基于gpsgsmgprs定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2005

中國(guó)科學(xué)院中國(guó)科學(xué)院碩士學(xué)位論文—基于GPS和GSM．／GPRS的定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)，并開(kāi)始逐步深入人們的日常生活．目前GS定位已經(jīng)廣泛應(yīng)用于船舶、車(chē)輛的導(dǎo)航定位領(lǐng)域，術(shù)發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟。同時(shí)，隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，S／GSM然而，S定位雖然能實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)定位，但是對(duì)于S來(lái)說(shuō)，其很大的一個(gè)缺點(diǎn)是跟蹤衛(wèi)星的信號(hào)常常由于建筑物及樹(shù)木等的遮擋而使GPS降低，甚至無(wú)法進(jìn)行正常的導(dǎo)航和定位．而基于SM／S網(wǎng)絡(luò)的位置服務(wù)恰恰能彌補(bǔ)GPSGSM／GRS基于上述考慮，本文提出一種把GPS和GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)定位集成在一起的基于S和MSS和MS設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了集成了GPS功能和GSM／GPRS功能的雙定位終端。該定位終端確實(shí)結(jié)合了S和M／S網(wǎng)絡(luò)定位的優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、室外，PS和MS網(wǎng)絡(luò)同時(shí)定位?？梢栽诔鞘懈邩菂^(qū)、林蔭道、涵洞內(nèi)等S定位精度大大降低或衛(wèi)星信號(hào)丟失而無(wú)法定位的地方采用GSM／GRS網(wǎng)絡(luò)定位，從而大大擴(kuò)展了定位的范圍。此外，該終端能夠?qū)崿F(xiàn)短消息和GPRS兩種方式傳輸定位數(shù)據(jù)。不但保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，s研究并提出了幾種提高定位系統(tǒng)定位精度和減少定位盲區(qū)的方法。主要方法包括：性導(dǎo)航系統(tǒng)(礬s)、俄羅斯的“格魯納斯”系統(tǒng)(GLcNSSAI．LE)以及我國(guó)的“北斗二代”系統(tǒng)。這些方法都能有效地提高定位精度，減關(guān)鍵詞：定位系統(tǒng)，CaPS，GSM／GPRS，監(jiān)TheDesignandImplementationofPositioningSystembasedOllGSM／GPRSandGPSJiangXirui(ComputerArchitecture)DkcctedByZhangandhashasdevelopedHighlyfieldofpeople'shavebeenwellusedinnavigationandthetechnologybeenrathermature．Inaddition,GSM／GPRSnetworkcanprovidepositioningserviceascanprovideworldwidereal-positioningreducedsharplyowingshortcomingTheDesignandImplementationofPositioningSystembasedOllGSM／GPRSandGPSJiangXirui(ComputerArchitecture)DkcctedByZhangandhashasdevelopedHighlyfieldofpeople'shavebeenwellusedinnavigationandthetechnologybeenrathermature．Inaddition,GSM／GPRSnetworkcanprovidepositioningserviceascanprovideworldwidereal-positioningreducedsharplyowingshortcomingisthatthepositioningcantheweaksignalwhichisblockedbybuildingsandtreesetc．Fortunately,GSM陷networkcanandprovidepositioningservicecantransmitthepositionmessagestoremoteusersorofBasedontheanewtheGPSandcannavigationofGPSandandperformanceisimprovedhighly．ThecontributionsinthisdissertationareasofofGPSpositioningtechnology．Theinformationindoorsandoutdoors．ThePositioningareaGSM／GPRSandthetrackingterminalCallandenlargedtOmessages SMS(ShortMessageService)andcostthroughpositioning2．PresentingahighlYpreciseandcontrolcenteroftheSMSandGPRStoreceiveandcontrolalsouserinterfaces hadditionalcentercanprovidesuggestion3．ResearchonthesolutionstOimprovethepositioningprecisionandtOreduceareas”wherethereis110mainsolutionsinclude legibleposition andintegratingoflatitudeINS(InertialNavigationGALILEObyEuropeand“BcidouⅡ，，byThetestingresultsofthepositioningsystembasedonGSM弼PI峪andthatOUrnewnavigationsystem'sperformanceismuchbetterthanthosewithsingletechnologyandthepositioningareacanbeenlargedtosystem,GPS，GSM／GPRS，Controlcenter,multi-positioningⅡ聲明我聲明本論文是我本人在導(dǎo)師指導(dǎo)聲明我聲明本論文是我本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，本論文中不包其它人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意日期：二。。g．本人授權(quán)中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所可以保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)構(gòu)送交本論文的復(fù)印件和電子文檔，允許本論文被查閱和借閱，可以將論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印掃描等復(fù)制手段保存、匯編本論文(保密論文在解密后適用本授權(quán)書(shū)。作者簽名：如褊導(dǎo)師簽名：V3』日期：山。第一章引1．1研究背景和研究意航定位系統(tǒng)就相當(dāng)于一第一章引1．1研究背景和研究意航定位系統(tǒng)就相當(dāng)于一個(gè)設(shè)置在太空中的無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)，由若干顆導(dǎo)航定位衛(wèi)星組成可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)為地球上的戶(hù)確定所在地理位置的經(jīng)緯度和海拔高等信息GPS是英文NavigationSatelliteThnlngandR喇PositioningSystemRadioService)／GSM(GlobalSystemofMobilecommunication)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)【2】的定位終大大擴(kuò)展定位區(qū)域，實(shí)現(xiàn)繁華街區(qū)、建筑物內(nèi)、郊外甚至?xí)缫昂秃Ｉ系娜轿欢ㄎ?。同GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)可以應(yīng)用于無(wú)線車(chē)輛、船只定位防盜系統(tǒng)【24】。安在汽車(chē)、船只上的每個(gè)移動(dòng)終端接收衛(wèi)星發(fā)射來(lái)的GPS的地理位置信息，然后編制成短消息發(fā)送給車(chē)船主。這樣，在汽車(chē)被盜的情況下，通GPS-GSM移動(dòng)終端和控制中心，車(chē)主就能很快找到丟失的汽車(chē)．此外，控制中心還特點(diǎn)，因而在野外勘探、陸路運(yùn)輸、海上作業(yè)及航空航天等諸多行業(yè)中都扮演著極其要的角色c)應(yīng)用于測(cè)繪、旅游等其他領(lǐng)對(duì)于測(cè)繪領(lǐng)域，GPS衛(wèi)星定1321，測(cè)定全球性的地球動(dòng)態(tài)參數(shù)，GSM／GPRS則可以將大量的測(cè)繪信息對(duì)于測(cè)繪領(lǐng)域，GPS衛(wèi)星定1321，測(cè)定全球性的地球動(dòng)態(tài)參數(shù)，GSM／GPRS則可以將大量的測(cè)繪信息傳送到測(cè)繪心以便分析和處理；衛(wèi)星定位技術(shù)與傳感技術(shù)的結(jié)合將實(shí)現(xiàn)精細(xì)農(nóng)業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展；手式的GPS接收二、巨大的市場(chǎng)潛據(jù)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，目前GPS的全球用戶(hù)逾400速擴(kuò)大。lIPS已發(fā)展成為—個(gè)重要的產(chǎn)業(yè)。另?yè)?jù)國(guó)際權(quán)威部門(mén)預(yù)測(cè)，2005年GPS球市場(chǎng)產(chǎn)值將達(dá)150億美元。據(jù)調(diào)查，我國(guó)目前有近10萬(wàn)輛汽車(chē)安裝上了GPS置。根據(jù)預(yù)測(cè)，到“十五”計(jì)劃末，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位市場(chǎng)的總產(chǎn)值將達(dá)70多億元人民幣GPS導(dǎo)航定位2單純的基于GPS的定位終端或者基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定位終端都將無(wú)法滿足用戶(hù)的求。前者的GPS定位信號(hào)受地形及建筑物的影響，會(huì)存在定位盲區(qū)；后者定位精度和單純的GPS定位終端無(wú)法滿足物流控制和調(diào)度的功能．要實(shí)現(xiàn)宏觀調(diào)度就必須把個(gè)終端的位置信息傳給控制中心，由控制中心對(duì)位置信息進(jìn)行集中分析，并且把分析果實(shí)時(shí)反饋給終端，所以位置消息的傳輸功能是非常重要的。GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范十分廣闊，并且信息傳輸價(jià)格低廉，特別是GPRS中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)既是語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)，又是一個(gè)能夠提供豐據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。GSM網(wǎng)絡(luò)定位是利用移動(dòng)通信公司的服務(wù)提供商(sP置服務(wù)向公眾提供高精度定位業(yè)務(wù)．無(wú)論在室內(nèi)還是室外，只要有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋并展位置服務(wù)的地方即可實(shí)現(xiàn)定位2第一章引1．2研究現(xiàn)第一章引1．2研究現(xiàn)1．2．1GPS和GSM／GPRS 研制部署和控制的軍民兩用導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)。據(jù)報(bào)道，現(xiàn)在運(yùn)行的“GPS“顆工作衛(wèi)星和4顆備用衛(wèi)星組成，它們分布在6個(gè)等間距的軌道平面上，每個(gè)軌道上有4顆工作衛(wèi)星，衛(wèi)星軌道接近圓形，用戶(hù)在任何時(shí)間都至少能看到4—6位一次僅需幾秒鐘，可實(shí)現(xiàn)全球范圍連續(xù)的、近實(shí)時(shí)的定位、測(cè)速與授時(shí)?！癎PS”系所發(fā)射的信號(hào)編碼也有精碼與租碼之分。精碼保密，主要提供給本國(guó)和盟國(guó)的軍事用使GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)【11】(GcneralPacketRadioScrvice)的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，是在GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶(hù)提供分組形式的數(shù)據(jù)務(wù)[141。GPRS采用與GSM同樣的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA幀結(jié)構(gòu)po]。這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換話音業(yè)務(wù)信道極其相似，因此現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)∞SS)從一開(kāi)始就可提供全面S覆蓋．GPRS換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種商效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)谌苿?dòng)通信系統(tǒng)從標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)到全面商業(yè)化還需較長(zhǎng)時(shí)間，所以國(guó)際上各大通就屬于GSM向3G過(guò)渡的中間方案p1]。GPRS不僅被歐洲的第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)支持，同時(shí)也被北美的IS-136支持。它的高數(shù)據(jù)率足以滿足大多數(shù)3(3多媒體寬帶業(yè)務(wù)而在時(shí)間上還較3G提前幾年．并且當(dāng)3G真正到來(lái)時(shí)，對(duì)于那些沒(méi)有3G運(yùn)營(yíng)權(quán)的運(yùn)3目前導(dǎo)航定位發(fā)展相當(dāng)迅速，技術(shù)發(fā)展也日新月異。在軍事上，目目前導(dǎo)航定位發(fā)展相當(dāng)迅速，技術(shù)發(fā)展也日新月異。在軍事上，目前導(dǎo)彈、火箭定位精度可以孟’黽米甚至毫米級(jí)別，可以做到“指哪打哪”．利用的主要技術(shù)是高精的GPS定位和慣性導(dǎo)航定位(INS)近些年來(lái)，定位和導(dǎo)航的需求也由軍事領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展到了民用領(lǐng)域。汽車(chē)、火車(chē)船只調(diào)度系統(tǒng)、出租車(chē)和巴士導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS手機(jī)定位等系統(tǒng)都基本投入使用。目前安裝在車(chē)船上的GPS導(dǎo)航儀已經(jīng)可以結(jié)合電子地圖為司機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航，并且2006年3問(wèn)世的GPS手機(jī)也已經(jīng)可以將導(dǎo)航定位功能集成到移動(dòng)設(shè)備上了．此外，比較專(zhuān)業(yè)的航設(shè)備還可以實(shí)現(xiàn)在三維電子地圖顯示但是目前許多產(chǎn)品的定位功能都集成在移動(dòng)終端上，需要有存貯了電子地圖的卡的支持。如果用戶(hù)漫游到其他城市，則需要更新SD卡數(shù)據(jù)。此外，城市建筑物遮擋嚴(yán)重，單純的GPS在許多地方無(wú)法實(shí)現(xiàn)定位，所以存在許多定位盲區(qū)，和失位置的問(wèn)題．如果采用多系統(tǒng)定位，并且有一個(gè)定位服務(wù)器做支持平臺(tái)To．on，Tz血nblc，JAVAD，MAGELLAN,法國(guó)的THALES和中國(guó)的天測(cè)公司等等。產(chǎn)有幾百收機(jī)能置入可樂(lè)的易拉罐中，當(dāng)你輕輕拉開(kāi)易拉罐拉環(huán)，你的位置信息即可傳送到某可以在高樓叢中、停車(chē)場(chǎng)內(nèi)、室內(nèi)等弱信號(hào)區(qū)實(shí)現(xiàn)定位目前市場(chǎng)上的定位設(shè)備根據(jù)導(dǎo)航用途不同，主要存在兩種精度。分別4第一章引絡(luò)定位和網(wǎng)絡(luò)傳輸功能集成第一章引絡(luò)定位和網(wǎng)絡(luò)傳輸功能集成到衛(wèi)星接收機(jī)中也是一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，具有GS／網(wǎng)絡(luò)定位和網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的接收機(jī)有如下優(yōu)勢(shì)·基于GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)的位置服務(wù)恰恰能彌補(bǔ)GPS定位的這一缺點(diǎn)。特別是在信號(hào)則比較良好，接收機(jī)就可以通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)定位【38消息傳輸。GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)能將位置信息傳送到遠(yuǎn)端，或者傳輸給手機(jī)用戶(hù)··率取決于兩個(gè)模塊的各自的性能，而定位終端會(huì)將GPS和GSM／GPRs的定位1．3本文對(duì)基于GPS和GSM／GPRS集成定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了比較深入闡述。并研制出基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)的演示原型。該演示原型主要包三部分：GPS和GSM／GPRS集成定位接收終端硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)、定位終端的軟件計(jì)和實(shí)現(xiàn)，以及監(jiān)控中心的控制軟件實(shí)現(xiàn)。該控制中心軟件具有和其他系統(tǒng)(比如的接口，以便二次開(kāi)發(fā)最后還提出一些提高定位精度和效率的方法，以及整個(gè)系統(tǒng)的可改進(jìn)之處5網(wǎng)絡(luò)定位兩種定位方式。該定位終端收到定位請(qǐng)求之后，實(shí)時(shí)獲取網(wǎng)絡(luò)定位兩種定位方式。該定位終端收到定位請(qǐng)求之后，實(shí)時(shí)獲取GPS提供的經(jīng)緯度速度、時(shí)間等GPS信息和Gs№，GPRS網(wǎng)絡(luò)提供的位置，并以短消息或者1．312定位終端軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)接收機(jī)端的軟件主要完成上電后系統(tǒng)的初始化，對(duì)各個(gè)模塊的檢測(cè)，接收GPS傳來(lái)的GPS消息，接收GSM／GPRS模塊傳來(lái)的定位請(qǐng)求、定位消息并且通過(guò)模塊把定位消息發(fā)送給位置請(qǐng)求方監(jiān)控中心主要實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS和GSM／GPRS集成的定位系統(tǒng)中的各個(gè)定位終端的控和跟蹤，它能主動(dòng)向系統(tǒng)中各個(gè)定位終端發(fā)送位置請(qǐng)求，并且獲取各個(gè)終端的位解析出GPS消息中的經(jīng)緯度、時(shí)間、速度等值以及GSM網(wǎng)絡(luò)定位消息，并且通過(guò)軟界面顯示，供用戶(hù)察看．同時(shí)通過(guò)軟件接口將定位消息發(fā)送到與電子地圖或GIS平臺(tái)接口，以便其他后臺(tái)程序利用終端的位置消息進(jìn)一步進(jìn)行分析和處理如果監(jiān)控中心沒(méi)有收到定位終端的位置消息，或者收到定位終端的位置消息不可述。主要方法包括：提高經(jīng)緯度到位置信息的轉(zhuǎn)換精度；實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)定位，集成多種位導(dǎo)航方式。比如慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)、俄羅斯的“格魯納斯”系統(tǒng)(GLONASS)盟的“伽利略”系統(tǒng)(Q姐Ⅱ腰0)以及我國(guó)的“北斗二代”系統(tǒng)【29】效地提高定位精度，減少定位盲區(qū)6第一章引1．4論文的組論文按第一章引1．4論文的組論文按如下的方式來(lái)組織：第二章簡(jiǎn)單綜述基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)基本概念，原理和方法。第三章闡述了定位終端硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方法。從原理圖計(jì)、PCB詳細(xì)介紹定位終端軟件的總體設(shè)計(jì)、關(guān)鍵流程的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)的解決方法。第五章細(xì)介紹了定位服務(wù)中心的界面、Socket網(wǎng)絡(luò)編程、串口編程以及和其他程序接口的設(shè)第七章對(duì)我們的工作進(jìn)行總結(jié)，提出了有待改進(jìn)之處和今后的工作方向7基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)是指集成了GPS定位、GSM／GPRS基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)是指集成了GPS定位、GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)定且能借助GSM／GPRS者人工攜帶的移動(dòng)定位終端和一個(gè)控制中心組成。該系統(tǒng)既能夠結(jié)合GPS和GSM網(wǎng)下面給出這種定位系統(tǒng)構(gòu)架的示意框圖2，回迭網(wǎng)絡(luò)定位消息位置請(qǐng)求圖中所示的定位系統(tǒng)包括監(jiān)控中心和定位終端。定位終端通過(guò)GPSGPS消息，實(shí)現(xiàn)GPS定位．同時(shí)能夠通過(guò)GSM整個(gè)定位過(guò)程是用戶(hù)向定位終端發(fā)送位置請(qǐng)求，定位終端接收到定位請(qǐng)求后同時(shí)過(guò)GPS模塊和GSM／GPRS模塊獲取GPS消息和GSM網(wǎng)絡(luò)定位消息回送給位置請(qǐng)求者，并同時(shí)將GPS消息和GSM網(wǎng)絡(luò)位置消息通過(guò)或者短消息發(fā)送給監(jiān)控中心．監(jiān)控中心將GPS和GSM網(wǎng)絡(luò)位置消息處理并為精確的位置消息以后發(fā)送給位置請(qǐng)求者9·定位盲區(qū)減少。GPS定位雖然能實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)定位，但·定位盲區(qū)減少。GPS定位雖然能實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)定位，但是在室內(nèi)，收機(jī)無(wú)法接收到GPS信號(hào)，從而無(wú)法定位；但是一般室內(nèi)GSM／GPRS信號(hào)則較良好，接收機(jī)就可以通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)定位。然而，GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)的精度又不是很高，一般在二百米以?xún)?nèi)。所以基于GPS和GSM／GPRS的定位統(tǒng)可以克服GPS定位信號(hào)微弱和GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)定位精度不高的缺點(diǎn)，而綜了這兩個(gè)定位方式的優(yōu)點(diǎn)。做到了優(yōu)實(shí)現(xiàn)“遙控”。GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)能將位置信息傳送到遠(yuǎn)端，或者傳輸給手機(jī)用戶(hù)··提高了單一定位系統(tǒng)的定位精度和定位效率?；贕PS和GSM／GPRS的定求后會(huì)很快得到GSM／GPRS絡(luò)位置消息，同時(shí)，定位終端會(huì)將GPSGSM／GPRS·提供多種增值服務(wù)。位置消息傳送到控制中心后，控制中心還可以針對(duì)該位服務(wù)和所在位置周邊情況介紹等等2．3．1硬件接口的設(shè)計(jì)和抗干擾及散熱問(wèn)各個(gè)模塊要求的工作電壓、電流不同，接口方式不同，所以如何成功的設(shè)計(jì)接口，使個(gè)模塊互連并正常工作是硬件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)第二章基于GPS和GSM／GPRS的位系統(tǒng)綜述塊間的抗干擾、布線時(shí)的抗干擾和散熱問(wèn)題是硬件設(shè)計(jì)時(shí)必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題2．3．2短消息的收發(fā)是整個(gè)系統(tǒng)軟件中非?；A(chǔ)并且關(guān)鍵的部分。與短消息處理相關(guān)的題主要有：短消息格式的轉(zhuǎn)化，短消第二章基于GPS和GSM／GPRS的位系統(tǒng)綜述塊間的抗干擾、布線時(shí)的抗干擾和散熱問(wèn)題是硬件設(shè)計(jì)時(shí)必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題2．3．2短消息的收發(fā)是整個(gè)系統(tǒng)軟件中非?；A(chǔ)并且關(guān)鍵的部分。與短消息處理相關(guān)的題主要有：短消息格式的轉(zhuǎn)化，短消息的編碼問(wèn)題，短消息模塊命令的操縱和使用，及與短消息處理相關(guān)的AT指令2．3．3通過(guò)GPRS上網(wǎng)傳輸數(shù)目前基于GSM網(wǎng)絡(luò)之上的GPI／峪功能正在全面開(kāi)通，GPRS戶(hù)節(jié)省大量通信費(fèi)用。而如何通過(guò)GPRS上網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)也是該系統(tǒng)要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵題心問(wèn)題2．3．4通過(guò)I(it)編程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)定目前，網(wǎng)絡(luò)定位功能是由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商提供的服務(wù)，并且將該服務(wù)功能集成在M卡上。所以要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)定位，就是要利用STK提供的AT指令對(duì)SIK監(jiān)控中心軟件主要是通過(guò)友好的軟件界面使用戶(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)終端的控制。監(jiān)控中接口設(shè)計(jì)，以便二次開(kāi)發(fā)也是要采用的關(guān)鍵技術(shù)之2．4本章小統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和涉及到的關(guān)鍵技術(shù)．從下章開(kāi)始將分部分逐一介紹定位系統(tǒng)各個(gè)部分的設(shè)統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和涉及到的關(guān)鍵技術(shù)．從下章開(kāi)始將分部分逐一介紹定位系統(tǒng)各個(gè)部分的設(shè)和實(shí)現(xiàn)第三章定位終端硬件的設(shè)計(jì)和第三章定位終端硬件第三章定位終端硬件的設(shè)計(jì)和第三章定位終端硬件的設(shè)計(jì)和3．1定位終端硬件體系結(jié)LCD顯示模塊和電源模塊組成，如圖1短消息的形式療該定位終端發(fā)送定位請(qǐng)求，終端將同時(shí)通過(guò)GPS定位模塊和GSM消息的功能，GSM模塊完成網(wǎng)絡(luò)定位和短消息接收和發(fā)送的功能圖3．1雙定位終端硬件構(gòu)成3．2MCU有兩個(gè)串za[s]，分別為UARTl和UART0。MCU通過(guò)串口1與GPS信(接口原理圖如圖2所示)，通過(guò)串口0與GSM模塊通信(接口原理圖如圖3因?yàn)镸CU的兩個(gè)串口、GPS模塊通信串口、GSM模塊通信串口均為1][L電平，故兩個(gè)模塊的TXD。不可以接反，否則無(wú)法通信)Gvsco州詡啪瑚3。3各部Gvsco州詡啪瑚3。3各部分采用的模塊介第三章定位終端硬件的設(shè)計(jì)和第三章定位終端硬件的設(shè)計(jì)和·低供電電壓范圍；1．8、--MSP430F449芯片有兩個(gè)UART(uAR冊(cè)。MCU與其他外部設(shè)備、電源、晶振的連接原理圖如下圖所示【473．3．2GSM模塊介紹及電路原理100引腳ZIF連接器見(jiàn)圖16圖SM_5100B100ZIF100ZIFGSM模塊的主要接線原理圖如下圖所示【讎嗍|；=i；激器=lll2一第三章定位終端硬件的設(shè)計(jì)和第三章定位終端硬件的設(shè)計(jì)和·接收板結(jié)構(gòu)·輸出信息；SiRF二進(jìn)制NMEA-0183，GGAGSAGSVRMCVTG-oeJk39C90-U)V圖3．9J8中國(guó)科學(xué)院碩士學(xué)位論文一基于GPS和GSM／GPRS的定中國(guó)科學(xué)院碩士學(xué)位論文一基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)圖MIC29300-3．3BU芯3．4由于GSM模塊和GPS模塊都含有射頻RF模塊，為避免干擾，兩個(gè)模塊應(yīng)盡量遠(yuǎn)離?？梢苑旁赑CB做法是行之有效的，沒(méi)有明顯的干擾存在為了提高系統(tǒng)的可靠性，需要將電源，接地線和一些電流較大的線加寬小布線的長(zhǎng)度；布線拐彎處應(yīng)采用45度角或者圓弧式的布線方式第三章定位終端硬件的設(shè)計(jì)第三章定位終端硬件的設(shè)計(jì)和塊和GSM模塊)放在PCB板的邊緣，并且盡量遠(yuǎn)離；此外，可以將放置散熱3．52在具體設(shè)計(jì)中，既考慮到功能的完整性，又著重考慮了電路的穩(wěn)定性和可靠性。第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和4．1軟件體系結(jié)·主控模塊完成MCU初始化(包括外接時(shí)鐘的設(shè)置、開(kāi)啟兩個(gè)串口中斷、·用，位置請(qǐng)求消息和網(wǎng)絡(luò)定位消息的判斷等操作用戶(hù)進(jìn)行相關(guān)的操作·區(qū)之間的交圖4．1軟件體系結(jié)4．2主控模塊實(shí)現(xiàn)程序流程圖如圖所圖4．2主圖4．2主第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和．c1>串口0#pragma{第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和．c1>串口0#pragma{／／fordebugpurpose。whattheuartOrx·cdsentto／／USARTITXbuffer／／gsmwit4-1=2gsmritindicatesthatthegsmdatabuffiswhattheuartOreceivedisbuffered／，此函數(shù)假定串口已經(jīng)初始化完畢。所以并沒(méi)有對(duì)串口狀態(tài)進(jìn)行檢intWriteComm(int{rettlrll／／目前只有兩個(gè)串口砸CommNum<0return，／發(fā)送{{{TX3UF0=buqindex]；／／transmit))}∥發(fā)送{{{'){TX3UF0=buqindex]；／／transmit))}∥發(fā)送{{{'){／／MSP430ClockModule||uarl0clockUTCqlD=SSEL0；HUSART0Transmit／／uartObaudUCrL0=CHAR；／／8-bit第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和F2SEL．--P2DIR=oxl0；／／P2．4outputME2第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和F2SEL．--P2DIR=oxl0；／／P2．4outputME2I=UTXEl+URXEl；／／EnableUSARnTXD瓜RX／／P4．0output4．3GPS的所有信息，它的格式《l>當(dāng)前位置的格林尼治時(shí)間，格式為<2>狀態(tài)，A為有效位置，v為非有效接收警告，即當(dāng)前天線視野上方的衛(wèi)少于3顆‘3>緯度，格式為“)．標(biāo)明南北半球，N為北半球，s為南半球<7>地面上的GPS接收器的移動(dòng)范圍，范圍為0．0-．(9>日期“格式為具體的．(9>日期“格式為具體的程序流程【51】如下圖所

圖GPS的AT命令集會(huì)稍有不同。具體可以參考各個(gè)廠家的DataSheet和{AT第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和命令完成GSM脯令集，是由諾基亞、愛(ài)立信、摩托羅拉和HP第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和命令完成GSM脯令集，是由諾基亞、愛(ài)立信、摩托羅拉和HP等廠家共同為GSM系統(tǒng)研制[371，使用AT命令集可以控制和管理與GsM網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的各種業(yè)務(wù)，其中包含了對(duì)GSM／GPRS模塊的基本配置、對(duì)SMS(ShortMessageService)的控制、S1K命令、有關(guān)GPRS功能絡(luò)定位，所以下面只介紹部分通用控制命令c0衄and(發(fā)出一條短消息命令A(yù)T+CMGC；SendallAT+CMGF：Selectmessageformat(Jz'i擇短消息信息格式：O-PDU；1-文本AT+CMGL：ListSMSmessagefrompreferredstore(ylJ,gISIM卡中的短消息信PDU／text：0／'‘RECln呱EAD”為未l廣‘I通CREAD”讀UNSENr，”‘STOSENT'為發(fā)4嚴(yán)AII?AT+CMGR：RcadSMSmessageGSM公司和中國(guó)聯(lián)通公司都開(kāi)通了位置服務(wù)功能。只要選用支持STK的SIMSTK(SⅡ訂STK開(kāi)發(fā)中用戶(hù)和網(wǎng)絡(luò)交互信息，它包括十多種命令。這里介紹兩個(gè)典型命令·Getlnput一．如果選單還選單，則需要多次使用這一命令務(wù)平臺(tái)通過(guò)完成這些功能請(qǐng)求來(lái)向用戶(hù)提供服務(wù)。所以，只要業(yè)務(wù)平臺(tái)提供定位服務(wù)”中國(guó)科學(xué)院碩中國(guó)科學(xué)院碩士學(xué)位論文—基于CoPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)。開(kāi)W圖GSM定位模塊軟件流程其中STK編程涉及的主要流程如下圖所示四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和盯!P打c"卻‘n出^●nd^●晰●咖·S1-I∞‘Uw-的模塊使用四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和盯!P打c"卻‘n出^●nd^●晰●咖·S1-I∞‘Uw-的模塊使用的具體AT指令實(shí)現(xiàn)會(huì)各不相同，使用展訊公司SM5100B的GSM／GPRS塊的STK功能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)定位消息獲取對(duì)應(yīng)的AT指令序列如下執(zhí)行結(jié)l23 +STGI：3l五+STGl4,5．。；國(guó)科學(xué)院碩士學(xué)位論文—基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)+STGI：5,5，”8083I)53557BAl7406OK／／0．694+STGI：I,3。5肖T+STGI-；國(guó)科學(xué)院碩士學(xué)位論文—基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)+STGI：5,5，”8083I)53557BAl7406OK／／0．694+STGI：I,3。5肖T+STGI-+S'I'GI：3,3。67OK／／0．58AT+STGR-- ／／3．1缸’S忑GI--9+S玳+S礬／／16．85+STGI：2，2，“805F694FElOK／／0．73+STIIq：99／／0．8肌娜R=5析消息內(nèi)容，所以定位終端軟件設(shè)計(jì)不用考慮UNICODE到漢字顯示的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和1AT+SDATACONF=I，W”，℃10．77．16．10。234AT+SSTRSEND--5o6共五條命令，發(fā)第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和1AT+SDATACONF=I，W”，℃10．77．16．10。234AT+SSTRSEND--5o6共五條命令，發(fā)送完之后即可完成通過(guò)GPRs發(fā)送消息。主要是對(duì)單片機(jī)中的串口1行操作，發(fā)送字符串的AT命令(1)連接服務(wù)／／Activate／／類(lèi)似于socket中的(2)發(fā)送位置數(shù)據(jù)fi'om(3)是否通過(guò)網(wǎng)絡(luò)給定位終端發(fā)送數(shù)據(jù)GSM／GPRS模塊(4)有上面+STCPD：I的提示后，讀出服務(wù)器發(fā)送的消息√氣T+SDAD汛+SSTR：I,Datafi'om如果GSM模塊沒(méi)GSM／GPRS模塊(4)有上面+STCPD：I的提示后，讀出服務(wù)器發(fā)送的消息√氣T+SDAD汛+SSTR：I,Datafi'om如果GSM模塊沒(méi)有收到消息，發(fā)送AT+sⅨ妞堰EAD=l后收(5)消息發(fā)送不成功的返回值即AT+SSTRSEND=I,"Datafrom√msn姐蛆啪=l，1，0／／接收數(shù)據(jù)為按照ACSII碼字符砒時(shí)數(shù)據(jù)需要由盯+Sn虹越uBAD讀，／該TCP連接已關(guān)閉。(TCP被異||4．6軟件模塊間的接口方法、和出錯(cuò)處理等問(wèn)題。并且用代碼實(shí)例和具體命令序列闡述了各主控模塊主要完成MCU初始化(包括外接時(shí)鐘的設(shè)置、開(kāi)啟兩個(gè)串口中斷、串口波特率的設(shè)置等)、GSM／GPRS和GPS消息的初始化、調(diào)用GSM／GPRS模塊和GPS模塊提供的函數(shù)、調(diào)用D的設(shè)置、對(duì)各個(gè)功能模塊的初始化和調(diào)用GSM／GPRS模塊完成短消息的讀取、解析和發(fā)送，STK(S眥第四章定位終端軟第四章定位終端軟件的設(shè)計(jì)和相關(guān)的操串口操作模塊完成收發(fā)緩沖區(qū)的管理，以及數(shù)據(jù)在收發(fā)緩沖區(qū)和消息緩沖區(qū)之間交第五章定位服務(wù)中心的設(shè)計(jì)和第五章定位服務(wù)中心第五章定位服務(wù)中心的設(shè)計(jì)和第五章定位服務(wù)中心的設(shè)計(jì)和監(jiān)控中心主要實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS和GSM／GPRS集成的定位系統(tǒng)中的各個(gè)定位終端的控和跟蹤，它能接收并主動(dòng)向系統(tǒng)中各個(gè)定位終端發(fā)送位置請(qǐng)求，然后獲取各個(gè)終端的置消息，解析出GPS消息中的經(jīng)緯度、時(shí)間、速度等值以及GSM網(wǎng)絡(luò)定位消息，并通過(guò)軟件界面顯示，供監(jiān)控中心管理員察看．同時(shí)通過(guò)軟件接口將定位消息發(fā)送到與子地圖【19】或GIS等軟件平臺(tái)接口，以便其他后臺(tái)程序利用終端的位置消息進(jìn)一步進(jìn)分析和處理。最后，監(jiān)控中心還能將處理之后的較精確的用戶(hù)位置消息發(fā)送回位置請(qǐng)者如果監(jiān)控中心沒(méi)有收到定位終端的位置消息，或者收到定位終端的位置消息不可5。1定位服務(wù)中心的軟件架定位服務(wù)中心的軟件體系架構(gòu)如下圖所調(diào)處理井顯終端的位置和狀圖5．1定具體實(shí)現(xiàn)中采用的類(lèi)和類(lèi)與類(lèi)之間的繼承和調(diào)用關(guān)系如下圖所第五章定位服務(wù)中心的設(shè)計(jì)和圖第五章定位服務(wù)中心的設(shè)計(jì)和圖基本框架包含了如圖5．2所一作為程序的主窗口類(lèi)，CMainFrm用CSplitterWnd類(lèi)分成了左右兩個(gè)獨(dú)立窗口，左用來(lái)顯示各種功能按鈕的是COutbarView類(lèi)，右邊用來(lái)顯示信息內(nèi)容的口，分別定義為COutlist類(lèi)和CContentACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)的CDaoDatabase和CDaoRecordset兩個(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)，而這個(gè)類(lèi)本身為二ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)的CDaoDatabase和CDaoRecordset兩個(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)，而這個(gè)類(lèi)本身為二現(xiàn)類(lèi)，而ClAsteningSocket用建立和Server的連接CMsg類(lèi)表示在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信息的基本格式，對(duì)信息的擴(kuò)充起到基礎(chǔ)作用。在建立羅連接的過(guò)程中，CDiscussionDlg用來(lái)指定服務(wù)端口三其他組四在COutlist中，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的加入，查找和刪除是—個(gè)很細(xì)致的工作，雖然查閱大量的資料，基本上實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的功能，但仍然在一些諸如主鍵設(shè)置和排序上面BOOLDelMsg(int5．2界面設(shè)界面采用單文檔的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使用戶(hù)用比較熟悉的OUTLOK界面風(fēng)格．設(shè)計(jì)中除了考慮功能的完整性和合理性外，還重點(diǎn)考慮的界面的友好性和用戶(hù)的易操作性。主要第五章定位服務(wù)中心的設(shè)計(jì)和●服務(wù)器第五章定位服務(wù)中心的設(shè)計(jì)和●服務(wù)器GPRS發(fā)送數(shù)●所有接收的消息列●垃圾具體的監(jiān)控中心主頁(yè)面和消息發(fā)送對(duì)話框分別見(jiàn)圖5．3和圖圖5．3監(jiān)中日科學(xué)院碩士學(xué)中日科學(xué)院碩士學(xué)位論文—基于CoPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)GPRS網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送數(shù)要實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)接收GPRS消息其實(shí)就是使用sockct進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程。監(jiān)控中心相當(dāng)于r，t構(gòu)采用cst通過(guò)Socket建立網(wǎng)絡(luò)連接程序流程圖如下網(wǎng)絡(luò)連接通過(guò)加陀提供的CSockct類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用其監(jiān)聽(tīng)、接受連接的功能，實(shí)現(xiàn)第五章定位服務(wù)中心的設(shè)第五章定位服務(wù)中心的設(shè)計(jì)和用于服務(wù)器端監(jiān)聽(tīng)的CListeningSocket類(lèi)．當(dāng)有用戶(hù)通過(guò)CListcningSoct服務(wù)器為用戶(hù)建立基于CSoc融類(lèi)的OCli吼tSocket進(jìn)行通訊整個(gè)的控制過(guò)程在主窗口的文檔類(lèi)OI．oSlUDc中實(shí)現(xiàn)控制，文檔類(lèi)同樣控制Olt類(lèi)中對(duì)于用戶(hù)信息的即時(shí)顯示功能GSM短消息的接收和發(fā)通過(guò)串口的GSM模塊發(fā)送消息．程序主要完成對(duì)串口的操作．向串口發(fā)送肖T串命該設(shè)計(jì)應(yīng)用Wi32的串口設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)和串口間的通訊，使用對(duì)話框類(lèi)CoetC該設(shè)計(jì)應(yīng)用Wi32的串口設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)和串口間的通訊，使用對(duì)話框類(lèi)CoetCme5．5與GIS和電子地圖等其他程序的接因?yàn)槭盏降腉P$識(shí)的，所以將GPS【27】【29】。所以我們的程序提供一個(gè)和其他程序的接口和兩個(gè)消息存放緩沖區(qū)，電子地和GIS等軟件平臺(tái)只要從“GPS消息緩沖區(qū)”提取消息，然后將轉(zhuǎn)換好的位置消息存到“實(shí)際位置消息”緩沖區(qū)即可．該緩沖區(qū)可以選擇在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)也可以通過(guò)讀寫(xiě)文操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果數(shù)據(jù)量較大還可以考慮通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫(xiě)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)5．6本章主要介紹了監(jiān)控中心的軟件設(shè)計(jì)框架、各個(gè)功能模塊要解決的關(guān)鍵問(wèn)題、各監(jiān)控中心軟件主要是通過(guò)友好的軟件界面使用戶(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)移動(dòng)定位終端的控制常重要的目前我們?cè)O(shè)計(jì)的監(jiān)控中心只實(shí)現(xiàn)了最基本的監(jiān)控功能，在性能和效率方面還不是很第六章定位系統(tǒng)定位精度的提高和定位盲區(qū)減少的方法研第第六章定位系統(tǒng)定位精度的提高和定位盲區(qū)減少的方法研第六章定位系統(tǒng)定位精度的提高和定位盲區(qū)減少的方法研6．1提高定位精度的方慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)是一種不依賴(lài)于任何外部信息、也不向外部輻射能量的自式導(dǎo)航系統(tǒng)。兵有很好的隱蔽性，其工作環(huán)境不僅包括空中、地球表面，還可以慣性導(dǎo)航的基本工作原理是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ)的，通過(guò)測(cè)量載體在慣性參考系的速度，將它對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，且把它變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中，就能夠得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系的速度、偏航角和位置信息等目前，慣導(dǎo)可分為兩大類(lèi)：平臺(tái)式慣導(dǎo)和捷聯(lián)式慣導(dǎo)的主要區(qū)別在于，前有實(shí)體的物理平臺(tái)，陀螺和加速度計(jì)置于由陀螺穩(wěn)定的平臺(tái)上，該平臺(tái)跟蹤導(dǎo)航坐標(biāo)以實(shí)現(xiàn)速度和位置解算，姿態(tài)數(shù)據(jù)直接取自于平臺(tái)的環(huán)架；在捷聯(lián)式慣導(dǎo)中，陀螺和速度計(jì)直接固連在載體上。慣性平臺(tái)的功能由計(jì)算機(jī)完成，故有時(shí)也稱(chēng)作”數(shù)學(xué)平臺(tái)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)既可以作為導(dǎo)航的獨(dú)立裝置來(lái)使m[18GPS導(dǎo)航系統(tǒng)協(xié)同工作．慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一般有加速度計(jì)、陀螺平臺(tái)、計(jì)算機(jī)，以及控制分器加以積分，把信號(hào)變成速度，再由另一積分器積分成路程，再經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換而得速度計(jì)測(cè)出的加速度信號(hào)，可按下頁(yè)平面導(dǎo)航原理圖6．1平面導(dǎo)圖慣導(dǎo)有固定的漂移率，這樣會(huì)造成物體運(yùn)動(dòng)的誤差，因此長(zhǎng)射程的武器慣導(dǎo)有固定的漂移率，這樣會(huì)造成物體運(yùn)動(dòng)的誤差，因此長(zhǎng)射程的武器通常會(huì)采戰(zhàn)斧也采用了GPS／INS+地形匹配的技術(shù)，多數(shù)運(yùn)載火箭采用平臺(tái)式慣導(dǎo)等慣性導(dǎo)航與衛(wèi)星定位(礬S／GPS自?xún)?yōu)勢(shì)并取長(zhǎng)補(bǔ)短，利用GPS的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與適中精度，來(lái)彌補(bǔ)INS或增大的缺點(diǎn)，利用INS的短期高精度來(lái)彌補(bǔ)GPS丟失信號(hào)等的缺點(diǎn)，進(jìn)一步突出捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高、體積小的定向操縱性能，使之快速捕獲或重新捕獲GPS衛(wèi)星信號(hào)，同時(shí)借助GPS連續(xù)提供高精度位置信息和速度信息，估計(jì)并校正慣導(dǎo)系統(tǒng)的位置誤差、速度誤差和系統(tǒng)其它差參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其空中傳遞對(duì)準(zhǔn)和標(biāo)定，從而可放寬對(duì)其精度提出的要求，使得整個(gè)合制導(dǎo)系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)化，具有很高的GPs門(mén)阱S兩者組合的關(guān)鍵器件，是作為兩者的接口并起數(shù)據(jù)融合作用的卡爾曼濾器128]?？柭鼮V波技術(shù)是由RC．卡爾曼和R．S．布西于20世紀(jì)60年用高速數(shù)字式計(jì)算機(jī)進(jìn)行人造地球衛(wèi)星軌道和導(dǎo)航等計(jì)算要求，而提出的一類(lèi)新的線濾波的模型和方法，通稱(chēng)為卡爾曼濾波136]。采用卡爾曼濾波器，可以將慣導(dǎo)系統(tǒng)的差、陀螺的隨機(jī)漂移、加速度計(jì)的誤差，作為狀態(tài)變量列出離散化的狀態(tài)方程，建立估值，控制器根據(jù)這些誤差的最優(yōu)估值對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行校正綜合，使組合系統(tǒng)的導(dǎo)航位誤差為最?。捎诳柭鼮V波器是一種具有無(wú)偏性的遞推線性最小方差估計(jì)，即其振陀螺，以及各種微機(jī)電制造技術(shù)等。③GPS／INS耦合技術(shù)，包括卡爾曼濾波配置、第六章定位系統(tǒng)定位楠度的提高和定位盲區(qū)減少的方法研干擾技術(shù)，包括GPS接收機(jī)第六章定位系統(tǒng)定位楠度的提高和定位盲區(qū)減少的方法研干擾技術(shù)，包括GPS接收機(jī)把經(jīng)緯度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用戶(hù)可以理解的位置數(shù)據(jù)是監(jiān)控中心服務(wù)器的重要功能。位轉(zhuǎn)換效率越高，轉(zhuǎn)換精度越高，則用戶(hù)獲取的位置信息就越迅速越準(zhǔn)確。所以提高中心服務(wù)器的性能是提高定位精度性能的有效方法位置轉(zhuǎn)換工作實(shí)質(zhì)就是對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的查找和匹配。難點(diǎn)就在于如何在空間海量據(jù)庫(kù)中準(zhǔn)確而迅速的找出經(jīng)緯度對(duì)應(yīng)的位置信息．解決方法可以從數(shù)據(jù)庫(kù)本身和查配算法的優(yōu)化兩方面入手．既可以采用已有的空間數(shù)據(jù)庫(kù)還可以自定義出符合我們的空間數(shù)據(jù)庫(kù)；既可以采用經(jīng)典的查找匹配算法，也可以我們自己進(jìn)行多種查找算法化的策略總之，從提高空間數(shù)據(jù)庫(kù)的效率入手進(jìn)而提高定位精度和效率是行之有效的。然這部分工作不僅僅涉及定位領(lǐng)域的知識(shí)，還涉及GIS和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域方面的技所以這部分是一個(gè)跨領(lǐng)域的研究課題。也是我們下一步工作的努力方向之一6．2雖然GPS在導(dǎo)航、定位、測(cè)速、定向方面有著廣泛的應(yīng)用，但由于其信號(hào)常被地形地物遮擋，導(dǎo)致精度大大降低，甚至不能使用．尤其在高樓林立城區(qū)和植被茂密的林區(qū)目前．世界上正在運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要有兩大系統(tǒng)：一是美國(guó)的系統(tǒng)，二是俄羅斯的“格魯納斯”系統(tǒng)。近年來(lái)，歐洲也提出了有自己特色的“伽利略”球衛(wèi)星定位計(jì)劃。因而，未來(lái)密布在太空的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)將形成美、俄、歐操縱與GPS系統(tǒng)一樣，俄羅斯GLONASS(GIobalOrbitingSystem)衛(wèi)星位系統(tǒng)也是由軍方負(fù)責(zé)研制和控制的軍民兩用導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)。由24顆衛(wèi)星組成的中圖科學(xué)院碩士學(xué)位論文—基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)中圖科學(xué)院碩士學(xué)位論文—基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)號(hào)采用碼分多址體制，每顆衛(wèi)星的信號(hào)頻率和調(diào)制方式相同，不同衛(wèi)星的信號(hào)靠不偽碼區(qū)分；而GLONASS采用頻分多址體制，衛(wèi)星靠頻率不同來(lái)區(qū)分，每組頻率的偽機(jī)碼相同。由于衛(wèi)星發(fā)射的載波頻率不同，GLONASS可以有效地防止整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航統(tǒng)同時(shí)被敵方干擾，因而具有更強(qiáng)的抗干擾能力．二是坐標(biāo)系不同。GPS坐標(biāo)系，而GLONASS使用前蘇聯(lián)地心坐標(biāo)系，兩者各有優(yōu)長(zhǎng)．三是時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)不同。系統(tǒng)時(shí)與世界協(xié)調(diào)時(shí)相關(guān)聯(lián)，而GLONASS則與莫斯科標(biāo)準(zhǔn)時(shí)歐洲于上個(gè)世紀(jì)90年代起，開(kāi)始著手對(duì)“伽利略”計(jì)劃【43】進(jìn)行論證。但由于美國(guó)極力反對(duì)以及歐盟內(nèi)部存在分歧，所以直到2002年3斥資27億美元，在5年內(nèi)完成“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的部署工作，計(jì)劃在2008建成并投入運(yùn)營(yíng)，從而標(biāo)志該系統(tǒng)已正式啟動(dòng)。據(jù)外刊報(bào)道，“伽利略’’衛(wèi)星導(dǎo)航定位統(tǒng)星座將由30顆衛(wèi)星組成，衛(wèi)星采用中等地球軌道，均勻地分布在高度約為2．3的3個(gè)軌道面上。地面控制設(shè)施包括衛(wèi)星控制中心和提供各項(xiàng)服務(wù)所必需的地面設(shè)施支持開(kāi)放、商用、生命安全、政府管理和搜救等多項(xiàng)服務(wù)．據(jù)悉，這一系統(tǒng)不但面向球，還有區(qū)域服務(wù)單元，即把全球劃分為8個(gè)區(qū)域，可發(fā)送針對(duì)各自區(qū)域的集成信息。統(tǒng)能滿足機(jī)場(chǎng)、港口、鐵路，公路、工業(yè)密集區(qū)等不同場(chǎng)合的定位要求，并有很高的位精度．其典型功能是信號(hào)中繼，即向用戶(hù)接收機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，可以通過(guò)～種特殊的系方式或其他系統(tǒng)的中繼來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其服務(wù)中心是面向時(shí)問(wèn)信號(hào)精度可達(dá)到很高。必要時(shí)，免費(fèi)使用的信號(hào)精度可達(dá)6米，如果與GPS合作用甚至能精確至4米．正如有關(guān)專(zhuān)家所說(shuō)：“如今的GPS只能找到街道，而伽利略卻找到車(chē)庫(kù)之門(mén)的國(guó)家．我國(guó)將發(fā)射“北斗二代”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的第一顆星，與現(xiàn)有“北斗一代”三第六章定位系統(tǒng)定位精度的第六章定位系統(tǒng)定位精度的提高和定位盲區(qū)減少的方法研科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度，今年下半年即可組網(wǎng)，2008年可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的市場(chǎng)化應(yīng)用。為進(jìn)一步規(guī)范衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場(chǎng)，形成一套完整的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)我國(guó)自主北斗衛(wèi)星系的民用化建無(wú)論是GPS、GLDNASS，GAI肛EO系統(tǒng)還是我國(guó)正在研發(fā)的“北斗二號(hào)”定位統(tǒng)，他們的導(dǎo)航終端的工作原理都基本相同?？梢灶A(yù)見(jiàn)，幾年后將形成多個(gè)系統(tǒng)逐鹿空。所以研發(fā)多系統(tǒng)接收勢(shì)在必行．并且是減少定位盲區(qū)的行之有效的方法第七章總結(jié)和展隨著移動(dòng)定位技術(shù)的發(fā)展，單純的基于GPS端都將無(wú)法滿足用戶(hù)的需求。前者的GPS盲區(qū)；后者定位精度和定位能力極大地受到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的限制。本文提出一種集成了定位和GSM／GPRS件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)和監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方法．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種定位系統(tǒng)結(jié)了GPS和GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)兩種定位方式第七章總結(jié)和展隨著移動(dòng)定位技術(shù)的發(fā)展，單純的基于GPS端都將無(wú)法滿足用戶(hù)的需求。前者的GPS盲區(qū)；后者定位精度和定位能力極大地受到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的限制。本文提出一種集成了定位和GSM／GPRS件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)和監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方法．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種定位系統(tǒng)結(jié)了GPS和GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)兩種定位方式的優(yōu)點(diǎn)，定位性能大大提高本章將總結(jié)全文的主要工作，并對(duì)今后的工作提出進(jìn)一步的設(shè)想7．1本文主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)本文介紹了定位系統(tǒng)中涉及的相關(guān)概念，綜述了這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)已有的研究成果和成技術(shù)，并分析了各個(gè)定位系統(tǒng)的聯(lián)系和區(qū)別。在此基礎(chǔ)上，本文針對(duì)實(shí)際存在的問(wèn)出一種基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)的想法1．設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了集成了GPS功能和GSM／GPRS功能的雙定位終端。該定位終端2．提出了～MFC的單文檔程序結(jié)構(gòu)，能夠同時(shí)支持短消息收發(fā)和GPlLS服務(wù)平臺(tái)(GIS和電子地圖等)的接口和友好的用戶(hù)界面。同時(shí)，該監(jiān)控中心還能和3．研究并提出了幾種提高定位系統(tǒng)定位精度和減少定位盲區(qū)的方法。主要方法包提高經(jīng)緯度到位置信息的轉(zhuǎn)換精度；實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)定位，集成多種定位導(dǎo)航方式。比如性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)、俄羅斯的“格魯納斯”系統(tǒng)(GLONASS)、歐盟的“伽第七章總結(jié)和展(GAI肛壓0)以及我國(guó)的“北斗二代”系統(tǒng)。這些方法都能有效地提高第七章總結(jié)和展(GAI肛壓0)以及我國(guó)的“北斗二代”系統(tǒng)。這些方法都能有效地提高定位精度少定位盲區(qū)對(duì)GPS和GSM／GPRS基于GPS和GSM／GPRS的定位系統(tǒng)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明我的定位系統(tǒng)確實(shí)在定位性能上比單定位方式大大提高．定位終端能夠正常接收號(hào)，并且在沒(méi)有GPS定位消息的方式下通過(guò)GSM／GPRS準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)定位，此外能夠成通過(guò)GSM短消息和GPRS將位置消息同時(shí)傳輸給用戶(hù)和監(jiān)控中心且將各個(gè)終端的位置顯示給管理員查看，同時(shí)將位置消息存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，以供計(jì)費(fèi)接口7．2今后工作展用前景的方法，但還存在著一定的問(wèn)題和不足，對(duì)它的進(jìn)一步研究工作可以圍繞以下題展開(kāi)1．定位終端功能更強(qiáng)目前我們?cè)O(shè)計(jì)的定位終端，MCU采用的是TI公司的MSP430單片機(jī)，這款雖然在單片機(jī)中屬于功能比較強(qiáng)大完善的產(chǎn)品，但是由于主頻、編程FLASH能模塊和接口等的限制，尚不能運(yùn)行Linux，winCE功能，向智能型和多用途的定位終端方向努力【221【23】。此外，還可以采用我們計(jì)算所龍芯和空間信息處理實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)成DSP動(dòng)定位終端的運(yùn)行平臺(tái)和解決方案2．定位監(jiān)控要組建一個(gè)高性能、高質(zhì)量的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，只有定位終端是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。還需集成了GIS、GPS、GSM和電子地圖等綜合功能的控制后臺(tái)的強(qiáng)有力支持．我們的定中心除了要能夠支持大用戶(hù)量的突發(fā)數(shù)據(jù)處理之外，還要能夠保證處理的效率和速度到對(duì)用戶(hù)請(qǐng)求的及時(shí)、快速、準(zhǔn)確的響應(yīng)．此外，定位監(jiān)控中心還應(yīng)該提供除了定導(dǎo)航之外的豐富多彩的增值服務(wù)。比如提供對(duì)用戶(hù)出行路線的建議、天氣預(yù)報(bào)、周邊3．要提高定位精度和定位范圍，3．要提高定位精度和定位范圍，實(shí)現(xiàn)“精確定位無(wú)處不在”的理想，利用多系統(tǒng)定勢(shì)在必行。不論是現(xiàn)在已經(jīng)使用的GPS、INS、GSM，GPI峪、G“)NAss還是即將4．定位終端的小GPS／GSM／GPRS芯片進(jìn)行開(kāi)發(fā)【42】，從而減小定位終端的重量和體積。我們中國(guó)科學(xué)計(jì)算技術(shù)研究所在芯片級(jí)的設(shè)計(jì)方面有強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和寶貴的經(jīng)驗(yàn)。所以能夠?qū)崱罢粕隙ㄎ弧钡健爸干隙ㄎ弧笔俏覀兿乱徊蕉ㄎ唤K端小型化的努力方向總之，在定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，我們才邁出了第一步，許多高精尖的技術(shù)問(wèn)題還有解決。我們下一步的研究工作應(yīng)該著重放在這些高精尖的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題上【49】，努參考文【1】1MaChao&LinMing,GPS—GSMMobileNavigator．CircuitCcll碣2003-02，151：1—社GPS【3】VonTeta1．ASN-22CombinedGPS，GU)NAsSReceiverModule【5】同SMSl00B【8參考文【1】1MaChao&LinMing,GPS—GSMMobileNavigator．CircuitCcll碣2003-02，151：1—社GPS【3】VonTeta1．ASN-22CombinedGPS，GU)NAsSReceiverModule【5】同SMSl00B【8】 navigation,DGPS rerxivers,GPSnew印【lo]landauHprecisionof3rdInternationalconferenceondifferential Practiceon 【12】DataQuality．SurveyReview03K),200【TcclmologyfactsandproductsupportPracticeonAil-bomGPSQuality．Survey【171WebsJD’KceDS．AdirectperformancecomparisonbetweenlooselycoupleandintegrationoftheDanidCanalysisofatightlyOGPS／InertialSystemfortwointegritymonitoring【19]http：／Avww．delorme．com／PubHshesatlatopographicReceiverintegrationoftheDanidCanalysisofatightlyOGPS／InertialSystemfortwointegritymonitoring【19]http：／Avww．delorme．com／PubHshesatlatopographicReceiverwww．topcongps．corn,January[21]Abbott,Eandlowell．I．a(chǎn)ndvehicleNavigationUsingGPS[J]．Proceedingsofthe[221劉舒時(shí)．基于智能手機(jī)的導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)．中國(guó)全球定位系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)第八次應(yīng)用協(xié)會(huì)第八次年會(huì)論文集，2005．10：95-【24】南振岐．?dāng)?shù)字城市公眾地理信息系統(tǒng)之智能交通車(chē)輛GPS監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)方案．中【25】l_in-Wu，Ming