【文章內(nèi)容簡介】 的傳輸。 1. 3 課題完成的工作及各章節(jié)組織結(jié)構(gòu) 本 文 是 基于 Javascript 開發(fā) 的 Google Map 應(yīng) 用程 序的 編 寫， 用javascript，和 frontpage 軟件，加載 google 地圖， 根據(jù) 已知 的 時間，汽車運行的經(jīng)緯度， 1 秒鐘讀一次汽車位置，顯示在網(wǎng)頁上。 并 實現(xiàn)一段時間內(nèi)汽車運行軌跡的回放。 本文結(jié)構(gòu)安排如下 : 第一章：緒論。簡要介紹了論文選題的背景及意義；汽車監(jiān)控的國內(nèi)外現(xiàn)狀；各章節(jié)的組織結(jié)構(gòu)。 第二章：相關(guān)技術(shù)及原理。主要介紹了 GPS導(dǎo)航技術(shù)包括 GPS系統(tǒng)組成、GPS 信號、 GPS定位的常用觀察值、 GPS定位方法、 GPS導(dǎo)航定位的特點； GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括 GPRS 系統(tǒng)組成和 GPRS 的優(yōu)缺點。 第三章：車輛導(dǎo)航及監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計。主要包括系統(tǒng)構(gòu)成、車載終端模塊組成及原理、車載終端的硬件設(shè)計。 第四章：監(jiān)控中心的軟件設(shè)計。主要包括 Javascript 簡介、 google map API 概述、程序分析、完整程序及功能截圖。 第五章：總結(jié)與展望。首先對本課題完成的工作進行了總結(jié)，然后結(jié)合本課題涉及領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀進行了展望。 第六章：致謝。 第七章：參考文獻。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 10 第二章 相關(guān)技術(shù)及原理 GPS 導(dǎo)航技術(shù) 系統(tǒng)組成 GPS 系 統(tǒng)是由 24 顆高度為兩萬公里的衛(wèi)星組成，它們以 6 個不同的運行軌道運行，可提供全球范圍從地面到 9000 公里高空之間任一載體的高精度的三維位置、三維速度和精確的時間信息。安裝在車輛上的車載單元只要能收到來自三顆衛(wèi)星的定位信號，就可定出該輛車的經(jīng)、緯度位置和時間信息。 GPS 計劃始于 1973 年 ，已于 1994年進入完全運行狀態(tài)。 GPS的整個系統(tǒng)由空間部分、地面控制部分和用戶部分所組成。 空間部分 GPS 的空間部分是由 24顆 GPS 工作衛(wèi)星所組成 .這些 GPS 工作衛(wèi)星共同組成了 GPS 衛(wèi)星星座，其中 21 顆為可用于導(dǎo)航的衛(wèi)星， 3 顆為活動的備用衛(wèi)星。這 24 顆衛(wèi)星分布在 6個相互夾角為 60176。的軌道上繞地球運行。衛(wèi)星的運行周期約為 12恒星時 ,即一天繞地球兩周。每顆 GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號。 GPS 用戶正是利用這些信號來進行工作的。 控制部分 GPS 的控制部分由分布在全球的由若干個跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成，根據(jù)其作用的不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。其工作流程：監(jiān)測站→主控站→注入站→每顆衛(wèi)星。主控站有一個，位于美國克羅拉多（ Colorado）的法爾孔（ Falcon）空軍 基地，它的作用是根據(jù)各監(jiān)控站對 GPS 的觀測數(shù)據(jù)，計算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去；同時，它還對衛(wèi)星進行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時，調(diào)度備用衛(wèi)星，替代失效的工作衛(wèi)星工作；另外，主控站也具有監(jiān)控站的功能。 監(jiān)控站有五個，除了主控站外，其它四個分別位于夏威夷（ Hawaii）、阿松森群島（ Ascencion）、迭哥伽西亞（ Diego Garcia）、卡瓦加蘭（ Kwajalein），監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號，監(jiān)測衛(wèi)星的工作狀態(tài)；注入站有三個，它們分別位于阿松 森群島（ Ascencion）、迭哥伽西亞（ Diego 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 11 Garcia）、卡瓦加蘭（ Kwajalein），注入站的作用是將主控站計算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中去。 用戶部分 GPS的用戶部分由 GPS 接收機、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計算機氣象儀器等所組成。它的作用是接收 GPS 衛(wèi)星所發(fā)出的信號，利用這些信號進行導(dǎo)航定位等工作。 以上這三個部分共同組成了一個完整的 GPS 系統(tǒng)。 GPS 信號 GPS 衛(wèi)星發(fā)射兩種頻率的載波信號，即頻率為 的 L1 載波和 頻率為 的 L2 載波，它們的頻率分別是基本頻率 的 154倍和 120 倍，它們的波長分別為 和 。在 L1 和 L2上又分別調(diào)制著多種信號，這些信號主要有： C/A 碼 C/A碼又被稱為粗捕獲碼，它被調(diào)制在 L1載波上，是 1MHz 的偽隨機噪聲碼（ PRN碼），其碼長為 1023 位（周期為 1ms）。由于每顆衛(wèi)星的 C/A碼都不一樣，因此，我們經(jīng)常用它們的 PRN號來區(qū)分它們。 C/A碼是普通用戶用以測定測站到衛(wèi)星間的距離的一種主要的信號。 P 碼 P 碼又被稱為精碼，它被調(diào)制在 L1 和 L2 載波上，是 10MHz 的偽隨機噪聲碼，其周期為七天。在實施 AS（ AntiSpoofing）時， P 碼與 W 碼進行模二相加生成保密的 Y 碼，此時，一般用戶無法利用 P 碼來進行導(dǎo)航定位。 導(dǎo)航信息 導(dǎo)航信息被調(diào)制在 L1載波上，其信號頻率為 50Hz，包含有 GPS衛(wèi)星的軌道參數(shù)衛(wèi)星鐘改正數(shù)和其它一些系統(tǒng)參數(shù)。用戶一般需要利用此導(dǎo)航信息來計算某一時刻 GPS衛(wèi)星在地球軌道上的位置，導(dǎo)航信息也被稱為廣播星歷。 SPS 和 PPS GPS系統(tǒng)針對不同用戶提供兩 種不同類型的服務(wù)。一種是標準定位服務(wù) (SPS– Standard Positioning Service)，另一種是精密定位服務(wù) (PPS–Precision Positioning Service)。這兩種不同類型的服務(wù)分別由兩種不同的 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 12 子系統(tǒng)提供，標準定位服務(wù)由標準定位子系統(tǒng) (SPS– Standard Positioning System) 提供，精密定位服務(wù)則由精密定位子系統(tǒng) (PPS – Precision Positioning System)提供。 SPS 主要面向全世界的民用用戶。 PPS主要面向美國及其盟國的軍 事部門以及民用的特許用戶。 GPS 定位的常用觀測值 在 GPS 定位中，經(jīng)常采用下列觀測值中的一種或幾種進行數(shù)據(jù)處理，以確定出待定點的坐標或待定點之間的基線向量 : L1 載波相位觀測值 L2 載波相位觀測值（半波或全波） 調(diào)制在 L1 上的 C/A 碼偽距 調(diào)制在 L1 上的 P 碼偽距 調(diào)制在 L2 上的 P 碼偽距 L1 上的多普勒頻移 L2 上的多普勒頻移 GPS 定位方法 GPS有很多定位的方法，其中最主要的定位方法有：根據(jù)定位所采用的觀測值 、根據(jù)定位的模式、 根據(jù)獲 取定位結(jié)果的時間 、根據(jù)定位時接收機的運動狀態(tài) （ 1）偽距定位 偽距定位所采用的觀測值為 GPS 偽距觀測值，所采用的偽距觀測值既可以是 C/A 碼偽距，也可以是 P 碼偽距。偽距定位的優(yōu)點是數(shù)據(jù)處理簡單，對定位條件的要求低，不存在整周模糊度的問題，可以非常容易地實現(xiàn)實時定位；其缺點是觀測值精度低， C/A 碼偽距觀測值的精度一般為 3米，而 P碼偽距觀測值的精度一般也在 30 個厘米左右，從而導(dǎo)致定位成果精度低，另外，若采用精度較高的 P 碼偽距觀測值，還存在 AS的問題。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 13 （ 2）載波相位定位 載波相位定位所 采用的觀測值為 GPS的載波相位觀測值，即 L L2或它們的某種線性組合。載波相位定位的優(yōu)點是觀測值的精度高，一般優(yōu)于 2 個毫米；其缺點是數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜，存在整周模糊度的問題。 （ 3）絕對定位 絕對定位又稱為單點定位，這是一種采用一臺接收機進行定位的模式，它所確定的是接收機天線的絕對坐標。這種定位模式的特點是作業(yè)方式簡單，可以單機作業(yè)。絕對定位一般用于導(dǎo)航和精度要求不高的應(yīng)用中。 （ 4）相對定位 相對定位又稱為差分定位，這種定位模式采用兩臺以上的接收機，同時對一組相同的衛(wèi)星進行觀測，以 確定接收機天線間的相互位置關(guān)系。 （ 5）實時定位 實時定位是根據(jù)接收機觀測到的數(shù)據(jù)，實時地解算出接收機天線所在的位置。 （ 6）非實時定位 非實時定位又稱后處理定位，它是通過對接收機接收到的數(shù)據(jù)進行后處理以進行定位得方法。 （ 7）動態(tài)定位 所謂動態(tài)定位，就是在進行 GPS 定位時，認為接收機的天線在整個觀測過程中的位置是變化的。也就是說，在數(shù)據(jù)處理時，將接收機天線的位置作為一個隨時間的改變而改變的量。動態(tài)定位又分為 Kinematic 和 Dynamic 兩類。 （ 8）靜態(tài)定位 所謂 靜態(tài)定位，就是在進行 GPS定位時，認為接收機的天線在整個觀測過程中的位置是保持不變的。也就是說，在數(shù)據(jù)處理時，將接收機天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量。在測量中，靜態(tài)定位一般用于高精度的測量定位，其具體觀測模式多臺接收機在不同的測站上進行靜止同步觀測，時間由幾分鐘、幾小時甚至數(shù)十小時不等。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 14 GPS 導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點 GPS 與其它導(dǎo)航系統(tǒng)相比，具有的優(yōu)點概括起來主要有以下幾個方面： (1) 定位精度高：通過很多應(yīng)用實踐已經(jīng)證明， GPS 相對定位精度在 50km以內(nèi)可達 10． 6， 100～ 500km 可達 10． 7， 1000km 以上可達 10． 9，在 300～1500m 工程精密定位中， 1 小時以上觀測的解算，其平面位置誤差小于 lmm?；€邊長越長越能突顯其定位精度高的優(yōu)勢。 (2)觀測時間短：采用 GPS 布設(shè)控制網(wǎng)時每個測站上的觀測時間一般在30一 40min 左右，采用快速靜態(tài)定位方法，觀測時間更短。目前 20km 以內(nèi)相對靜態(tài)定位，僅需 15～ 20 分鐘；快速靜態(tài)相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在 15km 以內(nèi)時，流動站只需觀測 12 分鐘；動態(tài)相對定位測量時，流動站出發(fā)時觀測 12 分鐘，然后可隨時定位，每 站觀測僅需幾秒鐘。 (3)測站間無需通視： GPS 測量不要求站點間相互通視，只需測站上空開闊即可。 (4)可提供三維坐標：經(jīng)典大地測量將平面與高程采用不同方法分別施測，而 GPS可同時精確測定測站點的三維坐標，目前 GPS水準可達到四等水準測量的精度。 (5)操作簡單：隨著 GPS 的不斷改進，自動化程度越來越高，體積也越來越小，重量越來越輕。 (6)全天候作業(yè)：目前 GPS觀測可在一天 24小時內(nèi)的任何時間進行，不受陰天黑夜、起霧刮風、下雨下雪等天氣狀況的影響。 (7)功能多、應(yīng)用廣： GPS 系統(tǒng)不僅可以用于定位測量，還 可用于測速、測時。測速精度可達 O． 1ms，測時精度可達幾十毫秒，精度都比較高。隨著GPS 技術(shù)的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷的擴大。 GPRS 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) GPRS 概述 GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無線業(yè)務(wù) )是一種采用分 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 15 組交換技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)及信令的高效率數(shù)據(jù)傳輸方式。 GPRS 是區(qū)別于原有 GSM電路交換方式的另一種數(shù)據(jù)傳輸方式，它利用存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理，把不同終端的數(shù)據(jù)分割成等長標準數(shù)據(jù)格式，通過非專用的邏輯子信道進行數(shù)據(jù)快速交換，即將信息分成數(shù)據(jù)分組或信 息包，再加上目的地址、分組編號、控制比特等的分組頭，沿不同路由進行傳送，接收端按照分組編號重新組裝成原始信息。分組通信的實質(zhì)是依靠高處理能力的計算機來充分利用寶貴的通信信道資源?；诜纸M交換的 GPRS 業(yè)務(wù)理論上的速率可達 171． 2kbps。 GPRS允許用戶在分組交換模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。分組交換的基本過程是把數(shù)據(jù)先分成若干個小的數(shù)據(jù)包，可通過不同的路由，以存儲轉(zhuǎn)發(fā)的接力方式傳送到目的端，而組裝成完整的數(shù)據(jù)。分組交換基本上不是實時系統(tǒng)，延時也不固定，但可以使不同的 數(shù)據(jù)傳輸“共用”傳輸帶寬：有數(shù)據(jù)時占用帶寬，無數(shù)據(jù)時不占用，從而分享資源。在 GSM無線系統(tǒng)中，無線信道資源非常寶貴。如采用電路交換，通信需要建立端到端的連接，信道只能被一個用戶獨占，在成本效率上顯然缺乏可行性。而采用分組交換的 GPRS則可靈活運用無線信道，每一個用戶可以有多個無線信道，而同一信道又可以由幾個用戶共享，從而極大的提高了無線資源的利用率。在理論上， GPRS 可以將最多 8 個時隙組合在一起，給用戶提供高達 171． 2kb／ s 的帶寬。由于GPRS 用戶的數(shù)據(jù)通信費是以數(shù)據(jù)流量為基礎(chǔ)，而不考慮通信時長，所以 GPRS用于 IP 業(yè)務(wù)的接入將更為用戶所接受。 GPRS 系統(tǒng)構(gòu)成 GPRS 網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，同時引入了一些新的功能模塊和改進： 1．網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點 (Gateway Supporting Node GSN). 2．點對多點服務(wù)中心 ,(PointToMultipoint Service Center， PTM— SC)。 3．邊界網(wǎng)關(guān) (Boarder Gateway， BG) 4． 改 進 基 站 子 系統(tǒng) BSS： 在基 站 控