【正文】 些數(shù)據(jù)包括 : （ 1）定位數(shù)據(jù) :經(jīng)緯度、速度、方向、時間、定位模式、幾何精度因子等 。它的定位精度可達到系統(tǒng)的要求l0m之內(nèi)。芯片采用 CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、自動靜噪、音頻放大器及高密度多電平閃爍存貯陣列。在系統(tǒng)的 RAM中開辟一個顯示緩沖區(qū)，需要顯示的內(nèi)容都存入此緩沖區(qū)中，顯示模塊定時從顯示緩沖中提取數(shù)據(jù)送入顯示電路中，完成顯示功能。圖中，車輛狀態(tài)指車輛上行、下行、包車、班車、快車、加油等狀態(tài)。 W77E58內(nèi)含 32KB Flash EPROM，工作電壓為 ，具有 1KB片上外部數(shù)據(jù)存儲器，當(dāng)用戶應(yīng)用時使用片上 SRAM代替外部 SRAM，可節(jié)省更多 I/O口。 51系列產(chǎn)品中主要包括 8031， 8051， 87051. 單 片 機CPU CPU 存儲器 LED LCD 鍵盤 GPS 電源 語音 GPRS 話筒麥克風(fēng) 淮陰師范學(xué)院畢業(yè)論文 19 89058等。因此本方案中，當(dāng)預(yù)測持續(xù)的時間超過數(shù)據(jù)丟失點到前方總站的行駛時間 (通常小于單程時間 )時，即停止使用預(yù)測算法，轉(zhuǎn)而依賴數(shù)據(jù)的補傳，或采用傳統(tǒng)的人工服務(wù)，并采取相應(yīng)的維護措施，檢查是否由于網(wǎng)絡(luò)原因或設(shè)備故障造成數(shù)據(jù)丟失。 淮陰師范學(xué)院畢業(yè)論文 17 圖 24 經(jīng)驗速度沿采樣段和時間的分布 由圖中可以看出，不同的采樣段在高峰時段前后有著較低的經(jīng)驗速度 (高峰期車流緩慢 )，車速低峰到來的時間不盡相同，相鄰采樣段具有某種時間上的繼承性等特點。為此在路段上設(shè)置采樣點。 硬件補償主要針對硬件來實現(xiàn)補償，使公交車輛還能正常的進行運營，硬件補償方法有如下幾種 : （ 1）車載終端設(shè)置若干運行狀態(tài)按鍵，由駕駛員在執(zhí)行每項任務(wù) (如上行、下行、加油、保修、報站、邊出站 )時按相應(yīng)的按鍵，也即傳統(tǒng)的手工按鍵報站方式。 （ 3）長期丟失 :GPS數(shù)據(jù)丟失時間大于公交車的一個單程時間。 其中第一種通信故障在時間上和地理位置上都不具備相關(guān)性 。 GPS定位技術(shù)要求 GPS接收機所在的位置具備一些基本的定位條件 :至少接收到 4顆 GPS衛(wèi)星的信號， GPS衛(wèi)星的分布 (星座 )具有一定的幾何形狀限制，彼此之間應(yīng)具有一定的 夾角。 GPS能夠以不同的定位定時精度提供服務(wù)，從亞毫米、毫米到厘米、分米、亞米及米和十幾米的定位精度都有可供選擇的定位方法。 接收機時鐘差 :接收機時鐘與標(biāo)準(zhǔn)的 GPS系統(tǒng)時間之差，一般可達 65 1010 ?? ? 秒 。另一種求解用戶速度的方法是 :知道用戶在不同時間的三維位置，用三維位置的差除以所經(jīng)過的時間，求解用戶的三維運動速度。 實際上，用戶接收機一般不可能有十分準(zhǔn)確的時鐘，它們也不與衛(wèi)星鐘準(zhǔn)確同步，因此用戶接收機測量得出的衛(wèi)星信號在空間的傳播時間是不準(zhǔn)確的，計算得到的距離也不是用戶接收機和衛(wèi)星之間的真實距離，這種距離叫做偽距 離。類似地，如果再有一個以衛(wèi)星 S3為球心， R3為半徑的球 C3，那用戶的位置也必定在 C2和 C3這兩個球面的交線 L2上。例如，利用望遠鏡和測角設(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。應(yīng)用 GPS進行絕對定位，根據(jù)用戶接收機天線所處的狀態(tài)不同，又可分為動態(tài)絕對定位和靜態(tài)絕對定位。 淮陰師范學(xué)院畢業(yè)論文 9 全球衛(wèi)星定位的基本原理 GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為己知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。在用機外電池的過程中，機內(nèi)電池自動充電。 車載型接收機屬于導(dǎo)航型接收機，這種接收機主要用于運動物體的導(dǎo)航，它既可以實時給出物體的位置和運行速度。 GPS接收機主要由 GPS接收機天線， GPS接收機主機及電源組成。每顆 GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。對于地面觀測者來說，每天將提前 4分鐘見到同一顆 GPS衛(wèi)星。缺點 :定位精度依賴于定位衛(wèi)星的數(shù)目，這個數(shù)目依賴于地理環(huán)境 。它應(yīng)用于智能公交系統(tǒng)是用來準(zhǔn)確定位公交車輛的位置，車輛根據(jù) GPS定位數(shù)據(jù)來進行自動服務(wù)。 ，實用，經(jīng)濟性 。它的服務(wù)主要面對乘客與駕駛員來進行考慮，在人們的出行生活中起著尤為明顯的作用。 最初的應(yīng)用是為了解決汽車文明帶來的日益嚴(yán)重的城市交通問題。 作者簽名： 日 期： 淮陰師范學(xué)院畢業(yè)論文 2 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保 存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 淮陰師范學(xué)院畢業(yè)論文 3 摘 要： 車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)，又稱自動車輛定位系 統(tǒng)，對它的研究起始于二十世紀(jì)七十年代。s development is using GPRS technology that has high speed of kbps to change the GSM part .After that the Global Positioning System of vehicles will of errealtime application. Key Words:Global Positioning System of vehicles， GPRS munication system. 淮陰師范學(xué)院畢業(yè)論文 4 目 錄 1 緒論 3 2 第二章 GPS 系統(tǒng)的定位原理與基礎(chǔ) 32 參考文獻 智能公交服務(wù)系統(tǒng)是目前解決公共交通服務(wù)問題較為有效的手段，另外對減少車輛擁擠、提高運行的安全性和有效性有著非常重要的意義。 。 GPS車輛定位的優(yōu)點 GPS在各行領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，比如測量，航空等。 經(jīng)濟實惠，利用這種技術(shù)只需要一個 GPS接收機便可以了。在兩萬公里高空的 GPS衛(wèi)星，當(dāng)?shù)厍驅(qū)阈莵碚f自轉(zhuǎn)一周時，它們繞地球運行二周，即繞地球一周的時間為 12恒星時。衛(wèi)星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷淮陰師范學(xué)院畢業(yè)論文 8 (描述衛(wèi)星運動及其軌道的參數(shù) )算得的。對于陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量 GPS信號的接收設(shè)備，即 GPS信號接收機。在車載 GPS智能終端系統(tǒng)中，把天線放置在車頂可以有比較好的定位效果。設(shè)置機內(nèi)電池的目的在于更換外電池時不中斷連續(xù)觀測。本系統(tǒng)采用的接收機可以達到其要求。在實際工作中，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。 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，定位精度也難以達到很高，而相對定位概念比較直觀具體，實現(xiàn)的技術(shù)較為簡單、直接，高精度也容易實現(xiàn)一些。同樣，若用戶到衛(wèi)星 S2的真實距離為 R2，那么，用戶的位置也必定在以 S2為球心， R2為半徑的另一球 C2上，用戶的位置既在球 C1上，又在球C2上，那它必定處在 C1和 C2這兩球面的交線 L1上。 從上面的分析看出，從原理上說，有三個衛(wèi)星至測站的距離，就可實現(xiàn)三維坐標(biāo)的定位。根據(jù)這個變化，用戶便可以算出自己的三維運動速度，這就是 GPS測速的基本原理。 淮陰師范學(xué)院畢業(yè)論文 12 GPS衛(wèi)星定位的主要誤差來源 一般來說，產(chǎn)生 GPS衛(wèi)星定位的主要誤差按其來源可以分為以下三類 : 與衛(wèi)星相關(guān)的誤差 軌道誤差 :目前實時廣播星歷的軌道三維綜合誤差可達 1020m 衛(wèi)星鐘差 :由廣播星歷的鐘差方程計算出來的衛(wèi)星鐘誤差一般可達 1020ns,引起等效距離誤差小于 6m 衛(wèi)星幾何中心與 相位中心偏差 :可以事先確定 與接收機相關(guān)的誤差 接收機安置誤差 :先確定即接收機相位中心與待測物體目標(biāo)中心的偏差，一般可事先確定。同時也提供衛(wèi)星鐘差、電離層延遲的精密事后修正數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)，人們可以進行多種精密定位和定時。 GPS數(shù)據(jù)丟失原因 車輛在運行過程中，不可避免地會產(chǎn)生 GPS數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，導(dǎo)致這種數(shù)據(jù)丟失主要有以下幾個原因。 。 （ 2）中期丟失 :GPS數(shù)據(jù)丟失時間大于 1分鐘而小于公交車的一個單程時間 (通常為 40分鐘 90分鐘 )。本論文分別研究出了硬件與軟件補償?shù)姆桨浮? 硬 件 補 償發(fā) 生 丟 失敏 感 區(qū) 域預(yù) 測 內(nèi) 插中 期 丟 失繼 續(xù) 內(nèi) 插 ， 等待 補 傳長 期 丟 失轉(zhuǎn) 入 正 常 運 行獲 得 補 傳停 止 內(nèi) 插 ， 報故 障 ， 等 待 補傳否否否否否否否否否 圖 22 軟件補償方案選擇的一般流程 淮陰師范學(xué)院畢業(yè)論文 16 預(yù)測內(nèi)插的算法是基于數(shù)據(jù)丟失點的位置和歷史數(shù)據(jù) (車輛在 1天中相同時段在相同路段的經(jīng)驗速度等 )進行的，算法的描述如下： 經(jīng)驗速度 為在丟失定位數(shù)據(jù)的情況下預(yù)測車輛的位置，先分析車輛在該路段的速度，而這一速度通常在路段上是連續(xù)變化的。如 圖 24所示。當(dāng)預(yù)測點與計算的基點在時間上間隔越長時，預(yù)測結(jié)果就變得越不可信。目前市場上單片機的生產(chǎn)廠商很多，其中 51系列單片機的應(yīng)用比較廣泛，并且其開發(fā)手段也比較簡單，是工業(yè)檢測、控制領(lǐng)域中的最理想的 8位單片機。由于采用全靜態(tài) CMOS設(shè)計， W77E58能夠在低時鐘頻率下運行。第一種為時間畫面圖 32。顯示車輛在進出站信息，有時也顯示一些廣告、旅游等信息。 ISD4004系列工作電壓 3V，單片錄放語音時間為 16分鐘，音質(zhì)好，適用于移動電話機及其它便攜式電子產(chǎn)品中。 就是負責(zé)定位功能的實現(xiàn)，采用臺灣鼎天的 REB21R。信息發(fā)送是將車載終端定位功能模塊獲得的各種數(shù)據(jù)，通過它傳送到監(jiān)控中 心，監(jiān)控中心又分發(fā)給電子站牌等各相關(guān)職能單位。 (2)支持中、高速率數(shù)據(jù)傳輸，可提供 。 SIM100集成了完整的射頻電路和 GSM的基帶處理器，適合于開發(fā) GSM/GPRS的無線應(yīng)用產(chǎn)品，如無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，無線公用電話 、無線商務(wù)電話、監(jiān)控、調(diào)度、車載、遙控、遠程測量、定位和導(dǎo)航等系統(tǒng)和產(chǎn)品，應(yīng)用范圍十分廣泛。另預(yù)留 2個 EIARS232/485串行口，用于需要串口連接的設(shè)備。 自適應(yīng)選擇開關(guān) 12V 開關(guān)降壓處理 24V 開關(guān)降壓處理 線性穩(wěn)壓 淮陰師范學(xué)院畢業(yè)論文 25 第四章車載終端軟件的研究與設(shè)計 軟件設(shè)計概述 車載終端用 C語言進行編程寫入控制芯片 CPU:單片機 C51，以 KEL為 C語言的編譯器進行開發(fā)。支持音量調(diào)節(jié)等 功能而且單片機具有機器學(xué)習(xí)的功能。 車載終端的 CPU讀取配置于 EPROM中的站臺信息，同時接收 GPS接收機傳過來的位置、時間、速度等即時信息，由 CPU將其與站臺觸發(fā)點位置進行比較，吻合時發(fā)出觸發(fā)信號進行報站，通過語音和顯示向車內(nèi)乘客報站。而且這些觸發(fā)點被做上標(biāo)記，賦予更高的優(yōu)先級，駕駛員在操控機器學(xué)習(xí)或修改觸發(fā)點時，不允許對這類觸發(fā)點進行修改。它由多個模塊組成方可實現(xiàn)報站的功能。 檢查上傳當(dāng)前位置信息是否收到，收到時則依據(jù)當(dāng)前有效的 GPS定位信息，生成一條上報位置信息，并設(shè)置發(fā)送標(biāo)記。在這些格式中，能表示速度的有 GPGSA和 GPRMC兩種格式，能表達時間、經(jīng)緯度、方向的有 RMC, GGA, GLL。 應(yīng)答消息 :車載終端和控制中心收到對方發(fā)來的需要應(yīng)答的消息時，都要盡快發(fā)送應(yīng)答消息，應(yīng)答消息不使用重發(fā)機制。 （ 4）線路配置消息 :更新其線路配置消息，比如判斷進出站的最小距離之類，放于配置文件中 ，生成一條回應(yīng)信息。并且在判斷到達站臺或離開站臺的情況時，向控制中心發(fā)送到站或出站消息。以單片機 CPU為核心，針對本系統(tǒng)所選用的器件，研究并設(shè)計了一套電路，并對系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵問題進行了研究，包括車載終端主要控制電路的連接，完成了系統(tǒng)車載終端硬件的設(shè)計。 ，消除自動服務(wù)的差錯，如