【正文】 能指標(biāo)上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于同行業(yè)伙伴。GARMIN 公司總部座落在美國(guó)的 Kansas, 是目前世界上最大的導(dǎo)航型 GPS 生產(chǎn)的專業(yè)廠家。簡(jiǎn)易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4第二篇 元件選擇簡(jiǎn)易 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成：衛(wèi)星信息接收器、單片機(jī)控制器和顯示器件。在軟件方面，首先進(jìn)行了單片機(jī)的信息接收處理，給出了系統(tǒng)的軟件流程圖，然后對(duì)內(nèi)存中的信息存放地址進(jìn)行了分配，并對(duì)控制程序進(jìn)行了編制。第二節(jié) 本設(shè)計(jì)所做的工作本文討論了簡(jiǎn)易 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì), 提出了對(duì) GPS 全球定位系統(tǒng)定位信息的接收以及對(duì)各定位參數(shù)數(shù)據(jù)的提取方法。此設(shè)計(jì)主要是在了解掌握了 GPS 和單片機(jī)的理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，選用Atmel（愛(ài)特梅爾）公司的 AT89C52 提取 GPS 模塊的接收數(shù)據(jù)并由 6 位 LED 顯示器顯示接收數(shù)據(jù)。由于 GPS 具有全球覆蓋以及精度高、定位速度快、實(shí)時(shí)性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了極大的作用，已成為了信息時(shí)代不可以或缺的一部分。測(cè)速精度可達(dá) ，測(cè)時(shí)精度可達(dá)幾十毫秒。 全天候作業(yè)：使用 GPS 測(cè)量，不受時(shí)間限制，24 小時(shí)都可以工作，也不受起霧、刮風(fēng)、下雨下雪等氣候的影響。 可提供三維坐標(biāo)：經(jīng)典大地測(cè)量將平面與高程采用不同方法施測(cè)，而 GPS 可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，目前 GPS 水準(zhǔn)可達(dá)到四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度。 觀測(cè)時(shí)間短：由于 GPS 系統(tǒng)的不斷完善，軟件不斷更新，目前 20km 以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需 15～20 分鐘，快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在 15km 以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站只需觀測(cè) 1～2 分鐘，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，流動(dòng)站出發(fā)時(shí)觀測(cè) 1～2 分鐘，然后可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)僅需幾秒鐘。 定位精度高：通過(guò)很多應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS 相對(duì)定位精度在 50km 以內(nèi)可達(dá)106，100km～500km 可達(dá) 107，1000km 以上可達(dá) 108，在 3001500m 工程精密定位中，1 小時(shí)以上觀測(cè)的解算，其平面位置誤差小于 1mm。因其具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點(diǎn)，使其成為了迄今最好的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。同時(shí)，它的出現(xiàn)也導(dǎo)致了測(cè)繪行業(yè)一場(chǎng)深刻的技術(shù)變革。它具有海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力，是美國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其特點(diǎn)是全天候、高精度、應(yīng)用廣，是迄今最好的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。 第二章 本設(shè)計(jì)的目的和意義自從五七年第一顆人造衛(wèi)星上天，六十年代的人造衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，七十年代美國(guó)軍方開(kāi)始發(fā)展 GPS（Global Positioning System）衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，直至1995 年 4 月 27 日美國(guó)國(guó)防部宣布“GPS 系統(tǒng)已具備全部運(yùn)作能力” 。 用戶設(shè)備部分由 GPS 接收機(jī)硬件和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件以及微處理機(jī)及其終端設(shè)備組成。注入站的主要任務(wù)為：在主控站的控制下，把主控站傳來(lái)的各種數(shù)據(jù)和指令等正確并適時(shí)地注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)系統(tǒng)。5 個(gè)監(jiān)控站，其中 4 個(gè)簡(jiǎn)易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1與主控站、注入站重疊，另外一個(gè)設(shè)在夏威夷。地面監(jiān)控部分由 5 個(gè)地面站組成。每顆衛(wèi)星帶有四臺(tái)高精度原子鐘，其中 2 臺(tái)為銣鐘，2 臺(tái)為銫鐘。GPS 衛(wèi)星的上述時(shí)空配置，基本保證了地球上任何地點(diǎn)，在任何時(shí)刻均至少可以同時(shí)觀測(cè)到 4 顆衛(wèi)星，以滿足地面用戶實(shí)時(shí)全天候精密導(dǎo)航和定位。各個(gè)軌道平面的升交點(diǎn)赤經(jīng)相差 60176。GPS 系統(tǒng)的空間部分是指 GPS 工作衛(wèi)星星座，其由 24 顆衛(wèi)星組成，其中 21 顆工作衛(wèi)星，3 顆備用衛(wèi)星，均勻分布在 6 個(gè)軌道上。 全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System 簡(jiǎn)稱 GPS）是美國(guó)第二代軍用導(dǎo)航系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)導(dǎo)航和定位。GPS 系統(tǒng)的基本定位原理是：每顆 GPS 衛(wèi)星時(shí)刻發(fā)布其位置和時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)，用戶接收機(jī)可以測(cè)量每顆衛(wèi)星信號(hào)到接收機(jī)的時(shí)間延遲，根據(jù)信號(hào)傳輸?shù)乃俣瓤梢杂?jì)算出接收機(jī)到不同衛(wèi)星的距離。簡(jiǎn)易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)i目錄第一篇 緒論 ............................................................1第一章 GPS 概述 .......................................................1第二章 本設(shè)計(jì)的目的和意義 .............................................2第三章 本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容和所做的工作 ..................................4第一節(jié) 本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容 ............................................4第二節(jié) 本設(shè)計(jì)所做的工作 .............................................4第二篇 元件選擇 ........................................................5第三篇 方案論證 ........................................................9第四篇 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ...............................................11第五篇 硬件電路制作 ...................................................15第六篇 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .............................................16第一章 GPS25LVS 的信息輸出格式 ......................................16第二章 單片機(jī)的信息接收處理 ..........................................17第三章 內(nèi)存中的信息存放地址分配 .....................................18第七篇 控制程序編制和調(diào)試 .............................................20第八篇 硬件和軟件綜合調(diào)試及性能分析 ...................................28第一章 硬件和軟件綜合調(diào)試 ...........................................28第二章 性能分析 ......................................................30結(jié)論 ...................................................................32參考文獻(xiàn) ...............................................................33致謝 ...................................................................34簡(jiǎn)易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)0第一篇 緒論第一章 GPS 概述GPS 作為最先進(jìn)的空間定位技術(shù)，在社會(huì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。該系統(tǒng)的時(shí)間為原子鐘時(shí)間，因此非常精確。最后對(duì)硬件和軟件進(jìn)行了綜合調(diào)試。在硬件方面，采用了 GPS25LVS作為衛(wèi)星信息接收器；控制器選用 AT89C52 單片機(jī)，以串口方式 1 接收 GPS 信息；設(shè)計(jì)了由 7 段共陽(yáng) LED 組成的顯示器。隨著 GPS定位技術(shù)的快速發(fā)展，其功能越來(lái)越強(qiáng)，精度越來(lái)越高，在測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)簡(jiǎn)易 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)生姓名 ：專業(yè) ：學(xué)號(hào) ：指導(dǎo)教師 ：所屬系（部） ：二〇一一年六月簡(jiǎn)易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱書(shū)題目： 簡(jiǎn)易 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　　 　系 　　 專業(yè) 姓名 　 　　設(shè)計(jì)時(shí)間： 評(píng)閱意見(jiàn)：成績(jī)： 　　　　　　　　　　　　　　　指導(dǎo)教師：　　　　　（簽字）　　　　　　　　　　　　　 職　　務(wù)：　　　　　200 年 　月 　日簡(jiǎn)易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)I畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄卡 系 　　 專業(yè) 姓名 　　　　答 辯 內(nèi) 容問(wèn) 題 摘 要 評(píng) 議 情 況　　　　　　　　　 記錄員： （簽名）成 績(jī) 評(píng) 定指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī) 答辯組評(píng)定成績(jī) 綜合成績(jī)注：評(píng)定成績(jī)?yōu)?100 分制，指導(dǎo)教師為 30%，答辯組為 70%。 專業(yè)答辯組組長(zhǎng)：　　　　?。ê灻　　　　　　　　? 200 年 　　月 　　簡(jiǎn)易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)前言GPS 作為最先進(jìn)的空間定位技術(shù)，在社會(huì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。本文討論了簡(jiǎn)易 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì), 提出了對(duì) GPS 全球定位系統(tǒng)定位信息的接收以及對(duì)各定位參數(shù)數(shù)據(jù)的提取方法。在軟件方面，進(jìn)行了單片機(jī)的信息接收處理，對(duì)內(nèi)存中的信息存放地址進(jìn)行了分配，并編制控制程序。實(shí)現(xiàn)了 LED 顯示器輪流顯示實(shí)時(shí)時(shí)間、緯度、經(jīng)度。能滿足一般應(yīng)用項(xiàng)目的使用。隨著 GPS定位技術(shù)的快速發(fā)展，其功能越來(lái)越強(qiáng)，精度越來(lái)越高，在測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。同時(shí)收集至少 4 顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)時(shí)，就可以算出三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。GPS 由空間部分、地面監(jiān)控部分、用戶設(shè)備部分組成。衛(wèi)星軌道平面與地球赤道面傾角為 55176。軌道平均高度為 行周期為 11 小時(shí) 58 分（恒星時(shí)） ，同一軌道上的各衛(wèi)星的升交角距為 90176。GPS 衛(wèi)星的主體呈圓柱形，直徑約為 ，重約 774kg，兩側(cè)各安裝兩塊雙葉太陽(yáng)能電池板，能自動(dòng)對(duì)日定向，以保證衛(wèi)星正常工作用電。GPS 衛(wèi)星上設(shè)有微處理機(jī)，可以進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理工作，它主要的 3 個(gè)基本功能：根據(jù)地面監(jiān)控指令接收和儲(chǔ)存由地面監(jiān)控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信息，調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)、啟動(dòng)備用衛(wèi)星；向 GPS 用戶播送導(dǎo)航電文，提供導(dǎo)航和定位信息；通過(guò)高精度衛(wèi)星鐘向用戶提供精密的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。1 個(gè)主控站，其位于美國(guó)本土科羅拉多斯平土（Colorado Spings）的聯(lián)合空間執(zhí)行中心 CSOC，3 個(gè)注入站，其分別設(shè)在印度洋的迭哥加西、南大西洋的阿松森島和南太平洋的卡瓦加蘭。主控站的主要任務(wù)為：根據(jù)各監(jiān)控站提供的觀測(cè)資料推算編制各顆衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘差、和大氣層修正參數(shù)并把這些數(shù)據(jù)傳送到注入站；提供 GPS 系統(tǒng)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，使之沿預(yù)定的軌道運(yùn)行；啟用備用衛(wèi)星以取代失效的工作衛(wèi)星。監(jiān)測(cè)站的主要任務(wù)為：給主控站編算導(dǎo)航電文提供觀測(cè)數(shù)據(jù)，每個(gè)監(jiān)控站均用 GPS 信號(hào)接收機(jī)，對(duì)每顆可見(jiàn)衛(wèi)星每 6 秒鐘進(jìn)行一次偽距測(cè)量和積分多普勒觀測(cè)，并采集氣象要素等數(shù)據(jù)。其主要功能是接收 GPS 衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，獲得必要的導(dǎo)航和定位信息及觀測(cè)量，并經(jīng)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)導(dǎo)航和定位，用后處理軟件包對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行精加工，以獲取精密定位結(jié)果。GPS 計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)歷時(shí) 23 年，耗資 200 多億美元，前后共發(fā)射 35 顆衛(wèi)星，目前仍在軌道上正常工作的有 25 顆衛(wèi)星，其中 1 顆為實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，24 顆為工作衛(wèi)星。它廣泛的應(yīng)用價(jià)值，引起了各國(guó)科學(xué)家的關(guān)注和研究，前蘇聯(lián)和西歐各國(guó)的科學(xué)家在積極開(kāi)發(fā)利用 GPS 信號(hào)資源的同時(shí)，還致力于研究開(kāi)發(fā)各自的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，如前蘇聯(lián)建成的 GLONASS 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，我國(guó)也在致力于發(fā)展自已的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。 GPS 全球定位系統(tǒng)在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用，是當(dāng)今信息時(shí)代發(fā)展中的重要組成部分。簡(jiǎn)易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2GPS 導(dǎo)航定位系統(tǒng)之所以在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了與 GPS 系統(tǒng)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，這都得益于其本身所具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，概括起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面?；€邊長(zhǎng)越長(zhǎng)越能突顯是定位精度高的優(yōu)勢(shì)。 測(cè)站間無(wú)須通視：GPS 測(cè)量不要求站點(diǎn)間相互通視，只需測(cè)站上空開(kāi)闊即可。 操作簡(jiǎn)便：隨著 GPS 機(jī)不斷改進(jìn)，自動(dòng)化程度越來(lái)越高，體積也越來(lái)越小，重量越來(lái)越輕，有的已達(dá)“傻瓜化”的程度。 功能多、應(yīng)用廣：GPS 系統(tǒng)不僅可用于測(cè)量，還可用于測(cè)速、測(cè)時(shí)。隨著人們對(duì) GPS 系統(tǒng)的不斷開(kāi)發(fā)，其應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地?cái)U(kuò)大。簡(jiǎn)易型 GPS 定位信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3第三章 本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容和所做的工作第一節(jié) 本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容本設(shè)計(jì)是由 AT89C52 單片機(jī)控制 GPS 模塊較為精確地計(jì)算和顯示實(shí)