【正文】 目 錄 1， 緒論 GPS 系統(tǒng)簡介 …………………………… …………… ...1 研究背景和前景分析 ……………… ………………… ...2 2， 設計說明 設計原則 …………………… ……………………… .… ...4 設計依據 ……………………………………… ……… ......4 目標產品介紹 …………………………… ………… …… ..4 總體設計方案 …… …………………… ……… .……… ..5 主要內容 … ……………………………… …………… ...7 3， GPS 全球定位系統(tǒng) GPS 系統(tǒng)的組成 ………………… …… …… .……… .… .8 空間星座部分 ……… ……………… ……………… ..… ..8 地面監(jiān)控部分 …… ……………… ……………… … ..… .8 用戶設備部分 … …………………… …………… … ..… .8 GPS 定 位的基本原理 ………………… ………… ..… .… 9 4， 信號接收子系統(tǒng) GPS 信號結構 ……………… ……………… …… .… ...11 GPS 的信號結構 ……………………… ………… ..… .11 導航電文 ……………………………… …… ...……… .11 GPS 接收模塊 … …………………………… …… ..… ..13 GPS 接收模塊的輸出數據格式 ………… … ..…… … 15 GPS 的誤差源 … …………………………… ……… ....17 與 GPS 衛(wèi)星有關的誤差 ……… ………… ……… …… ..17 與衛(wèi)星信號傳播有關的誤差 ……………… …… …….... 17 與接收機有關的誤差 ……… ……………… ……… .… ...18 5， 車輛定位導航中的卡爾曼濾波算法 卡爾曼濾波的基本思想及其 應用領域 …… .… … ..… .19 GPS 動態(tài)定位中卡爾曼濾波模型的建立 … ………… ..20 卡爾曼濾波模型的 MATLAB 仿真分析 … … ....… .24 6， 硬件系統(tǒng)設計 ………………………… …………………………… … ..29 7， 基于 DSP 的數據處理平臺 . TMS320VC5402 數字信號處理器簡介 …… …… … .36 DSP 芯片的特點 ……… ……… .… ……………… .… 36 DSP 芯片的分類 …… ………………… ……… ..…… 38 DSP 芯片的應用 … ……………… ...… ………… … ..38 軟件設計思路 ………… …………… ……………… ..39 軟件 設計流程圖 ……… …………… ……… … ..… ..39 DSP 工作流程總圖 ……………………………… .… 39 接收 GPS 數據流程圖 ……………………………… 40 DSP 與 ARM 通信模塊流程圖 ……………………… ..41 程序源代碼 ……… …………… .… ………………… … 41 8， 基于 ARM7 的主控平臺 平臺部件介紹 ………………………… ………… .… ...42 ARM7 S3C44B0X 簡介 ………… … … ………… ..… ..42 嵌入式操作系統(tǒng) UC/OS 簡介 ……… … … ..…… ..… 42 UC/GUI 簡介 …………………… ……… …………… ..44 UC/OS 的移植 ……………………… …… … … ..…… 44 移植的介紹 …………………………………………… 44 移植的內容 ………………………………………… ..45 UC/GUI 的移植 …………… … … ………… ..…… .… .52 應用程序 …………… …………………… … ..… ..… ..52 流程圖 ………… ……………… … .… ……………… ...52 程序代碼 ……………………… … …………… …… … ..53 結論 ………… ..……………………………………… ..……………… ..… … ..53 參考文獻 … ……… ..……………… ……………………… ..…… … … ...…… .54 致謝 ..........................................................................................................54 附錄 1 附錄 2 附錄 3 摘 要 車載 GPS 導航儀 在過去十年內已經成為汽車工業(yè)發(fā)展的焦點。在歐美國家和日本，車載 GPS 導航儀 在最近幾年內得以廣泛的應用。 它 的主要功能是通過 GPS 模塊從衛(wèi)星獲取 GPS 數據 ,將移動車輛的動態(tài)位置 (經度、緯度、速度 )等信息 精確 實時地 在地圖上顯示出來。 GPS 子系統(tǒng)用于接收 GPS 衛(wèi)星數據，數 據處理系統(tǒng)采用卡爾曼濾波算法對數據進行處理， 主控平臺主要負責與用戶進行信息交互，以便控制和管理整個車載導航系統(tǒng) 。主控平臺以 ARM 作為微處理器，嵌入式 UC/OS 作為操作系統(tǒng)， UCGUI 作為圖形用戶界面的開發(fā)環(huán)境。 關鍵詞 ： GPS,卡爾曼濾波技術， DSP， ARM7， UC/OS Abstract The car carry GPS navigater has already became the foucus of the automobile industry development in the past the western countries and Japan, the car carry GPS navigater has been used widely in the last few car carry GPS navigater is the high technology system that melt the world satellite fixed position technique(GPS) and builtin system main function is obtain the GPS data from the satellite by GPS mold piece, then display the dynamic state position(longitude, latitude and speed) of the vehicle on the electron whole thinking of this topic is to divide the carry car navigater system into three parts:The signal receive sub system, the data processing system and the main control GPS sub system is used to receive the GPS satellite data, the assignment of the data processing system is to carry out the kalamen filter, the main control roof is responsible for carrying on an information with customer to hand over with each other, in order to control and management the whole car carry navigation system. This design adoption kalman filter technique consumedly exaltation navigate accuracy,as the star signal is much weak sometimes, adoption the estimate estimate value of way, logarithms according to carry on smooth processing, since economical cost, again arrive get accurate stability of main control roof to use ARM as microprocessor, the builtin UC/OS Be an operate system, the UCGUI Be the development environment of the sketch customer whole system involve to of the key technique include:GPS,Carl the kalman filter,builtin technique,DSP, ARM,UC/OS,the data processing technique etc.. Key Words: GPS,kalman， DSP， ARM7， UC/OS， GUI 廣東 海洋大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 1 一 緒論 .. 系統(tǒng)簡介 全球定位系統(tǒng) (GlobalpositioningSystem一 Gps)是美國從本世紀 70 年代開始研制，歷時20 年，耗資 200 億美元，于 1994 年全面建成，能在海、陸、空實施全方位實時三維導航與定位的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。 1958 年 12 月，美國海軍和 JohnsHoPkins 大學物理實驗室為了 給北極核潛艇提供全球導航，開始研制一種衛(wèi)星導航系統(tǒng)，稱為美國海軍導航衛(wèi)星系統(tǒng)。 1959 年 9 月美國發(fā)射了第一顆試驗性衛(wèi)星，經過幾年實驗， 1964 年該系統(tǒng)建成并投入使用。雖然子午衛(wèi)星系統(tǒng)對導航定位技術的發(fā)展具有劃時代的意義，但由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數目較少 (只有 6 顆工作衛(wèi)星 )，運行高度較低 (平均約為 1000 公里 )，從地面站觀測到衛(wèi)星的時間間隔也比較長 (平均約為 小時 )，因而不能進行三維連續(xù)導航。為了滿足軍事及民用部門對連續(xù)實時三維導航的需求， 1973 年美國國防部開始研究建立新一代 1973 年美國國防部開始研究建立新一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)，即目前的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡稱為 GPS。 它的結構如下： GPS 整個發(fā)展計劃分為三個階段實施。 廣東 海洋大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 2 第二階段為系統(tǒng)的研制與試驗階段．從 1979 年到 1984 年，又陸續(xù)發(fā)射了 7 顆試驗衛(wèi)星。 第三階段為最后的工程發(fā)展與完成階段。這些工作衛(wèi)星稱為 BlockII 和BlockIIA 衛(wèi)星，與此同時，不僅研制了高精度導航型 接收機，還研制了能對衛(wèi)星載被信號進行相位測量的定位精度極高的接收機和采用相位差分的 GPS 載體姿態(tài)測量接收機，滿足了精密導航與制導等一系列軍事目的之要求。這一工程項目是美國政府繼阿波羅登月計劃和航天計劃之后的第三項龐大空間項目。同時，它在各種民用部門也獲得了成功的應用， 在大地測量、工程勘探、地形普查測量、地殼監(jiān)測等眾多領域展現(xiàn)了極其廣闊的應用前景。 GPS 將對人類活動產生極大的影響 。但這些技術都有較多的缺點，有些系統(tǒng)的導航誤差會隨時間而積累，不適合長時間的單獨導航，有些系統(tǒng)受地理位置或者天氣的限制較大，不能提供全球，全天候和實時的導航。 車載導航儀技術的靈活運用為現(xiàn)代交通的便利提供了廣泛和深入的幫助，該技術一 經問世，即顯示出強大的生命力和廣闊的應用前景，并產生了巨大的社會和經濟效益，成為 90 年代后整個世界新的經濟增長點之一。根據《 GPSWord》雜志刊登的美國工業(yè)發(fā)展研究機構的統(tǒng)計預測，在 2020 年，日本、北美和歐洲每年至少有 15002500 萬套產品售出，在20202020 年間，將 有 50％的汽車在出廠時，就已裝備了車載導航系統(tǒng)，在以后時間里該系統(tǒng)的普及率將會逐漸提高到 100％。隨著國內私人汽車的普及，車載導航系統(tǒng)將逐漸被人們所認識。前兩年讓消費者翹首等待的威馳車最大的亮點和賣點就是車載導航 系 廣東 海洋大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 3 統(tǒng)，這被視作在中國產的汽車上安裝車載導航系統(tǒng)的開端，也是豐田公司對中國車載導航系統(tǒng)市場的一次探路行動。武漢科學技術情報研究所預測 2020 年開始