單片機 CPU可供選擇的語言一般有宏匯編語言，C語言。在無線通信失效的情況下也可以作為軟件更新或成批下載定位數(shù)據(jù)的備用手段。 存儲模塊 存儲設備是實現(xiàn)存儲功能信息，存儲一些常用信息，存儲功能包括幾種類型信息的存儲： （ 1）定位數(shù)據(jù) （ 2）接收到的信息 （ 3）參數(shù)設置 （ 4）程序代碼 信息存儲要求在 GPRS短時阻塞的情況下，能夠保存 20xx多個車位信息，至少一條線路的語音存儲空間 ，操作系統(tǒng)與應用程序為 3M。系統(tǒng)接入速度快，一般只需 23秒，適合間歇的突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸。這