【正文】 定位原理主要有絕對(duì)定位原理和相對(duì)定位原理兩種，下面將分別進(jìn)行介紹。天線單元的主要作用是 :當(dāng) GPS 衛(wèi)星從地平線上升起時(shí)，能捕獲、跟蹤衛(wèi)星，接收放大 GPS信號(hào)。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，硬、軟件的不斷完善 ，應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開拓，目前已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各種部門，并己經(jīng)逐步深入人們的日常生活。這種注入對(duì)每顆 GPS 衛(wèi)星每天進(jìn)行一次，并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進(jìn)行最后的注入。衛(wèi)星的全部觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算每顆 GPS 衛(wèi)星的軌道和衛(wèi)星上行注入站也設(shè)在范登堡空軍基地。它對(duì)地面監(jiān)控部實(shí)行全面控制。監(jiān)控站的主要任務(wù)是取得衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)傳送至主控站 。 地面監(jiān)控部分包括四個(gè)監(jiān)控站、一個(gè)上行注入站和一個(gè)主控站。 21+3 第 8 頁(yè) 共 81 頁(yè) 顆衛(wèi)星均為近圓形軌道，運(yùn)行周期約為 11 小時(shí) 58 分，分布在六個(gè)軌道面上 (每軌道面四顆 )，軌道角為 55 度。和子午儀系統(tǒng)一樣，全球定位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)三大部分組成。經(jīng)近 10 年我國(guó)測(cè)繪等部門的使用表明， GPS 以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著 特點(diǎn)，贏得廣大測(cè)繪工作者的信賴，并成功地應(yīng)用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、工程變形監(jiān)測(cè)、資源勘察、動(dòng)力學(xué)等多種學(xué)科，從而給測(cè)繪領(lǐng)域帶來一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命 [7]。 C 至 +60176。信標(biāo)機(jī)傳輸?shù)男畔⒅饕校? 第 7 頁(yè) 共 81 頁(yè) （ 1） GPS 定位經(jīng)緯度信息； （ 2） GSM 基站輔助定位信息； （ 3） GSM 信號(hào)強(qiáng)度； 這些信息是通過手機(jī)短信的形式發(fā)送到指定手機(jī)上的。下圖 為系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖。下圖 是 信息監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)的示意圖。系統(tǒng)的組成除了 信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 外還包括 GPS 衛(wèi)星、 GSM 網(wǎng)絡(luò)基站及指定手機(jī)。 2 信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體方案及相 關(guān)知識(shí) 信息監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)組成及功能 信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 有兩種定位方法： GPS 衛(wèi)星定位和 GSM 網(wǎng)絡(luò)基站定位。 第六章：信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的防護(hù)措施 。首先對(duì)硬件電路的電源模塊電路、 GPS 模塊電路、 GSM 模塊電路以及單片機(jī)控制模塊電路做詳細(xì)說明，然后詳細(xì)介紹軟件的整體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵流程等。 第二章 ： 詳細(xì)介紹 信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 總體組成、功能和本課題所涉及到的相關(guān)技術(shù)和原理 。 論文 框架及章節(jié)安排 第一章 ： 緒論 。主要 主要工作 內(nèi)容 有： GPS 技術(shù)的發(fā)展 與應(yīng)用 ； GSM/GPRS 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 ； MSP430 單片機(jī) 的工作電路 設(shè)計(jì) ； NEO5Q GPS 模塊 的工作電路設(shè)計(jì) ； SIM900 模塊的 工作電路的設(shè)計(jì) ； PCB 板，并且焊接實(shí)物。 錯(cuò)誤！鏈接無(wú)效。 GPS 模塊將接收到的位置信息傳送到 MSP430 單片機(jī)， MSP430 單片機(jī)將處理過的位置信息傳送至 GSM 模塊。 GPS 的定位精度范圍已從 10m 級(jí)達(dá)到 mm 級(jí)。 GPS 業(yè)界流行這樣一句話，“ GPS 的應(yīng)用只受到人們想象力的限制”。 另外，前蘇聯(lián)也發(fā)展了自己的全球定位系統(tǒng)： Glonass，同樣也免費(fèi)向民用市場(chǎng)開放使用；國(guó)際通信協(xié)會(huì)也有類似 GPS 的系統(tǒng)。 1996 年 2 月 29 日，美國(guó)政府正式宣布將 GPS 開放為軍民兩用系統(tǒng)，但仍實(shí)行 SA（可用性選擇）政策，故意劣化定位精度，使民用用戶的應(yīng)用受到限制。隨著 1993 年 GPS 太空衛(wèi)星網(wǎng)的完全建成，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。 GPS 全球定位系統(tǒng)是一項(xiàng)工程浩繁、耗資巨大的工程，被稱為繼阿波羅飛船登月、航天飛機(jī)之后的第三大空間工程 [5]。“伽利略”衛(wèi)星定位系統(tǒng)作為未來交通管理和測(cè)量系統(tǒng)的核心部分，將是降低有關(guān)成本 、產(chǎn)生宏觀經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。預(yù)計(jì)到 2020 年，“伽利略”計(jì)劃的經(jīng)濟(jì)收益將達(dá) 740 億歐元。歐盟的一項(xiàng)研究結(jié)果估計(jì)，發(fā)展“伽利略”衛(wèi)星定位及導(dǎo)航技術(shù)僅在歐洲就可創(chuàng)造約 14 萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位，每年創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)收益將高達(dá) 90 億歐元 [4]。美國(guó)聯(lián)邦航空局預(yù)計(jì)，隨著衛(wèi)星定位及導(dǎo)航應(yīng)用的日漸廣 泛，該行業(yè)的銷售規(guī)模在未來兩到三年中還將再翻一番。每顆衛(wèi)星距地面約 萬(wàn)公里。 目前美國(guó)擁有的 GPS 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在技術(shù)上遙遙領(lǐng)先。由于巨大的市場(chǎng)潛力和不可估量的發(fā)展前景 ，日本和西方各大公司都參與這場(chǎng)高科技角逐。國(guó)外對(duì)此的研究，己經(jīng)開展了三、四十年，美國(guó)，日本和歐洲等國(guó)都為此投入了大量的資金、人力和物力，取得了很多有價(jià)值的成果。 國(guó)內(nèi)外 研究 現(xiàn)狀與發(fā)展 趨勢(shì) 目前，國(guó)內(nèi)基于 “ 北斗一號(hào) ” 系統(tǒng)的 “ 北斗運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái) ” 己經(jīng)開通，標(biāo)志著我國(guó)北斗大規(guī)模應(yīng)用進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段，是我們國(guó)家自主建設(shè)的第一個(gè)區(qū)域性衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它將在我國(guó)的公路交通、鐵路運(yùn)輸、航空航 天、海上作業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮積極作用，并進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)內(nèi) GPS 產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，對(duì)我國(guó)的國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重大意義 [3]。 課題的來源、研究目的和意義 本課題來源于某科研項(xiàng)目，其主要功能就是在箭載可回收產(chǎn)品上安裝遠(yuǎn)程信息監(jiān)測(cè)裝置，在箭載可回收產(chǎn)品硬著陸的過程中和著陸后的一定時(shí)間內(nèi)， 遠(yuǎn)程信息監(jiān)測(cè)裝置保持工作狀態(tài)，將可回收產(chǎn)品所在位置的定位信息發(fā)送給一個(gè)指定的手機(jī)，這些定位信息是通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)的 SMS 服務(wù)平臺(tái)以短消息的形式進(jìn)行傳送的。 GPS 和 GSM 的聯(lián)合定位早在 2020 年的歐洲，就已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，隨著國(guó)內(nèi)的快速發(fā)展， GPS 和 GSM 的聯(lián)合定位的需求也呈現(xiàn)快速的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。 第 2 頁(yè) 共 81 頁(yè) 隨著 GPS 全球定位技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，通信鏈路的建立、數(shù)據(jù)信息的傳輸顯然已經(jīng)成為實(shí)際應(yīng)用中尤為突出的問題了。 GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng) (Global System for Mobile Communications)是我國(guó)國(guó)內(nèi)目前發(fā)展最成熟和 市場(chǎng)占有量最大的一種數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，基于 GSM 系統(tǒng)用戶的龐大人群，其新業(yè)務(wù)、新功能也是層出不窮 [2]。它由三部分組成，包括廣播信號(hào)的衛(wèi)星組成的空間部分、控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的控制部分和各種類型的 GPS 接收機(jī)組成的用戶部分。 全球定位系統(tǒng)（ Global Positioning System），全稱是衛(wèi)星授時(shí)測(cè)距導(dǎo)航（ Nqvigation Satellite Timing and Ranging）， GPS 系統(tǒng)是一個(gè)基于衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的全天候、被動(dòng)式無(wú)線電導(dǎo)航、定位、授時(shí)系統(tǒng) [1]。然而箭載的各種可回收產(chǎn)品，在硬著陸的過程中，由于各種因素其著陸地是和預(yù)計(jì)的著陸地點(diǎn)還有著很大的差距的，這時(shí)候，我們就需要一種 信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 來確定這些可回收產(chǎn)品的確切位置，來實(shí)現(xiàn)回 收數(shù)據(jù)的目的。箭載航天可以說是人類探索浩瀚宇宙和獲取豐富的太空資源必不可少的科技領(lǐng)域。 第 1 頁(yè) 共 81 頁(yè) 1 緒論 課題的研究背景 眾所周知，航天領(lǐng)域的快速發(fā)展，給人類的生活帶來了很大的變化和益處，其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，不論是科技、經(jīng)濟(jì)還是對(duì)未來的展望都使人們有了全新的認(rèn)識(shí)。 針對(duì) 信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的防護(hù)問題， 首先 從芯片選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上來考慮， 然后 描述了防護(hù)過程中一些需要注意的問題 。其中的 GPS 模塊用來接收 GPS 經(jīng)緯度信息， GSM 模塊通過 AT 命令發(fā)送短消息和查詢 GSM 基站定位信息，兩個(gè)模塊通過單片機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)串口之間的通信。 首先介紹了國(guó)內(nèi)外定位的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，并簡(jiǎn)單介紹了 GPS 定位 知識(shí) 和 GSM相關(guān)知識(shí) ，然后給出了基于 GPS 定位和 GSM 基站定位兩種方法的 信息監(jiān)測(cè)系 統(tǒng) 的系統(tǒng)組成和 性能指標(biāo) 。 基于 GPS+GSM 綜合模塊的傳感器信息遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著 GSM 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和 GPS 技術(shù)之間的聯(lián)系越來越緊密， GSM 系統(tǒng)短消息業(yè)務(wù)快速地成為了 GPS 定位系統(tǒng)應(yīng)用中一種全新的通信鏈路建立、數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)耐緩?。針?duì)箭載可回收產(chǎn)品搜尋難的問題， 信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 通過 GPS 定位和 GSM 基站定位得到確切的經(jīng)緯度信息和基站信息，然后將這些信息以 GSM 短消息的形式發(fā)送出去。 對(duì) 信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的硬件電路部分的各個(gè)模塊做了詳細(xì)的說明，包括電源模塊電路、GPS 模塊電路、 GSM 模塊電路以及單片機(jī)控制模塊電路的設(shè)計(jì)。另外，通過對(duì)看門狗程序、串口通信程序、GPS 數(shù)據(jù)提取程序以及 GSM 短消息發(fā)送程序等的編寫完成了 信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)流程，然后詳細(xì)介紹了對(duì) 信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 關(guān)鍵部分的調(diào)試，包括 AT 命令串口通信調(diào)試、天線調(diào)試、整體功能調(diào)試 。 關(guān)鍵詞 ： GPS， GSM，定位，基站，短消息 The designe Of Position Searching Device based on GPS and GSM short message Abstract With increasingly close ties between the GSM work and GPS technology, the short message service of GSM system quickly became a new channels of establish munication link and data transmission in the application of the GPS positioning system. In order to solve the problem that the recyclable products is difficult to find,the Information Monitoring System Through GPS positioning and GSM base station location to get the exact latitude and longitude information and base station information, and then the information will be sent in the form of GSM short message . This paper describes the develop status and trends of domestic and international positioning first, and introduces the knowledge of GPS positioning and the knowledge of GSM, and then gives the ponents and the performance indicators of the monitoring system based on two methods of GPS positioning and GSM base stations positioning. In this paper, there ie a detailed description of parts of the module of the hardware, Including the power module circuit, GPS module circuit, GSM module circuit and microcontroller control module. One of the GPS module for receiving GPS latitude and longitude information, GSM module to send short messages via AT mands and queries GSM base station location information, the control of two modules to achieve through the microcontroller serial munication. In addition, by the watchdog program, serial munication program, GPS data extraction procedures and the GSM short message sending procedures for the preparation of the positioning device to plete the overall design process, and then details the key part of the positioning device debugging, includingthe AT mand port Communications testing, antenna testing, missioning. Protection against the problem of monitoring system, the paper first choice and design from the chip up to consider, then describes the process of protection issues that need attention. Keywords: GPS,GSM, Location