【正文】 過程中的幾何位置分布對定位精度有一定的影響。但這種時(shí)間隙段是很短暫的，并不影響全球絕大多數(shù)地方的全天候、高精度、連續(xù)實(shí)時(shí)的導(dǎo)航定位測量。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷—描述衛(wèi)星運(yùn)動及其軌道的參數(shù)算得的。衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行，都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制。地面控制部分包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站，實(shí)現(xiàn)對GPS衛(wèi)星運(yùn)行的監(jiān)控。監(jiān)測站設(shè)在主控站、三個注入站和夏威夷島。 GPS信號接收機(jī)的任務(wù)是:能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對所接收到的GPS信號進(jìn)行變換、處理，、以便測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出GPＳ放大和衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)計(jì)算出測點(diǎn)的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間。GPS地面觀測點(diǎn)定位的方法有偽距定位法、多普勒定位法、載波相位定位法、偽距測量加多普勒定位法和干涉定位法等。偽距(PseudoRange)是GPS接收機(jī)對碼的量測而得到衛(wèi)星到時(shí)接收機(jī)的距離，由于含有接收機(jī)衛(wèi)星時(shí)鐘的誤差及大氣傳播誤差，故稱為P碼偽距，精度約為2m左右?？紤]到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)之間的誤差，實(shí)際上有4個未知數(shù)，x，y，z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，構(gòu)成4個方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測點(diǎn)的經(jīng)度、緯度和高度，如Error! Reference source not found.。c為GPS信號的傳播速度(即光速)。j=1，2，3，4。t01~t04是各個衛(wèi)星的時(shí)鐘差。然后通過算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。為提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS)技術(shù)，建立基準(zhǔn)站(差分臺)進(jìn)行GPS觀測，利用己知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測值進(jìn)行比較，從而得出一修正數(shù)，并對外發(fā)布接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測值進(jìn)行比較，消去大部分誤差，得到一個較準(zhǔn)確的位置。因此車載終端和控制中心之間必須建立數(shù)據(jù)通信，使得定位信息能夠及時(shí)，準(zhǔn)確的發(fā)送出去。采用與GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的TDMA幀結(jié)構(gòu)。這促進(jìn)了多用戶間對網(wǎng)絡(luò)資源的共享，并允許運(yùn)營商最優(yōu)地使用現(xiàn)有設(shè)備，同時(shí)利用己安裝的設(shè)備創(chuàng)造新的收入來源。網(wǎng)絡(luò)容量僅在需要時(shí)分配，提供了即時(shí)連接和高通過率。GPRS允許用戶在收發(fā)數(shù)據(jù)資料的同時(shí)接收電話。另外，GPRS需要新的網(wǎng)絡(luò)組成部分，SGSN和GGSN，GRPS IP骨干網(wǎng)以及新型終端。GPRS被認(rèn)為是2G向3G演進(jìn)的重要一步，它不僅能提供PTP(點(diǎn)對點(diǎn))和PTM(點(diǎn)對多點(diǎn))數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還能支持補(bǔ)充業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)。這樣的數(shù)據(jù)速率，可以極大地滿足日益增長的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，并可與Internet有效融合，實(shí)現(xiàn)移動Internet，因而有很強(qiáng)的生命力。按電路交換模式來說，在整個連接期內(nèi)，用戶無論是否傳送數(shù)據(jù)都將獨(dú)自占有無線信道。GPRS用戶的計(jì)費(fèi)以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，而不是連接時(shí)間，體現(xiàn)了“得到多少，支付多少”的原則。傳輸速率高:GPRS可提供高達(dá)115kbit/s的傳輸速率(，不包括FEC)。接入時(shí)間短:分組交換接入時(shí)間縮短為少于1秒，能提供快速即時(shí)的連接，可大幅度提高一些事務(wù)(如信用卡核對、遠(yuǎn)程監(jiān)控等)的效率，并可使已有的工Internet應(yīng)用(如Email、網(wǎng)頁瀏覽等)操作更加便捷、流暢?；谝陨系奶攸c(diǎn)，GPRS系統(tǒng)的采用能克服了電路交換型數(shù)據(jù)傳輸速率低，資源利用率差等缺點(diǎn)，特別適用于像GPS系統(tǒng)那樣突發(fā)性數(shù)據(jù)的應(yīng)用。與目前流行的短消息相比，在相同數(shù)據(jù)長度，相同時(shí)間間隔下通訊費(fèi)用是短消息的1/6，甚至更少。GPRS技術(shù)提供的高速傳輸速率和“永遠(yuǎn)在線，按流量計(jì)費(fèi)”的優(yōu)點(diǎn)，使該系統(tǒng)具有良好的適用性、可靠性和可擴(kuò)展性，而且易于管理與維護(hù)。ARM處理器目前包括下面幾個系列的處理器產(chǎn)品以及其他廠商實(shí)現(xiàn)的基于ARM體系結(jié)構(gòu)的處理器。這些處理器最高主頻達(dá)到了BOOMISP，功耗數(shù)量級為Mw/MHz。本設(shè)計(jì)采用是三星公司的S3C2410X處理器，屬于ARM9系列，有以下特點(diǎn):。支持23位高速AMBA總線和接口。支持Cache和指令Cache。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本上升、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是專用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，它具有一般計(jì)算機(jī)組成的共性，也是由硬件和軟件組成的。嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件則是整個系統(tǒng)的控制中心，控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行，提供人機(jī)交互的信息等。GPS接收模塊接收到GPS定位衛(wèi)星的信號，然后解算出定位數(shù)據(jù)，車載終端對數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和格式轉(zhuǎn)換，車載終端再把信息發(fā)送給GPRS通信模塊。監(jiān)控中心根據(jù)這些信息采取一定的處理措施。硬件上，完成ARM處理器、SDRAM、FLASH、GPS模塊、GPRS模塊及其外圍電路的搭建。車載終端總體上可以分為三大部分:S3C2410X系統(tǒng)電路、GPS模塊電路（圖表361：GPS模塊電路圖）和GPRS模塊電路（圖表371：GPRS模塊電路）。SDARM作為系統(tǒng)的運(yùn)行內(nèi)存，用作程序的運(yùn)行空間、數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)、JTAG用來開發(fā)調(diào)試系統(tǒng)。GPRS模塊用來發(fā)送定位等信息到控制中心。.由于本設(shè)計(jì)的芯片較多，所需的芯片電壓也有所不同。需要對這兩種電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到所需的電壓。S3C2410X微處理器是一款由三星公司為手持設(shè)備設(shè)計(jì)的低功耗，高集成度的基于ARM920T的微處理器。8個內(nèi)存塊，6個用于ROM、SRAM及其他，2個用于ROM/SRAM/SDRAM。1個起始地址和大小可編程的內(nèi)存塊(Bank7)，7個起始地址固定的內(nèi)存塊(Bank0~Bank6):所有的內(nèi)存塊可編程尋址周期，支持SDRAM自動刷新模式，支持多種類型ROM啟動，包括NOR/NNAD FLASH，EEPROM等。 片上MPLL和UPLL:UPLL產(chǎn)生操作USB主/從的時(shí)鐘MPLL產(chǎn)生操作MCU的時(shí)鐘?？梢杂肊INT[15:0]或RTC告警中斷從停止模式喚醒。 它帶有55個中斷源(看門狗定時(shí)器，5個定時(shí)器，9個UART，24個外部中斷，4個DMA，2個RTC，2個ADC，1個I2C，2個SPI，2個USB，1個LCD和1個電池管理)。對緊急中斷請求支持FIQ(快速中斷請求)。它帶有四個16位帶PWM的定時(shí)器，1個16位基于DMA或基于中斷的定時(shí)器。可以產(chǎn)生告警中斷，時(shí)鐘滴答中斷。 有24個外部中斷端口，多路輸入/輸出口。ARM9 S3C2410X的存儲空間映射圖（如圖表 3：S3C2410X存儲空間映射圖）為使處理器對各設(shè)備的訪問不相互干擾，因此要將不同類的設(shè)備映射到不相同的BANK。SDARM在系統(tǒng)中一般作為程序的運(yùn)行空間、數(shù)據(jù)或者堆棧區(qū)。同時(shí)，SDARM還存儲系統(tǒng)及用戶堆棧、運(yùn)行數(shù)據(jù)等。SDARM的存儲單元可以堪稱一個電容，總是具有放電傾向，為了防止數(shù)據(jù)丟失，須在一定時(shí)間內(nèi)充電即刷新。S3C2410X在片內(nèi)具有獨(dú)立的SDARM刷新控制邏輯，可方便的與SDRAM相連。生產(chǎn)商生產(chǎn)的同型器件一般情況都具有相同的電氣特性和封裝，可以通用。這兩片并聯(lián)作為32位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM存儲系統(tǒng)，并映射到SC32410的BANK6，其地址范圍為0x30000000~0x33FFFFFF。圖表 341：SDRAM內(nèi)存電路連接圖 FLASH FLASH是一種非易失，可在系統(tǒng)電擦寫，掉電后信息不會丟失的存儲器。FLASH在系統(tǒng)中通常用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。NOR FLASH的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行，這樣應(yīng)用可以直接在FLASH內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中，NOR的傳輸效率很高，在1~4BM的小容量時(shí)具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能:NAND FLASH結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快，應(yīng)用NAND的困難在于FLASH的管理和需要特殊的系統(tǒng)接口。任何FLASH器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行，所以大多數(shù)情況下，在進(jìn)行寫入操作之前必須先執(zhí)行擦除。一般NAND FLASH的存儲容量較大，雖然NAND的管理比較困難，但是S3C2410X提供了能夠從NAND FLASH啟動系統(tǒng)的Steppingstone機(jī)制，因此S3C2410X系統(tǒng)可以采用1片NAND FLASH同時(shí)作為啟動ROM和系統(tǒng)程序保存ROM，減少了硬件成本。它的單片存儲容量為64M，8位數(shù)據(jù)寬度，快速的寫周期時(shí)間(編程時(shí)間為200us，塊擦除時(shí)間為2ms)，命令、地址、數(shù)據(jù)I/O口復(fù)用。NAND FLASH部分的電路圖如圖表 342：NAND FLASH部分的電路圖。常用的串口是RS322C接口(又稱EIA RS223C)它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它所具有的特性有:機(jī)械特性:RS232C接口是單端發(fā)送，單端接收，傳輸線上允許一個驅(qū)動器和一個發(fā)送器。它的最大傳輸距離可達(dá)30m，最大速率20kb/s，適于相距較近設(shè)備的通信電氣特性:RS232C標(biāo)準(zhǔn)定義15V~3V表示邏輯“1”，+3V~l5v表示邏輯“0，它選擇15V~3V和+3V~+15V這個范圍而不采用TTL邏輯(0v~5v)的原因是為了提高抗干擾能力和增加傳輸距離，因此與TTL設(shè)備連接時(shí)需加電平轉(zhuǎn)換接口由于S3C2140的異步串行通訊接口不是RS232邏輯，因此，需加電平轉(zhuǎn)換接口，采用SP3232低功耗芯片，將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平。另外還用來和PC機(jī)進(jìn)行通信，觀察系統(tǒng)啟動情況和下載代碼等。COM1(串口一)只有兩個信號(TxD，RxD)，可用來連接GPS模塊。圖表35：串口電路圖 GPS 模塊電路GPS是GPS定位信息的接收機(jī)，本設(shè)計(jì)直接采用OEM板GPS模塊，從GPS模塊可以直接得到GPS衛(wèi)星的定位信息，而不需要了解太多GPS原理上的知識、算法等，因此加快了開發(fā)速度。本設(shè)計(jì)采用合眾思壯公司的E531接收機(jī)模塊。E531接收機(jī)功耗低，數(shù)據(jù)更新率為每秒一次，能滿足車載系統(tǒng)的需求，性價(jià)比較高。GPS指標(biāo):接收機(jī)頻率:L1，C/A code(SSP)，接收機(jī)通道:并行12通道，定位時(shí)間:快速啟動:約8秒，熱啟動:約15秒，冷啟動:約50秒(典型值)自由定位:2分鐘，更新率:1HZ，精度:定位精度:3m(CEP)，小于6m 2DRMS速度精度:(50%)接收機(jī)靈敏度:152dB.(跟蹤)。（2） 接口:接口特性:CMOS電平輸出?？蛇x輸出:GLL，VTG，ZDA，DTM。串口1:默認(rèn)波特率為115200，二進(jìn)制協(xié)議在本設(shè)計(jì)中，使用串口0，通過串口提取ASCLL碼。另外，將GPS模塊的發(fā)送端和接收端經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后與串口DB9交叉相連。GPS接收機(jī)連接圖如圖表361：GPS模塊電路圖， GPS供電電路如圖表362：GPS供電電路。GPRS模塊是指帶有GPRS功能的GSM模塊，可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這些模塊接口簡單、使用方便并且功能非常強(qiáng)大，為GPRS應(yīng)用提供理想的解決方案，在工業(yè)與民用等諸多領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用。GPRS分組交換模式模塊本身支持的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括SMS、CSD、HSCCSD和GPRS。有的模塊內(nèi)部集成了TCP/IP協(xié)議棧，方便了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)。嵌入式操作系統(tǒng)EOS(Embedded Operation System)是一種實(shí)時(shí)的，支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件。嵌入式與一般的商用多任務(wù)0S(如unix、windows以及Linux等)有共同的一面，也有不同的一面。一般嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核都很小，在幾KB到幾十KB之間。一個典型的嵌入式操作系統(tǒng)一般要包括操作系統(tǒng)所具備的基本功能，如進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理以及中斷處理等，同時(shí)要具有小巧、速度快和響應(yīng)可預(yù)測性等特點(diǎn)，必須保證實(shí)時(shí)任務(wù)在要求的時(shí)間內(nèi)完成。 μC/OSII 是專門為計(jì)算機(jī)的嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的， 絕大部分代碼是用C語言編寫的。用戶只要有標(biāo)準(zhǔn)的ANSI 的C交叉編譯器，有匯編器、連接器等軟件工具，就可以將μC/OSII嵌人到開發(fā)的產(chǎn)品中。μC/OSII 已經(jīng)移植到了幾乎所有知名的CPU 上。沒有提供輸入輸出管理，文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)等額外的服務(wù)。 μC/OSII目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個基于優(yōu)先級調(diào)度的搶占式的實(shí)時(shí)內(nèi)核，并在這個內(nèi)核之上提供最基本的系統(tǒng)服務(wù)，如信號量，郵箱，消息隊(duì)列，內(nèi)存管理，中斷管理等。63為最低級，系統(tǒng)保留了4個最高優(yōu)先級的任務(wù)和4個最低優(yōu)先級的任務(wù)，所有用戶可以使用的任務(wù)數(shù)有56個。 系統(tǒng)初始化時(shí)會自動產(chǎn)生兩個任務(wù)：一個是空閑任務(wù)，它的優(yōu)先級最低，該任務(wù)僅給一個整形變量做累加運(yùn)算；另一個是系統(tǒng)任務(wù)，它的優(yōu)先級為次低，該任務(wù)負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前cpu的利用率。中斷發(fā)生的時(shí)間間隔是固定不變的，該中斷也成為一個時(shí)鐘節(jié)拍。在ANSI C中是使用malloc和free兩個函數(shù)來動態(tài)分配和釋放內(nèi)存。 μC/OSII中把連續(xù)的大快內(nèi)存按分區(qū)管理。用戶需要動態(tài)分配內(nèi)存時(shí)，系統(tǒng)選擇一個適當(dāng)?shù)姆謪^(qū)，按塊來分配內(nèi)存。 任務(wù)間通信與同步 對一個多任務(wù)的操作系統(tǒng)來說，任務(wù)間的通信和同步是必不可少的。所有這些同步對象都有創(chuàng)建，等待，發(fā)送，查詢的接口用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信和同步?？蓜儕Z型的實(shí)時(shí)內(nèi)核在任何時(shí)候都運(yùn)行就緒了的最高優(yōu)先級的任務(wù)。為了簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，μC/OSII規(guī)定所有任務(wù)的優(yōu)先級不同，因?yàn)槿蝿?wù)的優(yōu)先級也同時(shí)唯一標(biāo)志了該任務(wù)本身。 （2） 高優(yōu)先級的任務(wù)因?yàn)闀r(shí)鐘節(jié)拍到來，在時(shí)鐘中斷的處理程序中，內(nèi)核發(fā)現(xiàn)高優(yōu)先級任務(wù)獲得了執(zhí)行條件(如休眠的時(shí)鐘到時(shí))，則在中斷態(tài)直接切換到高優(yōu)先級任務(wù)執(zhí)行。 這兩種調(diào)度方式在μC/OSII的執(zhí)行過程中非常普遍，一般來說前者發(fā)生在系統(tǒng)服務(wù)中，后者發(fā)生在時(shí)鐘中斷的服務(wù)程序中。其最高優(yōu)先級任務(wù)的尋找是通過建立就緒任務(wù)表來實(shí)現(xiàn)的。任務(wù)調(diào)度模塊首先用變量OSTCBHighRdy 記錄當(dāng)前最高級就緒任務(wù)的TCB 地址，然后調(diào)用OS_TASK_SW()函數(shù)來進(jìn)行任務(wù)切換。 （1） 核心部分() 是操作系統(tǒng)的處理核心，包括操作系統(tǒng)初始化、操作系統(tǒng)運(yùn)行、中斷