【正文】 。用戶使用 GPS 接收機在某一時刻同時接收三顆以上的 GPS 衛(wèi)星信號，測量出測站點 (接收機天線中心 )至三顆以上 GPS 衛(wèi)星的距離并解算出該時刻 GPS 衛(wèi)星的空間坐標(biāo)，據(jù)此利用距離交會法解算出測站點的位置 [[6]。 GPS 原理 GPS 衛(wèi)星是利用測距交會的原理確定點位的。地面監(jiān)控系統(tǒng)示意圖如下圖所示： 圖 GPS 地面監(jiān)控系統(tǒng) GPS 信號接收機 :GPS 信號接收機就是用戶接收設(shè)備，它處理由衛(wèi)星發(fā)射來的 L 波段信號以確定用戶的 PVT(位置、速度和時間 )。 3 個注入站分別設(shè)在南大西洋的阿松森群島，印度洋的迪戈加西亞島和南太平洋的卡瓦加蘭島。監(jiān)測站是一個數(shù)據(jù)自動采集中心，監(jiān)測站包含雙（ L1/L2）GPS 接收機，接收機天線的相對位置是精確已知的。主控站還負責(zé)調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，使之沿預(yù)定的軌道運行，必要時啟用備用衛(wèi)星代替失效的工作衛(wèi)星。 地面監(jiān)控系統(tǒng)：主要由分布在全球的 1 個地面主控站， 5 個地面監(jiān)測站， 3 個信息注入站組成。位于地平線以上的衛(wèi)星顆數(shù)隨著時間和地點的不同而不同，最少可見到 4 顆，最多可見到 11顆。當(dāng)?shù)厍驅(qū)阈亲赞D(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。 24 顆衛(wèi)星均勻分布在 6 個軌道平面內(nèi)，每個軌道四顆衛(wèi)星，軌道傾角為 55 度，各個軌道平面之間相距 60 度。 — GPS 信號接收機。 GPS 組成 GPS 系統(tǒng)包括三大部分 [5]： — GPS 衛(wèi)星星座。它實質(zhì)上是一種無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，但因它吸取了現(xiàn)代最新科技成果，不但為載體導(dǎo)航和定位提供了最有效的手段，同時還具有精確授時功能 [4]。 GPS 可在全球范圍內(nèi)、全天候、實時地為各類用戶提供高精度的三維位置（經(jīng)度、緯度、高度），三維速度和時間信息。 GPS 相關(guān)技術(shù) [29] GPS 概述 GPS（ Global Positioning System），中文譯為 “全球定位系統(tǒng) ”。 PC 機用戶部分采用的是 C編寫的界面，通過自動調(diào)用百度地圖的 API 函數(shù)，實時顯示移動對象的位置信息，這樣設(shè)計者可以在電腦上方便的監(jiān)控 獲取 移動對象的位置。 GPS 定位使用的是 ET662 模塊，而 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸部分的核心部件 GPRS 模塊采用了 Siim公司 SIM900A 模塊， MCU 則使用美國 TI 公司低功耗 MPS430 單片機?！笆晃濉逼陂g，GPS 在航空、海路、鐵路、建筑、電信、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用都會有很大的發(fā)展空間。中國投資咨詢網(wǎng)《 2021 年中國 GPS 導(dǎo)航市場分析及投資咨詢報 告》稱，截至 2021 年底，中國安裝車載導(dǎo)航設(shè)備的車輛不足 10 萬輛，普及率不到 1%。從行業(yè)整體情況看，導(dǎo)航功能、相關(guān)增值服務(wù)正逐漸成為新的市場增長點，售后保障服務(wù)也更加規(guī)范，市場呈現(xiàn)良性發(fā)展趨勢。 2）時間服務(wù) ① .系統(tǒng)同步：如 CDMA 通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng) ② .授時：準(zhǔn)確時間的授入、準(zhǔn)確頻率的授入 2021 年，中國 GPS 市場發(fā)展迅速，無論是車載產(chǎn)品還是便攜式產(chǎn)品，銷量均較 2021 年有明顯上升。 ③ .測量：主要用于測量時間、速度、及大地測繪，如水下地形測量、地殼形變測量，大壩和大型建筑物變形監(jiān)測及浮動車數(shù)據(jù)，利用 GPS 定期記錄車輛的位置和速度信息。 GPS 的應(yīng)用都是基于兩個基本服務(wù) 1）空間位置服務(wù) ① .定位：如汽車防盜、地面車輛跟蹤和緊 急救生。 1988 年又進行了最后一次修改：21 顆工作星和 3 顆備用星工作在互成 30 度的 6 條軌道上。由于預(yù)算壓縮， GPS 計劃不得不減少衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量，改為將 18 顆衛(wèi)星分布在互成 60度的 6 個軌道上。每個軌道上有8 顆衛(wèi)星，地球上任何一點均能觀測到 6 至 9 顆衛(wèi)星。 MSP430 目 錄 1 引 言 1 2 概 述 2 軌跡記錄系統(tǒng)概述 2 系統(tǒng)設(shè)計方案思路 2 研究方向及相關(guān)技術(shù) 2 研究方向 2 GPS 相關(guān)技術(shù) 2 GPRS 相關(guān)技術(shù) 4 上位機軟件相關(guān)技術(shù) 6 主要技術(shù)指標(biāo) 6 3 系統(tǒng)總體設(shè)計 7 總體結(jié)構(gòu)框圖 7 芯片的選擇 7 GPS 模塊： ET662 7 單片機模塊 :MSP430F196 7 數(shù)據(jù)傳輸 模塊： SIM900A 7 其他說明 8 4 硬件電路設(shè)計 8 單片機電路設(shè)計 8 MSP430 單片機介紹 8 外圍電路 9 GPS 模塊電路設(shè)計 11 模塊介紹 11 模塊外圍電路 13 GPRS 模塊電路設(shè)計 14 GPRS 模塊介紹 14 GPRS 模塊外圍電路 15 5 軟件設(shè)計 18 軟件總述 18 單片機 MPS430 軟件設(shè)計 18 單片機讀取 GPS 數(shù)據(jù) 18 單片機發(fā)送 GPS 數(shù)據(jù) 19 GPS 軟件設(shè)計 19 GPRS 軟件設(shè)計 19 PC 機軟件設(shè)計 19 數(shù)據(jù)的標(biāo)注 19 數(shù)據(jù)的存儲 19 數(shù)據(jù)的調(diào)用 19 6 系統(tǒng)的總體組裝與調(diào)試 21 系統(tǒng)組裝 21 實測 22 7 結(jié)束語 24 致謝 錯誤 !未定義書簽。 GPS。軟件部分則是包含了 MSP430 單片機控制 GPS 和 GPRS 模塊的程序，以及用 C編寫的控制 百度地圖 ,數(shù)據(jù)庫 的程序。 本文完成基于 GPS 和 GPRS 軌跡記錄 系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序的設(shè)計。在整個硬件系統(tǒng)中 MSP430 單片機作為系統(tǒng)的主控制芯片，接受 由 GPS 模塊采集到的位置信息并對 GPRS 模塊進行控制，將坐標(biāo)信息通過 GPRS 模塊發(fā)到 Inter 上的監(jiān)控電腦主機。摘 要 論文研究的 GPS 定位系統(tǒng)主要分為 四 大 部分： GPS定位 ， 單片機 MPS430， GPRS 傳輸及 PC 機用戶界面部分。 GPS 定位 使用的是 ET662模塊 ，而 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸 部分 的核心部件 GPRS 模塊 采用了 Siim 公司 SIM900A 模塊， MCU 則使用美國 TI公司低功耗 MPS430 單片機。 PC 機用戶部分采 用的是 C編寫的界面，通過自動調(diào)用 百度地圖的 API 函數(shù)，實時顯示 移動對象的 位置信息，這樣 設(shè)計者 可以在電腦上方便的監(jiān)控 移動對象 的位置。 硬件部分主要包括 GPS 模塊、 GPRS 模塊和單片機的外圍電路設(shè)計， PCB 電路板設(shè)計制作。 關(guān)鍵詞： PC機用戶界面 ； GPS； GPRS； MPS430 ABSTRACT The GPS positioning system of this paper can be divided into four parts: the first part is the system of GPS positioning, the second part is the GPRS transmission and the third part is the software on monitor PC， the fouth part is signal microcontroller MSP430. The vehicle position monitoring system of this paper can be divided into three parts: the first part is the system of GPS positioning, the second part is the GPRS transmission and the third part is the software on monitor PC. the GPS positioning uses the ET662 module, and the GPRS module uses SIM900A which es from Sim Company. This paper chooses TI’s ultralow power consumption mixed signal microcontroller MSP430 as the MCU. In the hardware system, The MSP430 microcontroller works as the main control module gets the information of Moving objects position and sends it to the MSP430 microcontroller. Then MSP430 takes control of GPRS module and sends the information to monitor PC which is online. The software on monitor PC is written by C, and will automatic calls baidu map API functions to take control of baidu map. The position information of Moving objects will be displayed on puter. So that users can monitor the Moving objects easily. Key word: software on monitor PC。 GPRS。 參考文獻 25 附錄 26 1 原理圖 26 2 源程序 28 1 引 言 [3] GPS 系統(tǒng)的前身是美軍研制的一種子午儀衛(wèi)星定位系統(tǒng)（ Transit）， 最初的 GPS 計劃在聯(lián)合計劃局的領(lǐng)導(dǎo)下誕生了，該方案將 24 顆衛(wèi)星放置在互成 120 度的三個軌道上。這樣，粗碼精度可達 100m，精碼精度為 10m。然而這一方案使得衛(wèi)星可靠性得不到保障。這也是現(xiàn)在 GPS 衛(wèi)星所使用的工作方式。 ② .導(dǎo)航：如船舶遠洋導(dǎo)航和進港引水、飛機航路引導(dǎo)和進場降落、 智能交通、汽車自主導(dǎo)航及導(dǎo)彈制導(dǎo)。從而計算道路的擁堵情況。另外， GPS 產(chǎn)品價格在 2021 年出現(xiàn)明顯下降，許多知名品牌也紛紛加大對低端市場的重視程度。 隨著汽車、手機等高檔消費品的普及，中國正在成為全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)（ GPS）產(chǎn)業(yè)增長最快的市場之一。隨著中國市場的高速發(fā)展及新品牌的層出不窮，預(yù)計 GPS 產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在 2021 年可接近 10 億元。 2 概 述 軌跡記錄系統(tǒng)概述 論文研究的 GPS 定位系統(tǒng)主要分為三大部分： GPS 定位， GPRS 傳輸及 PC 機用戶界面部分。在整個硬件系統(tǒng)中MSP430 單片機作為系統(tǒng)的主控制芯片，接受由 GPS 模塊采集到的位置信息并對 GPRS 模塊進行控制，將坐標(biāo)信息通過 GPRS 模塊發(fā)到 Inter 上的監(jiān)控電腦主機。 系統(tǒng) 設(shè)計方案思路 實際設(shè)計的主要思路是 ： 首先是硬件電路的設(shè)計制作：將 GPS 定位、 GPRS 通信模塊、 MPS430 單片機、電源模塊集成到一個系統(tǒng)板中； 然后是 軟件方面的設(shè)計制作： 1． 通過 GPS 模塊獲取移動物體的位置信息， 并將數(shù)據(jù)發(fā)送給 單片機， 用單片機解析 GPS 定位數(shù)據(jù)（因為 GPS 數(shù)據(jù)是一大串的，要提取里邊有用的）； GPRS 無線通信方式發(fā)送到指定的電腦終端（每臺電腦都有一個特定的 WEB 端口，將這個端口的信息寫入程序中，就可以實現(xiàn)信息的定點傳遞）； ，將上位機軟件從計算機 WEB 端口讀取的數(shù)據(jù)處理后存儲到數(shù)據(jù)庫中； ，需要制作一 個上位機軟件界面來調(diào)用百度地圖 標(biāo)注 GPS 定位 信息，顯示移動對象的運動軌跡，并可以對某時刻的位置信息進行查詢 ； 研究 方向 及相關(guān)技術(shù) 研究方向 設(shè)計一種 GPS 軌跡記錄儀器，要求測量經(jīng)緯度坐標(biāo)，能與地圖連接，實時在地圖上顯示位置，并記錄運動軌跡，也可以根據(jù)需要查詢某時間點的位置。是美國從 20 世紀(jì) 70 年代開始研制，耗資 300 億美元，于 1994 年全面建成，是具有對海上、陸地、空中進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 GPS 是導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一項重大革命。 GPS 初期只對軍用領(lǐng)域開放，克林頓政府時期開始向民用領(lǐng)域開放，此后展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景，在大地測量、地質(zhì)勘探、車輛導(dǎo)航定位和人員定位等領(lǐng)域都 表現(xiàn)出了極大地應(yīng)用價值。 — 地面監(jiān)控系統(tǒng)。 圖 GPS 星座圖 GPS 衛(wèi)星星座：由 24 顆衛(wèi)星組成，其中包含 21 顆工作衛(wèi)星， 3 顆備用衛(wèi)星。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(yīng)衛(wèi)星超前 30 度。對于地面用戶來說，每天將提前 4 分鐘見到一顆 GPS 衛(wèi)星。 GPS 衛(wèi)星星座示意圖如圖 所示。主控站是地面監(jiān)控部分的中心，它位于美國科羅拉多州的 Falcon 空軍基地，主控站除 負責(zé)管理和協(xié)調(diào)整個地面監(jiān)控系統(tǒng)的工作外，其主要任務(wù)是根據(jù)本站和其他監(jiān)測站的所有跟蹤觀