【正文】 1) 充分的航海準(zhǔn)確性提供了由Standard Positioning 服務(wù)(符號(hào)程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)) 2) 緊縮設(shè)計(jì)理想為應(yīng)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(dāng)快速地提供第一固定并且低電力消費(fèi) 4) 有差別的能力運(yùn)用實(shí)時(shí)RTCM 更正生產(chǎn)少于5 米位置準(zhǔn)確性5) 在機(jī)上時(shí)鐘和記憶由一個(gè)可再充電的記憶備份承受充電在正常運(yùn)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。這種配置是充分為通信直接地與連續(xù)設(shè)備短小鏈長(zhǎng) (少于20 米) 。 CMOS 連續(xù)數(shù)據(jù) GPS25xVC 指定意味二雙向連續(xù)數(shù)據(jù)口岸使用CMOS 輸出緩沖區(qū)。單位是保護(hù)如果高壓向輸入疏忽地被運(yùn)用。2 低壓 GPS25LVx 供應(yīng)。高壓 GPS25HVx 指定表明單位將接受上流輸入電壓。終端用戶接口譬如鍵盤(pán)和顯示由應(yīng)用設(shè)計(jì)師增加。在機(jī)上設(shè)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(gè)位置、日期和時(shí)間。系統(tǒng)被設(shè)置可連接兩個(gè)CMOS/TTL 或兩個(gè)RS232 兼容雙向通信選擇渠道。GPS 25LP 被設(shè)計(jì)承受堅(jiān)固性操作條件, 然而它應(yīng)該裝入在封入物作為一個(gè)大型系統(tǒng)的一部分由OEM 或系統(tǒng)設(shè)計(jì)積分器。系統(tǒng)的所有重要組分包括RF/IF 接收器硬件和數(shù)字式基帶由GARMIN 設(shè)計(jì)和制造，保證GPS 25LP 傳感器板的質(zhì)量和能力。他們廣遠(yuǎn)的性能要求飛行器性能高。GARMIN GPS 25LP 系列是GPS 傳感器板被設(shè)計(jì)為一個(gè)寬廣的光譜OEM (原始器材制造者) 系統(tǒng)應(yīng)用。對(duì)GPS的C/A碼的干擾一般可分為兩種干擾體制，即瞄準(zhǔn)式干擾體制和攔堵式干擾體制。GPS的C/A碼在國(guó)際范圍內(nèi)公開(kāi)使用，它的碼短，易破譯，因此使用C/A碼的GPS接收機(jī)極易受到干擾。 全球定位GPS是一種衛(wèi)基、全球性的、全天候的導(dǎo)航和測(cè)時(shí)系統(tǒng)，它能同時(shí)為全球所有位于統(tǒng)一坐標(biāo)系GPS用戶提供精確的三維位置坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信息。Gold碼是由兩個(gè)長(zhǎng)度相等而互相關(guān)極大值最小的m序列碼逐位進(jìn)行模2相加構(gòu)成的，改變產(chǎn)生它的兩個(gè)m序列的相對(duì)相位就可以得到不同的碼，對(duì)于長(zhǎng)度為N=2n1的m序列每?jī)蓚€(gè)碼可以產(chǎn)生N個(gè)G碼。GPS信號(hào)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)C/A碼C/A碼是用于跟蹤鎖定和測(cè)量的偽隨機(jī)碼。GPS接收機(jī)按使用環(huán)境可分為中低動(dòng)態(tài)接收機(jī)和高動(dòng)態(tài)接收機(jī)，按所收信號(hào)可分為單頻C/A碼接收機(jī)和雙頻P碼和Y碼接收機(jī)。主控站設(shè)置在美國(guó)大陸，四個(gè)監(jiān)控站分別設(shè)在大西洋太平洋和印度洋諸島嶼上。GPS定位精度高低關(guān)鍵在于高穩(wěn)定度的頻率標(biāo)準(zhǔn)，為此，每顆GPS衛(wèi)星都設(shè)有兩臺(tái)鉚原子鐘和兩臺(tái)艷原子鐘。衛(wèi)星分布可保證全球任何地區(qū)任何時(shí)刻都不少于4顆衛(wèi)星供觀測(cè)，24顆衛(wèi)星中3顆做為備份，每個(gè)軌道平面上有4顆衛(wèi)星它們按與地球成55度的相同方向運(yùn)行，空間間隔約為90度。1. GPS的組成GPS由三部分組成:GPS空間部分、地基監(jiān)控站和GPS用戶接收機(jī)部分。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(shí)質(zhì)上就是測(cè)量學(xué)的空間測(cè)距定位。還有用于對(duì)付窄帶射頻干擾的瞬時(shí)濾波技術(shù)，這是一種數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，用離散傅利葉變換(DFT)處理數(shù)字化的中頻信號(hào)。GPS接收機(jī)干擾處理技術(shù)是一個(gè)正在高速發(fā)展的領(lǐng)域，可以用微電子線路或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。為提高衛(wèi)星抗干擾能力，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司下屬的中國(guó)空間技術(shù)研究院己經(jīng)自主研制開(kāi)發(fā)了新一代、大容量、長(zhǎng)壽命通信衛(wèi)星“鑫諾二號(hào)”。中國(guó)GPS干擾與抗干擾的現(xiàn)狀及發(fā)展早在20世紀(jì)末，中國(guó)在世界國(guó)防科技展覽會(huì)，就展示了電子干擾機(jī)，該干擾機(jī)可使敵方無(wú)法接收GPS信號(hào)。SAASM是第二代的GPS安全模塊，用于保護(hù)保密的GPS算法、數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)，它將集成到接收機(jī)應(yīng)用模塊中?？蓪⑵浼釉谖磥?lái)的飛機(jī)、艦艇、導(dǎo)彈和各種武器中，目的是確保安全性、互通性，減少非標(biāo)準(zhǔn)接口、定義和功能的數(shù)目。新一代GPS接收機(jī)兩項(xiàng)最為重要的技術(shù)是CPS接收機(jī)應(yīng)用組(GRAM)和有選擇地利用或防欺騙模塊(SAASM)。為保護(hù)軍用飛機(jī)使用GPS，美國(guó)還在開(kāi)發(fā)微帶自適應(yīng)天線陣。為此，正在研制不受干擾和欺騙的GPS接收機(jī)應(yīng)用模塊(GRAM)和選擇利用抗欺騙模塊(SAASM)，同時(shí)裝有這兩種模塊的接收機(jī)被稱為“國(guó)防部高級(jí)GPS接收機(jī)”(DARG)。此外，為防止干擾，美國(guó)將在2005年發(fā)射的第7顆GPS2F衛(wèi)星上開(kāi)始使用新型信號(hào)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)除了具有數(shù)字能力外，還具有可編程能力，并且是模塊化的，并利用具有“空間時(shí)間自適應(yīng)處理”功能的現(xiàn)成商業(yè)部件增強(qiáng)抗干擾能力。能進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，濾掉干擾源信號(hào)。然后，瞬時(shí)頻率被送入能減少或消除干擾的“射束形成器”，并在此進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)隨后被送入完全數(shù)字化的GPS接收機(jī)?？屏止竟餐_(kāi)發(fā)了GPS時(shí)間一空間抗干擾接收機(jī)(GSTAR)系統(tǒng)。為解決GPS接收機(jī)信號(hào)弱、易受干擾等問(wèn)題，洛克希德但在軍用GPS領(lǐng)域，如何擺脫敵方對(duì)GPS的干擾仍是一個(gè)很難解決的問(wèn)題。目前，美國(guó)己能做到有選擇性地干擾某些地區(qū)GPS衛(wèi)星信號(hào)，卻不影響己方精確軍事應(yīng)用。GPS接收機(jī)加裝自適應(yīng)濾波研制直接接收P (y)碼的軍用GPS接收機(jī)采用GPS/INS組合導(dǎo)航設(shè)備。Y碼嚴(yán)格保密，防止敵方對(duì)其進(jìn)行電子干擾.增大GPS衛(wèi)星的發(fā)射功率，由30W提高到500W。引入e和s信號(hào)后，使GPS的定位精度人為地降低到100m左右。美國(guó)的GPS導(dǎo)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(guó)國(guó)防部為了控制GPS的兩項(xiàng)措施。因而展開(kāi)研制GPS干擾與抗干擾技術(shù)的研究是十分必要的。應(yīng)該研究敵軍動(dòng)向，根據(jù)國(guó)情，發(fā)展導(dǎo)航戰(zhàn)技術(shù)，使之能更好的為我軍服務(wù)。在軍事指揮方面，GPS提供了統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)、目標(biāo)精確的空間坐標(biāo)及實(shí)時(shí)位置，因而對(duì)協(xié)同作戰(zhàn)具有重要意義。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)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(shí)時(shí)性的導(dǎo)航定位和定時(shí)的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。四、存在問(wèn)題： 目前采用車載GPS接收機(jī)進(jìn)行自主定位的車輛很少，且成本較高，以及定位精度不夠等。今后，所有運(yùn)載器，都將依賴于GPS。GPS信號(hào)接收機(jī)在人們生活中的應(yīng)用，是一個(gè)難以用數(shù)字預(yù)測(cè)的廣闊天地。GPS技術(shù)的應(yīng)用正向更深層次發(fā)展。我國(guó)的《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》己于1992年10月1日起實(shí)施。二、研究主要成果： 目前，陸?？盏膶?dǎo)航核導(dǎo)彈的制導(dǎo)、大地測(cè)量和工程測(cè)量的精密定位、時(shí)間的傳遞和速度的測(cè)量等，都應(yīng)用了GPS技術(shù)。今后，所有運(yùn)載器，都將依賴于GPS。GPS信號(hào)接收機(jī)在人們生活中的應(yīng)用，是一個(gè)難以用數(shù)字預(yù)測(cè)的廣闊天地。GPS技術(shù)的應(yīng)用正向更深層次發(fā)展。對(duì)于測(cè)繪領(lǐng)域，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)己經(jīng)用于建立高精度的全國(guó)性的大地測(cè)量控制網(wǎng)，測(cè)定地球動(dòng)態(tài)參數(shù)、高精度的海洋測(cè)繪、工程量測(cè)等。這些數(shù)據(jù)都足以說(shuō)明GPS技術(shù)在我國(guó)各行業(yè)中應(yīng)用的廣泛性。同時(shí)，我國(guó)已著手建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(雙星定位系統(tǒng))，生產(chǎn)導(dǎo)航型GPS接收機(jī)。十多年來(lái)，我國(guó)的測(cè)繪工作者在GPS定位基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)方面作了大量工作。年　　月　　日 審查結(jié)果： 通過(guò)； 完善后通過(guò)；　　　未通過(guò) 指導(dǎo)教師（簽字） 接下來(lái)將針對(duì)特定的道路網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)出合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并采用Dijkstra算法設(shè)計(jì)出一種最短路徑的尋優(yōu)方法。針對(duì)特定的道路網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)出合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并采用Dijkstra算法設(shè)計(jì)出一種最短路徑的尋優(yōu)方法。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中，針對(duì)車載系統(tǒng)可能遇到的惡劣條件，對(duì)遇到的電磁干擾、車載電壓轉(zhuǎn)換等問(wèn)題提出了切實(shí)可行的解決辦法，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)通訊順暢、結(jié)構(gòu)配置安全可靠。三、研究步驟、方法及措施：針對(duì)車載定位導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)際性能需要選取合適的硬件設(shè)備，并設(shè)計(jì)車載定位導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件平臺(tái)的結(jié)構(gòu)方案。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題：設(shè)計(jì)GPS數(shù)據(jù)的接收和處理程序采用全球定位系統(tǒng)對(duì)車體進(jìn)行地理定位，必須能夠?qū)崟r(shí)將GPS數(shù)據(jù)的定位數(shù)據(jù)采集到車載計(jì)算機(jī)中，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所以本文設(shè)計(jì)了一套軟、硬件設(shè)計(jì)方案實(shí)時(shí)地接收和處理GPS數(shù)據(jù)。配合電子地圖，GPS的定位信息可以通過(guò)計(jì)算機(jī)在電子地圖上實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確和形象的顯示出來(lái)。全球定位系統(tǒng)以其全天候、全球連續(xù)覆蓋、導(dǎo)航定位精度高和速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，使導(dǎo)航技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展。對(duì)車載導(dǎo)航有很大應(yīng)用。而利用地磁原理的中國(guó)四大發(fā)明之一的指南針是人類導(dǎo)航領(lǐng)域的一個(gè)里程碑。導(dǎo)航是人類從事政治、經(jīng)濟(jì)和軍事活動(dòng)所必不可少的信息技術(shù)。根據(jù)導(dǎo)航臺(tái)的位置來(lái)看，導(dǎo)航系統(tǒng)可分為:陸基導(dǎo)航系統(tǒng):導(dǎo)航臺(tái)位于陸地上，導(dǎo)航臺(tái)與導(dǎo)航設(shè)備之間用無(wú)線電波聯(lián)系。導(dǎo)航是一個(gè)技術(shù)門(mén)類的總稱，它是引導(dǎo)飛機(jī)、船舶、車輛以及個(gè)人(總稱作運(yùn)載體)安全、準(zhǔn)確地沿著選定的路線，準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地的一種手段。此外，在軍事部門(mén)、交通部門(mén)、郵電部門(mén)、地礦、煤礦、石油、建筑以及農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門(mén)和行業(yè)，在航空航天、測(cè)時(shí)授時(shí)、物理探礦、姿態(tài)測(cè)定等領(lǐng)域，也都開(kāi)展了GPS技術(shù)的研究和應(yīng)用。對(duì)于測(cè)繪領(lǐng)域，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)己經(jīng)用于建立高精度的全國(guó)性的大地測(cè)量控制網(wǎng)，測(cè)定地球動(dòng)態(tài)參數(shù)、高精度的海洋測(cè)繪、工程量測(cè)等。這些數(shù)據(jù)都足以說(shuō)明GPS技術(shù)在我國(guó)各行業(yè)中應(yīng)用的廣泛性。同時(shí)，我國(guó)已著手建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(雙星定位系統(tǒng))，生產(chǎn)導(dǎo)航型GPS接收機(jī)。這樣既可完成實(shí)時(shí)尋優(yōu)，又節(jié)省了尋優(yōu)的時(shí)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。本文基于電子地圖，采用面向?qū)嶓w的數(shù)據(jù)模型，研究設(shè)計(jì)出適合車載定位導(dǎo)航系統(tǒng)的公路道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。(2)車載定位導(dǎo)航系統(tǒng)的主要特點(diǎn)之一就是將GPS和多媒體計(jì)算機(jī)三種技術(shù)有機(jī)的組合起來(lái)，本文運(yùn)用了GIS和電子地圖的相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)出一種應(yīng)用MapInfo和GPS現(xiàn)場(chǎng)定位數(shù)據(jù)繪制矢量電子地圖的方法。下面是本文主要研究的問(wèn)題和結(jié)論：(1)本文設(shè)計(jì)的車載定位導(dǎo)航系統(tǒng)是基于全球定位系統(tǒng)對(duì)車體進(jìn)行地理定位，因此，本文基于GPS定位概念，針對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工程實(shí)際，研究和設(shè)計(jì)了一套硬件實(shí)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(shí)時(shí)地采集到車載計(jì)算機(jī)中。該車載定位導(dǎo)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(duì)移動(dòng)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)地自主定位和導(dǎo)航。將該結(jié)果表直接加到車載定位導(dǎo)航系統(tǒng)中，既可完成實(shí)時(shí)尋優(yōu)，又解決了常規(guī)尋優(yōu)方法尋優(yōu)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。圖513 最短路徑算法流程圖本章在前面提到的電子地圖的基礎(chǔ)上，采用面向?qū)嶓w的數(shù)據(jù)模型，設(shè)計(jì)出適合車載定位導(dǎo)航系統(tǒng)的道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，使電子地圖的實(shí)物與各道路交叉點(diǎn)緊密對(duì)應(yīng)。V表示交叉點(diǎn)號(hào)，利用標(biāo)號(hào)法求出roadnodes表中任意兩交叉點(diǎn)的最短路徑及其長(zhǎng)度，分別存在shortest表的path和dist中。圖512 v,v的T標(biāo)號(hào)改為P標(biāo)號(hào)圖512 v,v的T標(biāo)號(hào)改為P標(biāo)號(hào)由簡(jiǎn)到繁，根據(jù)521中的道路網(wǎng)，車載導(dǎo)航系統(tǒng)中最短路徑的步驟如下：打開(kāi)roadnodes表，計(jì)算交叉點(diǎn)總數(shù)pointnum，即道路網(wǎng)的頂點(diǎn)數(shù)。圖58 v的T標(biāo)號(hào)改為P標(biāo)號(hào)圖59 v的T標(biāo)號(hào)改為P標(biāo)號(hào)圖510 v的T標(biāo)號(hào)改為P標(biāo)號(hào)圖511 v的T標(biāo)號(hào)改為P標(biāo)號(hào)由圖512可知，從v到v, v ,K v，各頂點(diǎn)的最短路徑依次是2,7,1,3,6, 9，5，11，10, 13。把頂點(diǎn)v的T標(biāo)號(hào)改為P標(biāo)號(hào)，把與其鄰接的頂點(diǎn)v,v的T標(biāo)號(hào)改為12和14，其余不變，如圖58所示。頂點(diǎn)v的T標(biāo)號(hào)是所有T標(biāo)號(hào)中最小的，所以，把v的T標(biāo)號(hào)改為P標(biāo)號(hào)，將與頂點(diǎn)v鄰接的頂點(diǎn)v的T標(biāo)號(hào)改為3= min{∞,2 + 1}，其全不變，如圖56。圖53標(biāo)注道路權(quán)值的道路網(wǎng)給頂點(diǎn)v標(biāo)上P標(biāo)號(hào)(用方框框起來(lái)表示)，則與v鄰接的各頂點(diǎn)v,v，v的T標(biāo)號(hào)(用圓圈圈起來(lái)表示)分別是2, 8, 1，其余頂點(diǎn)的T標(biāo)號(hào)均為∞，這里標(biāo)號(hào)的權(quán)值表示的是與v的距離，如圖54 。其中，道路網(wǎng)中的各交叉點(diǎn)相當(dāng)于標(biāo)號(hào)法中的頂點(diǎn)v , Roadline表中的Weight相當(dāng)于任意兩頂點(diǎn)v和v間的長(zhǎng)度l，求任意兩交叉點(diǎn)的最短路徑及其長(zhǎng)度相當(dāng)于求從v到v各點(diǎn)間的最短道路。由于電子地圖采用MapInfo軟件開(kāi)發(fā)的，而MapInfo的二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是MapBasic，所以，最短路徑的算法采用MapBasic編輯。distan是兩交叉點(diǎn)ID1, ID2間的最短路徑的路徑長(zhǎng)度。 表53 Roadline表roadnumberlinkIDfirstpointlastpointweight—————其中，ID 1, ID2為交叉點(diǎn)的編號(hào)。此表也是可地圖化的。表51 roadnodesobjroadnodes——圖52 道路交叉點(diǎn)編號(hào)(2)路或街道表—Road表: 其結(jié)構(gòu)如表52所示。此表是可地圖化的。其中Roadnodes是路與路或路段與路段(或街道與街道)之間交叉點(diǎn)的編號(hào)。在交通網(wǎng)絡(luò)圖中，街道間的地理位置關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，一條街道可能與若干條街道相交、相連，且其相交、相連的模式復(fù)雜。—數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)表的設(shè)計(jì)城市交通樞紐主要由街道和河流組成，但重點(diǎn)為街道的集合。只有在合適的道路拓?fù)淠Ｐ突A(chǔ)上，才能進(jìn)行路徑尋優(yōu)控制。另外，通過(guò)拓?fù)潢P(guān)系，可以將道路的全局搜索變?yōu)榫植克阉鳎梢源蠓鹊靥岣邤?shù)據(jù)的搜索速度，為數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理提供了良好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，任一條從v到v的道路，若通過(guò)T的第一個(gè)點(diǎn)是v而v = v的話，由于所有的邊長(zhǎng)為非負(fù)，則這種道路的長(zhǎng)不會(huì)比d(v)小。如果只要求從v到v的最短路徑，z編制程序時(shí)，可安排停機(jī)，一般會(huì)縮短時(shí)間，或者│P │=N1，這時(shí)，求得從v到每一點(diǎn)的最短道路長(zhǎng)。選點(diǎn)v的T標(biāo)號(hào)d(v)與d(v)+l中最小者作為v的新的T標(biāo)號(hào)。(2)在所有T標(biāo)號(hào)中取距離最小者，譬如說(shuō)是d(v) =l，則點(diǎn)v的T標(biāo)號(hào)改為P標(biāo)號(hào)。若尋求從始點(diǎn)到每一點(diǎn)的最短路徑，則最多經(jīng)過(guò)N1