文档介绍：扬州市职业大学
毕业设计（论文）
设计「论文）题目：GPS定住系统
系
别：
电子工程学院
专
业：
电子信息工程技术
班
级：
电信111
tt
名：
刘珊珊
学
号：
110603112
指导脚
朱掩天 体大小和大气参数测量；对地观测卫星的七维状态参数和三维状态参数测量［2］。
本次设计的主要任务是在GPS和单片机的理论知识基础上，选择合适的GPS接收模 块和单片机处理接收的数据并且由液晶显示模块显示接收的数据。在此次设计过程中， 主要熟悉所选用的GPS接收模块的性能指标，学****如何使用NMEA输出命令，结合单片 机的相关知识能实现对GPS接收到的卫星信息进行提取，并在液晶显示器上选择性的显 示需要的数据。
由此可见，GPS技术已经延伸到各个领域的方方面面，但是要完成以上所述的各种 用途，最基本的就是要具备能够接收GPS信号并且能够调制输出的设备，而这种设备最 基本的功能就是能够显示当时所处地点的经纬度以及UTC标准时间。现在世面上已经有 许多基于GPS接收模块所开发的产品，如GPS手持机、车载GPS导航仪等等，虽然其功 能强大，但价格相对而言比较昂贵，而且对于普通应用没有必要。所以基于这种情况下, 本次设计针对普通用户使用GPS的切实需要，设计并制作基于单片机的GPS定位信息显 示系统。
2 GPS定位信息显示系统方案设计
GPS全球定位系统简介
全球定位系统（GPS）是本世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星 导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航 服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的 重要组成部分。
⑴全球定位系统由三部分构成：
地面控制部分，由主控站（负责管理、协调整个地面控制系统的工作）、地面天线（在主控站 的控制下，向卫星注入寻电文）、监测站（数据自动收集中心）和通讯辅助系统（数据传输）组 成。
空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面上。
•用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天线组成[3] o这三部分的相互关系如 图2-1所示。
GPS信号
GPS信号 接收
GPS星座
GPS信号
地面监控 部分
注入信号
图2-1 GPS全球定位系统组成
1978年2月22日，第一颗GPS试验卫星的发射成功，标志着工程研制阶段的开始。
1989年2月14日，第一颗GPS工作卫星的发射成功，宣告GPS系统进入了生产作业阶 段。GPS系统经过16年的发射试验卫星，到开发GPS信号应用，进而发射工作卫星，终 于在1994年3月建成了信号覆盖率达到了 98%的GPS工作星座，它由24颗Block2卫 星卫星组成。Block2卫星如图2-2所示。
图2-2 Block2卫星图
全球定位系统有很多特点，其主要特点如下：
•全天候；
•全球覆盖；
•三维定速定时高精度；
•快速省时高效率；
•应用广泛多功能。
24颗GPS卫星在离地面2万公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得 在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时接收到6颗以上GPS卫星的定位信息。只 要有4颗卫星的定位信息，GPS接收机就能向用户提供三维坐标、时间及移动速度等信 息参数。
由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收设备的距离，根 据三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置 (X, Y, Z) o考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、
Z 和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬 度和高程。
由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及 人为的SA保护政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。美国政府宣布从2000年起, 在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内 得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米。为了达到更高的定 位精度，往往还采用了差分GPS(DGPS)技术，建立基准站(差分台)进行GPS观测，利用 已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机 收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位 置。实验表明，利用差分GPS,定位精度可提高到5米。
2. 2 GPS信号接收方案选择
要实现在液晶显示器上显示出接收到的GPS数据信息，首先要实现GPS信号的接收。 在接收GPS信号方案上可以有两种选择。
第一种方案是选择GPS接收芯片然后再