【正文】 框圖 GPS信號接受器選擇世面現在上已經有許多基于GPS接收模塊所開發(fā)的產品，有GPS手持機、車載GPS導航儀等，雖然功能強大，例如車載GPS導航儀都帶大比例尺地圖，但價格都比較昂貴，且對于普通應用有些功能沒有必要。 GPS 接收機的基本工作原理 GPS接收機[1]由天線、接收機、處理器、控制顯示單元、電源組成。采用偽距觀測量定位速度最快，而采用載波相位觀測量定位精度最高。如下圖所示：氣象傳感器編算注入導航電文觀測星歷與時鐘接收機原子鐘 數據處理機調制解調器氣象傳感器數據處理器調制解調器功率放大器指令發(fā)生器數據存儲器和外部設備 GPS衛(wèi)星 GPS衛(wèi)星 L1 L2s波段 監(jiān)測站 主控站 注入站 圖21 GPS地面監(jiān)控系統(tǒng)框圖 GPS系統(tǒng)定位原理GPS系統(tǒng)采用高軌測距體制[3]，以觀測站至GPS衛(wèi)星之間的距離作為基本觀測量。GPS的用戶設備主要由接收機硬件和處理軟件組成。用戶設備部分[1]主要由GPS接收機和衛(wèi)星天線組成。衛(wèi)星以12小時的周期繞地球飛行，這樣使得在任意時刻，在地球上任意一點都可以同時接收到6顆以上GPS衛(wèi)星的定位信息。 空間部分—GPS衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。整個GPS的地面監(jiān)控部分，除主控站外均無人值守。 注入站將主控站計算的衛(wèi)星星歷及時鐘修正參數等注入衛(wèi)星。原于鐘提供時間標準，而環(huán)境傳感器收集有關當地的氣象數據。站內設有雙頻GPS接收機、高精度原子鐘、計算機各一臺和若干臺環(huán)境數據傳感器。主控站提供全球定位系統(tǒng)的時間基準，從各個監(jiān)控站收集衛(wèi)星數據，計算出衛(wèi)星的星歷和時鐘修正參數等，并通過注入站注入衛(wèi)星，向衛(wèi)星發(fā)布指令從而控制衛(wèi)星，當衛(wèi)星出現故障時，啟用備用衛(wèi)星以代替失效的工作衛(wèi)星。地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng)由美國軍方維護和運行，主要是保證衛(wèi)星正常工作及其發(fā)送的信號準確無誤。它是在子午儀衛(wèi)星導航系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的，GPS能提供全天候、連續(xù)、實時高精度導航參數，實現三維定位，并可提供精確的時間信息。陸地 GPS 導航定位產品將成為發(fā)展最快的領域。單頻測地型接收機和導航接收機 OEM 板產業(yè)將擴散到世界各地，雖是低檔次的 GPS 產品，但用途廣、用戶多、市場大。衛(wèi)星系統(tǒng)的更新與多個衛(wèi)星定位系統(tǒng)共存將明顯改善衛(wèi)星導航定位的精度和可靠性。有鑒于衛(wèi)星導航技術在民用和軍事領域的重要意義，使其得到了許多國家的關注。衛(wèi)星導航技術[2]的飛速發(fā)展已逐漸取代了無線電導航、天文導航等傳統(tǒng)導航技術，而成為一種普遍采用的導航定位技術，并在精度、實時性、全天候等方面取得了長足進步。截止到1993年，分布在6個軌道平面內的（21＋3）顆衛(wèi)星組成的GPS空間星座已經建成，今后將根據計劃更換失效的衛(wèi)星[2]。1973年美國國防部制定了GPS計劃。由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數目較小（56顆），運行高度較低（平均1000KM），從地面站觀測到衛(wèi)星的時間隔較長（），因而它無法提供連續(xù)的實時三維導航，而且精度較低。 隨著GPS應用的不斷普及，目前已被廣泛應用于各行各業(yè)。該系統(tǒng)于1994年正式投入使用，最早用于美國軍方，后期才延伸到民用，它能為地球上的使用者提供定位、導航和定時服務。GPS定位儀的設計制做畢業(yè)論文目 錄1 引言 32 GPS信號接收系統(tǒng)設計 5 GPS導航系統(tǒng)簡介 5 GPS系統(tǒng)定位原理 7 GPS 接收機的基本工作原理 7 GPS信號接受器選擇 83 單片機控制系統(tǒng)設計 9 AT89S52單片機原理 9 12 12 12 13 單片機的最小系統(tǒng) 144 導航信息顯示系統(tǒng)設計 16 12864液晶顯示模塊 16 概述 16 基本特性 16 16 12864點陣液晶顯示模塊引腳與單片機聯接 175 總體方案的設計 18 18 硬件組成部分 18 19 20 21 21 GPS信息接收流程 22 LCD顯示程序 22 軟件總體設計 236 系統(tǒng)調試與實驗結果 25 硬件調試 25 軟件調試 25結 論 26參考文獻 27致 謝 28 1 引言GPS（Globe Positionfinding System，全球導航定位系統(tǒng)[1]）主要有定位、導航、授時等功能。美國從20世紀60年代提出方案，從70年代開始研制，歷時20多年，于1993年全面建成的軍用衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是美國擁有的一套高科技設施，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的系統(tǒng)。對遠海航行、地質勘探、交通運輸等部門起到很大的作用。最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國的子午儀系統(tǒng)（Transit），1958年研制，64年正式投入使用。為滿足軍事部門和民用部門對連續(xù)實時和三維導航的迫切要求。從20世紀60年代開始，美軍就不斷地試驗并改進以衛(wèi)星為基礎的無線電導航系統(tǒng)，從最早的TRANSIT，到NAVSTAR, 一步一步地把GPS系統(tǒng)進行完善并降低了接收系統(tǒng)成本。GPS系統(tǒng)擁有如下多種優(yōu)點：全天候，不受任何天氣的影響；全球覆蓋（高達98%）；三維定速定時高精度；快速、省時、高效率；應用廣泛、多功能；可移動定位；不同于雙星定位系統(tǒng)，使用過程中接收機不需要發(fā)出任何信號增加了隱蔽性，提高了其軍事應用效能。現在不僅應用于物理勘探、電離層測量和航天器導航等諸多民用領域，在軍事領域更是取得了廣泛的應用在彈道導彈、野戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、精確彈道測量以及軍用地圖快速測繪等領域均大量采用了衛(wèi)星導航定位技術。利用 GPS 信息接收模塊、單片機 AT89s5液晶顯示屏 TG12864E 以及自己設計的外接電路接口，完成一臺液晶顯示的手持式 GPS 定位設備，并能依次顯示實時時間及所在地的經緯度。雙頻高精度測地型接收機將繼續(xù)高度壟斷在幾個技術領先的 GPS 廠家手中，美國將繼續(xù)保持其絕對優(yōu)勢。美國把 GPS 單頻 OEM 板的生產技術轉讓出口，因而推動了世界各地企業(yè)投資 GPS OEM 的生產。 2 GPS信號接收系統(tǒng)設計 GPS導航系統(tǒng)簡介 全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System 簡稱GPS)是美國第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)[3]包括三大部分：地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng)，空間部分—GPS衛(wèi)星星座，用戶設備部分—GPS信號接收機。地面控制部分包括位于美國科羅拉多的主控制站跟分布在全球范圍的五個衛(wèi)星監(jiān)測站和三個注入站。監(jiān)控站負責跟蹤GPS衛(wèi)星，不斷的上傳最新的導航數據，并且保持衛(wèi)星