GPS定位系统设计

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基于GPS的车辆定位系统设计与实现

基于GPS的车辆定位系统设计与实现GPS（全球定位系统）是一种利用卫星信号进行定位的技术，近年来在车辆定位领域得到了广泛应用。

本文将探讨基于GPS的车辆定位系统的设计与实现。

1. 引言车辆定位系统可以对车辆的位置和行驶状态进行实时监测和记录，对于车队管理、反恐防控、物流配送等领域具有重要意义。

而基于GPS的车辆定位系统则可以充分利用卫星信号实现高精度定位。

2. 系统设计（1）硬件设计基于GPS的车辆定位系统的硬件设计主要包括GPS接收器、GSM模块和中央处理器。

GPS接收器用于接收卫星信号并对车辆位置进行定位，GSM模块用于实时传输车辆位置信息，中央处理器则负责对接收到的数据进行处理和存储。

（2）软件设计车辆定位系统的软件设计主要包括位置计算算法、通信协议和用户界面设计。

位置计算算法可以利用接收到的卫星信号计算车辆的经纬度坐标，并根据时间和速度信息进行位置预测。

通信协议则用于将位置信息传输给监控中心或用户手机。

用户界面设计则需简洁明了，方便用户查看车辆位置和相关信息。

3. 系统实现（1）硬件实现车辆定位系统的硬件实现需要选购适合的GPS接收器、GSM模块和中央处理器，并进行相应的连线和调试。

GPS接收器应安装在车辆天线上，以便接收到卫星信号；GSM模块则需要与通信基站连接，以便传输位置信息。

（2）软件实现车辆定位系统的软件实现首先需要编写位置计算算法，确定如何根据接收到的卫星信号计算车辆位置。

其次，需要设计通信协议，使得位置信息可以通过GSM 模块传输给监控中心或用户手机。

最后，需要设计用户界面，使得用户可以方便地查看车辆位置和其他相关信息。

4. 系统优化为提高车辆定位系统的准确性和稳定性，可以进行一系列优化措施。

首先，可以增加卫星信号接收器的数量，以提高信号的强度和稳定性。

其次，可以引入差分GPS技术，减小定位误差。

此外，还可以对算法进行优化，提高位置计算的准确性。

5. 应用前景基于GPS的车辆定位系统在车队管理、反恐防控、物流配送等领域具有广阔的应用前景。

NMEA-0183GPS定位信息显示系统方案设计

中文摘要GPS定位系统在人们的日常生活中已被广泛使用，已然成为人们生活中的重要组成部分。

因其具有定位精度高、价格低廉、适用性强等特点，在许多领域都占有主导地位。

本次设计将介绍一种简易GPS卫星定位显示系统，GPS模块采用ublox 公司旗下的NEO-6M模块，同时主控MCU采用51单片机STC89C52，显示屏幕采用常见的LCD-12864液晶屏，通过对单片机串口接收到的GPS数据包进行解析并显示在12864液晶上，实现实时地理位置信息的采集与显示。

同时采用电池供电以实现体积小巧、携带方便。

关键词：GPS定位；STC89C52 NEO-6M；LCD-12864；第一章绪论1.1 课题背景及意义GPS全球卫星导航系统在军事，商用，民用上都具有广阔的领域，现在应用GPS 的产品已经随处可见，比如常见的汽车导航仪，GPS测距测亩仪，GPS定位追踪搜救系统等等，虽然这些功能都比较强大，但差不多都是应用在特定的领域，结合其他的功能模块一起设计使用的，而且仪器价格高，而且对于需要简单定位功能来说没有必要那么复杂。

所以在这种情况下，本次设计的定位显示系统满基本的GPS的定位系统的需求。

1.2 课题研究的目标和任务本次设计的主要任务是通过单片机与GPS模块进行通信，解析出NEMA-0183语句并提取需要的经纬度、时间日期在12864液晶上进行显示。

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，接收并解析它所输出的数据包，用C语言编写相关单片机控制和解析程序，并在液晶显示器成功的显示相关的信息。

第二章 GPS定位信息显示系统方案设计2.1 全球GPS卫星导航系统系统简介GPS卫星到现在为止已经设计了三代，第一代为实验卫星，一共发射了11颗卫星，设计的寿命是5年，现在已经停止工作了。

第二代称之为工作卫星，一共发射了28颗，寿命是7.5年，从1989年开始发射到1994年上半年发射完成。

第三代卫星尚在设计中计划20颗，用来取代第二代提高并改善卫星定位系统。

正规车辆gps定位系统方案

正规车辆GPS定位系统方案一、GPS定位系统简介GPS定位系统是一种采用卫星导航原理进行车辆定位的技术。

该技术利用卫星将位置信息和时间信息传输到地面，通过GPS接收器接收并加以处理，得到车辆的位置信息、速度信息等数据，为车辆管理和调度提供基础数据支持。

二、GPS定位系统的应用GPS定位系统的应用范围非常广泛，主要体现在以下几个方面：1.车辆调度与管理：对于物流、运输、公共交通等大型车队， GPS定位系统能够实现对车辆的实时监控，及时了解车辆位置、运行状态等信息，方便调度管理。

2.车辆安全： GPS定位系统可以实现车辆防盗定位、防撞报警、超速报警等功能，提高车辆安全性。

3.行车轨迹分析： GPS定位系统可以记录车辆历史轨迹、行驶速度、停留时间等信息，提供后续分析使用。

三、正规车辆GPS定位系统方案正规车辆GPS定位系统需要考虑以下几个方面：1.硬件设备：GPS接收器是GPS定位系统的核心设备，需要选择具有稳定性和准确性的产品。

另外，需要保证该设备接收卫星信号的质量和通信稳定性。

2.软件平台：需要选择一家专业的GPS信息服务提供商，其提供的软件平台应能够满足车辆定位、数据采集、数据分析等要求，同时能够支持移动终端APP和Web端的应用。

3.数据安全：车辆运输的数据是敏感信息，需要采取有效措施保护数据安全。

需要选择具备数据加密、数据备份等机制的GPS信息服务提供商。

四、GPS定位系统的优缺点GPS定位系统具有以下优缺点：1.优点：•实时监控车辆运行状态。

•提高车辆调度效率。

•提高车辆安全性。

•便于后续数据分析。

2.缺点：•安装费用较高。

•容易受到人为破坏。

•容易受到信号干扰。

五、GPS定位系统的未来发展随着人们对物流、运输、公共交通等行业的要求越来越高，GPS定位系统的未来将会越来越重要。

未来的GPS定位系统将具备以下几个发展趋势：1.智能化发展：未来的GPS定位系统将会集成人工智能技术，实现更加智能化的管理和调度。

毕业设计定位系统

毕业设计定位系统毕业设计定位系统在现代社会中，定位系统已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。

无论是出行导航、物流追踪还是社交媒体地理标签，定位系统都在为我们提供准确的位置信息。

然而，在某些特定的场景中，传统的定位系统可能无法满足我们的需求。

因此，为了解决这一问题，我决定将我的毕业设计项目定位在开发一种全新的定位系统上。

首先，我将介绍一下目前常见的定位系统的局限性。

传统的GPS定位系统在户外环境下表现良好，但在室内环境中定位精度较差。

这是因为GPS信号在室内被建筑物和其他障碍物所阻挡，导致信号弱化。

另外，GPS定位系统对于高楼大厦密集的城市中的垂直定位也存在一定的困难。

此外，GPS定位系统对于一些特殊场景，如地下车库、山洞等，也无法提供准确的定位信息。

为了解决这些问题，我计划开发一种基于无线信号的定位系统。

这种系统将利用Wi-Fi、蓝牙、RFID等无线信号进行定位。

与GPS不同，这种定位系统不依赖于卫星信号，而是通过接收和分析周围的无线信号来确定用户的位置。

在室内环境中，Wi-Fi信号覆盖范围广，可以提供更准确的定位信息。

而蓝牙和RFID信号则可以用于近距离定位，适用于一些特殊场景。

为了实现这一定位系统，我将开发一个定位设备和一个定位算法。

定位设备将用于接收和分析无线信号，并将定位信息传输给用户设备。

定位算法将根据接收到的信号强度、信号延迟等信息来计算用户的位置。

通过不断地优化算法，我希望能够提高定位的精度和准确性。

除了室内定位，我还计划将这个定位系统应用于一些特殊场景。

例如，在医院中，这个定位系统可以帮助医生和护士快速找到病人的位置，提高工作效率。

在物流行业，这个定位系统可以用于追踪货物的位置，提供更准确的物流信息。

在旅游业中，这个定位系统可以为游客提供导航服务，帮助他们更好地探索陌生的城市。

当然，开发一个全新的定位系统并不是一件容易的事情。

我将面临许多挑战，如信号干扰、定位精度、算法优化等。

为了解决这些问题，我将进行大量的实验和测试，并与相关领域的专家进行交流和讨论。

GPS卫星定位坐标计算及程序设计

GPS卫星定位坐标计算及程序设计GPS卫星定位是一种利用全球定位系统（GPS）卫星接收并处理信息来确定位置的技术。

它使用三个或更多GPS卫星的信号来计算接收器的位置。

GPS卫星发送包括时间和位置信息的无线电信号，接收器接收这些信号并通过计算信号的传播时间，确定接收器所在的位置。

GPS坐标系统使用经度和纬度来表示地理位置。

经度是指地球上其中一点距离本初子午线（格林尼治子午线）的角度，取值范围为0-180度，东经为正，西经为负。

纬度是指地球上其中一点距离赤道的角度，取值范围为0-90度，北纬为正，南纬为负。

通过计算GPS卫星的信号传播时间，我们可以确定接收器所在位置的经度和纬度，并将其表示为GPS坐标。

要进行GPS卫星定位坐标计算，可以按照以下步骤进行：1.获取GPS卫星信号：使用GPS接收器接收GPS卫星发送的信号。

每个GPS接收器一般都能接收多达24颗卫星的信号。

2.计算信号传播时间：通过记录信号发送和接收的时间差，可以计算出信号从卫星到达接收器的传播时间。

由于信号的传播速度是已知的（约为300,000公里/秒），可以根据传播时间计算出信号传播的距离。

3.确定卫星位置：由于我们知道每个GPS卫星的位置信息，可以根据信号传播距离计算出接收器和每个卫星之间的距离差。

通过多个卫星的距离差，可以确定接收器所在的位置。

4.计算经度和纬度：使用三角函数和数学模型，通过接收器和卫星之间的距离差，可以计算出接收器的经度和纬度。

5.显示位置信息：将计算得到的经度和纬度转换为可读的格式，并显示在GPS接收器或其他设备上。

1.数据传输：首先需要确保GPS接收器能够接收和传输卫星信号的数据。

可以使用串行通信接口（如RS-232）或USB接口，将接收器与计算机或其他设备连接起来。

2.数据接收和处理：编写程序来读取接收器传输的信号数据，包括卫星信号的传播时间、卫星位置信息等。

根据所选的编程语言和平台，可以使用相应的库和函数来实现数据读取和处理的功能。

基于单片机的GPS定位系统设计

基于单片机的GPS定位系统设计摘要：GPS全球定位系统在实际生活中被广泛应用，是当今信息数字化时代发展中的重要组成部分。

因其具有性能好、精度高、应用广的特点，使其成为迄今为止最好的定位导航系统。

本次设计以单片机为核心，通过GPS接收模块接收GPS卫星信号，然后将数据发送到单片机的串口。

单片机执行串口中断，提取所需要的数据并进行处理，最后将处理的数据通过液晶屏显示，成功实现定位。

本系统由52单片机、GPS模块M-87、12864液晶屏等硬件组成，应用C语言编程，完成了GPS信息的提取、处理和显示。

系统可以显示当地经度、纬度、时间、高度等信息，是一台体积小巧、携带方便、可以独立使用的全天候实时的定位导航设备。

关键词：单片机；GPS接收模块；12864液晶屏；串行通信总体方案的设计：本次设计以单片机（STC89C52）为核心，首选通过GPS（M-87）接收模块接收GPS卫星信号，然后将数据发送到单片机的串口，单片机执行串口中断，提取所需要的数据并处理，最后将处理后的数据通过液晶显示屏（LCD12864）显示。

该GPS定位系统硬件电路主要由以下几个部分组成：(1) 控制部分：以STC89C52单片机为核心的小型控制系统；（2）接收部分：以GPS（M-87）接收模块为核心的GPS接收机；（3）显示部分：由LCD12864构成的液晶显示电路；（4）电源部分: 由三节1.5V干电池串连而成的电源进行供电。

该GPS定位系统软件部分主要由以下几个部分组成：（1）串口初始化程序：对TMOD、TH1、TL1、REN、RI、TI等进行赋初值；（2）液晶初始化程序：令PSB=1使LCD为并口方式及LCD开、关标设定等；（3）数据接收与处理程序：编写数据提取与处理程序，实时接收与处理数据。

（4）延时程序：编写延时函数，延时函数可以控制液晶屏内容的显示时长；由此可知：GPS接收模块将接收到的GPS卫星导航电文调制解码，转换为标准格式后，通过串行口将数据送给单片机，当单片机执行串口中断收到GPS接收模块发来的数据，经过片内程序的识别筛选，将筛选出来的数据进行处理后送到显示模块，最后通过液晶显示屏按照要求显示。

基于单片机的GPS定位系统设计【范本模板】

基于单片机的GPS定位系统设计摘要GPS是全球定位系统英文名词Global Positioning System的缩写.该系统是美国布设的第二代卫星无线电导航系统。

它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息.其目的是在全球范围内对地面和空中目标进行准确定位和监测。

现在，GPS接收机作为一种先进的导航和定位仪器，已在军事及民用领域得到广泛的应用。

本设计是基于AT89C51单片机来实现的简易GPS定位信息显示系统。

本控制系统主要完成接受数据、时间显示、经度显示、纬度显示等常规功能.此方案基于单片机、GPS模块和12864液晶显示屏等硬件，并应用C语言实现了GPS信号的提取、显示及基本的键盘控制操作等。

经过实践测试，这种接收机可以达到基本GPS信息的接收以及显示，可以做到体积小、精度高、连续导航，并可广泛应用于个人野外旅游探险、出租汽车定位及海上作业等领域。

关键词：GPS定位系统，单片机，液晶显示屏DESIGN OF GPS RECEIVER BASED ON 51 SINGLE CHIPCOMPUTERABSTRACTGPS is the abbreviation of the English term Global Positioning System global positioning system. The system is the United States laid the second generation satellite radio navigation system. It can provide users with continuous, real—time，global, round—the—clock，high precision three dimensional coordinates, three velocity and time information. Aimed at targets on the ground and in the air around the world an accurate positioning and monitoring。

基于单片机的GPS全球卫星定位系统设计

目录第一章GPS简介及基本理论 (2)1.1 GPS的概述 (2)1.2 GPS的组成 (3)1.3 GPS的发展趋势 (3)1.4 Globalsat和HOLUX的EB-3531 (4)1.5 EB-3531的特点 (5)第二章硬件电路设计 (7)2.1 电源转换电路设计 (7)2.2 GPS接收模块与单片机接口电路设计 (9)2.3 单片机控制系统的硬件电路 (9)第三章软件部分设计 (11)3.1 串口通行模块 (11)3.2主程序设计 (13)第四章调试 (15)4.1 硬件调试 (15)4.2 软件调试 (15)第五章总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)第一章 GPS简介及基本理论1.1 GPS的概述GPS是英文Navigation Satellitte Timing and Ranging/Global Positioning System的字头缩写词（NAVSTAR/GPS）的简称。

它的含义是，利用卫星的测时和测距进行导航，以构成全球卫星定位系统。

现在国际上已经公认：将这一全球定位系统简称：GPS。

GPS系统的前身为美军研制的一种“子午仪”导航卫星系统(Transit），1958年研制，64年正式投入使用。

该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。

然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。

由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。

美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。

为此,美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。

gps智慧农业系统设计方案

gps智慧农业系统设计方案GPS智慧农业系统设计方案1.引言农业是人类的重要产业之一，随着科技的发展和进步，智慧农业系统成为了农业生产的新趋势。

GPS（全球定位系统）是一种利用卫星技术进行定位的系统，结合GPS和智慧农业技术，可以提高农业生产的效益和减少资源的浪费。

本文将介绍一种基于GPS的智慧农业系统设计方案。

2.系统概述本系统主要包括以下几个模块：2.1 GPS定位模块：通过GPS定位技术获取农田的精确位置信息。

2.2 数据采集模块：通过传感器采集土壤湿度、温度、光照等农田环境数据。

2.3 数据处理模块：对采集到的农田环境数据进行处理和分析，生成相应的农田管理策略。

2.4 控制模块：根据农田管理策略，控制水肥量、光照等农田关键参数。

3.系统设计3.1 GPS定位模块该模块由GPS接收器和相应的软件构成，通过GPS接收器获取农田的位置信息，并将位置信息传输给数据采集模块。

可以使用已有的GPS定位设备，或者自行开发适用于农田的GPS定位系统。

3.2 数据采集模块该模块包括土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器等，通过这些传感器采集农田的环境数据。

采集到的数据可以通过无线传输方式传输到数据处理模块。

3.3 数据处理模块该模块主要负责对采集到的农田环境数据进行处理和分析，生成相应的农田管理策略。

其中包括不同作物的土壤要求、适宜的光照强度、温度范围等。

可以使用机器学习算法对大量的数据进行分析，为农田管理提供科学的依据。

3.4 控制模块该模块根据数据处理模块生成的农田管理策略，控制水肥量、光照等农田关键参数。

可以采用自动喷灌系统和自动调节光照系统等来实现对农田的精确控制。

此外，还可以利用智能遥控技术，通过手机或电脑远程监控和调节农田参数。

4.系统优势4.1 提高农田管理的精确性：通过GPS定位和数据处理模块的分析，可以为不同的农田提供个性化的管理策略，提高农田管理的精确性。

4.2 节约资源和减少浪费：通过实时监测和控制系统，可以根据实际情况调整水肥量、光照等关键参数，避免资源的过度浪费。

高精度北斗导航定位系统设计与实现

高精度北斗导航定位系统设计与实现导语：随着卫星导航技术的快速发展，全球定位系统（GPS）在生活中的应用越来越广泛。

而作为我国自主研发的全球卫星导航系统，北斗导航系统在提供导航定位服务方面具备独特的优势。

为了满足用户对于高精度定位需求，高精度北斗导航定位系统的设计与实现成为一个重要的研究方向。

本文将介绍高精度北斗导航定位系统的设计原理与实现方法。

一、设计原理高精度北斗导航定位系统主要包括信号接收与处理、数据计算与校正、定位算法与精度优化等模块。

下面将详细介绍这些模块的设计原理。

1. 信号接收与处理高精度北斗导航定位系统首先需要接收卫星发射的导航信号。

一般情况下，系统会选择多颗卫星进行信号接收，以提高定位精度。

接收到的信号需要进行预处理，包括频率同步、码相对齐等操作，以便后续的数据计算与校正。

2. 数据计算与校正接收到的导航信号中包含了多种参数，如卫星位置、钟差等。

系统需要对这些参数进行计算和校正，以获得更精确的定位结果。

数据计算与校正主要涉及导航星历解算、钟差修正等算法，采用高精度的数学模型来提高定位精度。

3. 定位算法与精度优化根据接收到的导航信号和经过计算与校正的参数，系统可以通过定位算法来估计用户的位置。

定位算法有多种，常用的包括最小二乘法（LS）、卡尔曼滤波（KF）等。

为了提高定位精度，系统还可以采用精度优化的方法，如差分定位、多智能体定位等技术。

二、实现方法高精度北斗导航定位系统的实现需要考虑多个方面的因素，包括硬件设备、软件算法以及系统架构等。

下面将介绍高精度北斗导航定位系统的实现方法。

1. 硬件设备高精度北斗导航定位系统的硬件设备包括天线、接收机、信号处理器等。

天线用于接收导航信号，接收机负责信号的放大和处理，信号处理器用于对信号进行解调和解码。

为了提高定位精度，硬件设备要具备高灵敏度和低噪声的特点。

2. 软件算法高精度北斗导航定位系统的软件算法是实现高精度定位的关键。

根据设计原理中提到的信号接收与处理、数据计算与校正、定位算法与精度优化等模块，可以选择合适的算法来实现系统功能。

基于51单片机的GPS定位系统设计

基于51单片机的GPS定位系统设计
GPS定位系统是一种高精度、高可靠性的定位技术，基于51单
片机的GPS定位系统可以用于车辆、船只、无人机等物体的追踪和
导航。

以下是基于51单片机的GPS定位系统设计的步骤：
1. 硬件设计：
GPS模块：选择一款支持串口通信，输出NMEA协议的GPS模块。

51单片机：选择适当的型号，具备较好的计算和通信能力。

显示模块：可以选择LCD显示屏或OLED显示屏来显示当前的定
位信息。

电源模块：GPS模块和51单片机都需要可靠的电源供应，可以
选择锂电池或干电池。

外部存储模块：为了存储历史定位数据，可以选择SD卡存储模块。

2. 软件设计：
a.串口通信程序：通过串口通信程序从GPS模块接收NMEA协议
的数据。

b.解析程序：解析NMEA协议的数据，并提取相关的定位信息
（经度、纬度、速度、时间等）。

c.定位算法：采用常见的定位算法（如卡尔曼滤波、迭代解算等）来计算当前位置。

d.存储程序：将计算出的位置信息存储到SD卡中。

e.显示程序：利用LCD或OLED显示屏显示当前的定位信息。

3. 系统测试
将系统部署到实际场景中进行测试，记录数据并进行分析。

根据测试结果对系统进行改进和优化，以提高其可靠性和精度。

总之，基于51单片机的GPS定位系统设计需要较高的硬件和软件开发能力，需要深入了解GPS原理、51单片机编程以及相关算法的实现方式。

gps定位课程设计

gps定位课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解全球定位系统（GPS）的基本概念，掌握GPS的工作原理。

2. 学生了解GPS在生活、科研等领域的应用，认识其对社会发展的作用。

3. 学生掌握使用GPS设备进行定位、导航的基本方法。

技能目标：1. 学生能够操作GPS设备，进行位置信息的采集和处理。

2. 学生能够利用GPS数据，分析并解决实际问题，如规划路线、定位目标等。

3. 学生能够通过小组合作，进行GPS项目的实践与探究。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对地理信息系统（GIS）及GPS技术的兴趣，提高科学探究的积极性。

2. 学生认识到GPS技术在现实生活中的重要性，增强学以致用的意识。

3. 学生在小组合作中，培养团队协作、沟通表达的能力，提高人际交往素养。

课程性质：本课程为初中地理学科的实践活动课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，使学生掌握GPS定位技术的基本知识和应用。

学生特点：初中生好奇心强，对科技类课程有较高的兴趣，具备一定的合作探究能力。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过实际操作掌握GPS定位技术，同时关注学生的情感态度培养，提高其学以致用的意识。

教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. GPS基本概念与原理- GPS的定义与历史- GPS系统组成：卫星、地面控制站、用户设备- GPS定位原理：三角定位法、时间差定位法2. GPS的应用领域- 导航与定位：日常生活、交通、物流等- 地理信息系统（GIS）：城市规划、环境监测、资源管理等- 科学研究：地质勘探、气象观测、地球动力学等3. GPS设备的使用方法- GPS设备的认识与操作- 位置信息采集与处理- 导航与路线规划4. 实践活动- 小组合作进行户外GPS定位实践- 利用GPS设备解决实际问题：寻找隐藏的宝藏、规划最佳路线等5. 教学内容安排与进度- 第一课时：GPS基本概念与原理- 第二课时：GPS的应用领域- 第三课时：GPS设备的使用方法- 第四课时：实践活动教材章节关联：- 《地理》七年级下册：第六章地理信息技术的应用，第三节全球定位系统（GPS）教学内容依据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性，通过理论与实践相结合，使学生掌握GPS定位技术的基本知识和应用。

高精度GPS定位系统设计与实现

高精度GPS定位系统设计与实现1.系统介绍高精度GPS定位系统是一种用于精确测量和确定地球上其中一点位置的技术系统。

该系统主要由全球定位系统（GPS）接收器、天线、计算机及相关软件等组成。

通过接收来自卫星的信号，系统可以测量出接收机与卫星之间的距离，从而实现高精度的位置定位。

2.系统设计（1）天线设计：选择合适的天线类型非常重要，因为天线可以影响系统的接收灵敏度和方向性。

一般来说，使用高增益、低噪声的天线可以提高系统的接收灵敏度，从而减小定位误差。

（2）接收机设计：接收机主要用于接收和解码来自卫星的信号，并将信号传输给计算机进行处理。

接收机应该具备高灵敏度的前端放大器和频率可调谐的中频放大器，以提高信号的接收质量。

（3）计算机与软件设计：计算机负责接收、处理和显示定位信息。

系统应具备高性能的计算机和相应的软件，以实现高精度的数据处理和分析。

3.系统实现（1）卫星信号接收与解码：接收机通过天线接收来自卫星的信号，然后使用解码算法将信号转换成数字信号。

通过解码可以得到卫星的编号、位置信息、时间标记等数据。

（2）距离测量：接收机根据卫星信号的传输时间和信号传输速度计算出接收机与卫星之间的距离。

由于信号传输速度为光速，可以得到非常精确的距离信息。

（3）位置计算：系统通过测量接收机与多颗卫星之间的距离，并结合卫星的位置信息，采用三角法等方法计算出接收机的具体位置坐标。

位置计算是系统的核心部分，其精度直接影响定位结果的精度。

（4）误差补偿：由于系统中存在多种误差源，如钟差误差、大气层延迟误差等，需要对这些误差进行补偿，以提高定位结果的精度。

误差补偿可以通过一系列的算法和模型来实现。

（5）结果显示：最后，通过计算机和相应的软件将计算得到的位置坐标以图形化的方式显示出来，同时还可以显示相关的定位信息，如定位精度、速度等。

4.应用领域高精度GPS定位系统广泛应用于航空航天、地理测量、导航、军事等领域。

在航空航天领域，高精度的定位信息对于导航、飞行控制等非常重要；在地理测量领域，可以通过高精度GPS定位系统来进行地图绘制、地形测量等工作；在导航领域，可以为车辆、船舶等提供实时导航服务；在军事领域，可用于导弹制导、坦克定位、军事测绘等。

基于51单片机的GPS定位系统的设计

基于51单片机的GPS 定位系统的设计戴陆兵（渭南师范学院物理与电气工程学院 08级电信1班）摘要：本系统采用AT89S52单片机为核心设计了一种GPS 定位系统，该系统利用JRC G591 GPS 模块和DS18B20模块完成了GPS 数据和温度的采集，并通过51单片机对数据进行处理后实时显示到LCD12864液晶显示器上。

完成了系统的硬件和软件的设计。

本系统具有性能好、精度高、体积小、价格低廉和应用广的特点。

关键词：GPS；单片机；LCD12864；定位；全球定位系统（Global Positioning System 简称GPS）是美国第二代军用导航系统，可实现全球范围内的实时导航和定位。

GPS 由太空卫星、地面控制系统、用户设备三个部分组成。

由于GPS 具有全球覆盖以及精度高、定位速度快、实时性好、抗干扰能力强等特点，近年来在国内外得到了广泛的应用，在各个领域发挥了极大的作用，已成为了信息时代不可或缺的一部分[1]。

本设计采用AT89S51单片机为控制核心，设计的GPS 定位系统可以计算和显示日期、时间、经度、纬度、速度、海拔高度和实时温度等信息。

具有价格低廉、稳定性高和体积小等优点。

研究和开发GPS 定位系统具有十分重要的意义。

1 系统设计方案1.1 整体介绍本设计以ATMEL 公司单片机AT89S52为控制核心，控制GPS 信息的接收和DS18B20温度信息的采集，并通过一系列的运算和一个独立按键将接收到的信息实时分屏显示到LCD12864液晶显示器上。

本系统所显示的信息有当前经度、纬度、接收到的卫星数、总卫星数、定位与否、日期、时间、温度、速度、和海拔高度。

系统框图见图1。

图1 GPS 定位系统框图 U n R e gi s t e r e d1.2 GPS 模块介绍GPS 接收机只要处于工作状态就会源源不断的把接收并计算出的GPS 导航定位信息通过串口传送出去，在没有进一步处理之前，传送的数据是一长串字节流信息。

GPS卫星定位坐标计算及程序设计

Ai X i li 0
(3-5)
对式（3-5）求解，便得到接收机地心坐标的唯一
解
X i Ai1li
4.程序设计
• 1、GPS时间转换程序 • 2、利用广播星历计算卫星坐标程序 • 3、地面点近似坐标计算程序
5.实例计算和精度分析
• 以2009年5月7日南京工业大学江浦校区控制网20号控制点观测数据为例，来说明如何利用该程序计算卫星坐标和地面点的近似坐标。该数据利用华测GPS接收机观测，观测时间为2小时。
• 3.新儒略日（Modified Julian Day-MJD）：从儒略日中减去2400000.5天来得到，给出的是从1858年11 月17日子夜开始的天数。特点是数值比儒略日小。
• 4.年积日（Day Of Year-DOY）：从当前1月1日开始的天数。
• 5.GPS时（GPS Time）：以1980年1月6日子夜为起点，用周数和周内秒数来表示，为GPS系统内部计时法。
2.3GPS卫星的信号
• 导航电文导航电文是包含有关卫星的星历、卫星工作状态时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和C/A码捕获P码等导航信息的数据码（或D码），是利用GPS进行定位的数据基础。导航电文的内容包括遥测码（TLW）、转换码（HOW）、第一数据块、第二数据块和第三数据块 5部分。
RINEX数据格式
目前，RINEX格式已成为各厂商、学校、研究单位在编制软件时采用的标准输入格式。RINEX格式是纯ASCII码文本文件，共包含4个文件：
（1）观测数据文件：ssssdddf.yyo （2）导航文件：ssssdddf.yyn （3）气象数据文件：ssssdddf.yym （4）GLONASS数据文件：ssssdddf.yyg 其中：ssss——4个字母的测站名；

gps定位系统课程设计

gps定位系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解GPS定位系统的基本原理，掌握卫星定位、地面接收处理等关键技术。

2. 学生了解GPS定位系统在我国的位置服务、导航、地理信息系统等领域的应用。

3. 学生掌握利用GPS设备进行定位、导航和数据采集的方法。

技能目标：1. 学生能够操作GPS设备，进行实地定位和数据采集，并处理相关数据。

2. 学生能够运用GPS定位技术解决实际生活中的问题，如规划路线、定位目标等。

3. 学生能够运用所学知识，结合其他学科知识，开展跨学科综合实践活动。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对地理信息技术的兴趣，激发探究科学技术的热情。

2. 学生树立正确的科技观念，认识到GPS定位系统在生活中的重要作用。

3. 学生在团队协作中，培养合作精神，增强集体荣誉感。

本课程针对初中年级学生，结合学生好奇心强、动手能力强、求知欲旺盛的特点，设计具有实践性和趣味性的教学活动。

通过本课程的学习，旨在提高学生对GPS定位系统的认识，培养学生的实际操作能力和问题解决能力，同时引导学生树立正确的科技价值观，为学生的全面发展奠定基础。

二、教学内容1. GPS定位系统基本原理- 卫星星座与地球定位关系- 信号传播与时间测量- 三角测量定位法2. GPS定位系统组成- 空间卫星部分- 地面控制部分- 用户设备部分3. GPS定位系统应用- 导航定位- 地理信息系统- 位置服务4. 实践操作与数据处理- GPS设备操作方法- 实地定位与数据采集- 数据处理与分析5. GPS定位技术在实际生活中的应用案例- 紧急救援- 路线规划- 车辆监控教学内容依据课程目标，以教材为核心，结合学生实际，注重理论与实践相结合。

教学大纲明确各部分内容的学习要求和进度安排，按照以下顺序组织教学：1. 引导学生了解GPS定位系统的基本原理和组成，为深入学习打下基础。

2. 通过实例介绍GPS定位系统的应用，激发学生学习兴趣。

基于单片机的GPS定位系统设计研究综述

基于单片机的GPS定位系统设计研究综述GPS定位系统是一种基于全球卫星定位系统的技术，通过接收卫星发射的信号来确定地理位置。

单片机是一种集成电路，在嵌入式系统中广泛应用。

基于单片机的GPS定位系统设计研究集合了这两种技术，具有较高的实用性和应用价值。

首先，基于单片机的GPS定位系统设计研究需要明确系统的功能需求和设计目标。

这包括确定系统的定位精度要求、功能模块划分、数据处理和通信等方面。

通过明确需求和目标，可以为系统的设计和实现提供明确的指导。

在功能模块划分方面，基于单片机的GPS定位系统通常包括GPS接收模块、数据处理模块和通信模块。

GPS接收模块负责接收卫星发射的信号，并解析和提取定位信息。

数据处理模块对接收到的定位信息进行处理和计算，确定地理位置。

通信模块负责与其他设备或系统进行数据交互，如实时定位数据上传和远程控制等。

为了提高系统的定位精度，设计研究中可以引入增强定位技术。

例如，可以结合惯性导航系统（INS）和地面台站网络等技术，进一步提升定位精度和鲁棒性。

INS可以通过测量加速度和角速度等信息，结合GPS定位结果，对位置进行改进和修正。

地面台站网络可以利用多基站之间的信号时差差分定位算法，消除大气延迟等误差，提高定位的精度和可靠性。

在系统设计过程中，还需要考虑功耗、成本和体积等方面的限制。

单片机作为嵌入式系统的核心，应当能够满足系统的需求，并具有较低的功耗。

此外，成本和体积也是设计中需要考虑的因素，系统需要在满足功能需求的同时，具备一定的经济性和可实现性。

设计研究中还需要关注系统的稳定性和可靠性。

稳定性是指系统在各种环境条件下，如天气变化、信号干扰等情况下的工作表现。

可靠性则是指系统能够持续地提供准确的定位信息，具备良好的工作稳定性和长期使用能力。

为了验证设计研究的有效性，可以进行实验和仿真研究。

通过搭建实验平台，采集实际的GPS定位数据，并进行数据处理和分析，以评估系统的性能和精度。

GPS车辆监控系统设计方案

GPS车辆监控系统设计方案GPS车辆监控系统是一种基于全球定位系统（GPS）技术和移动通信网络的车辆追踪和监控系统。

它通过将GPS接收器和通信模块安装在车辆上，实现对车辆位置、行驶路线、行驶速度等信息的实时监测和追踪。

本文将从硬件、软件和数据管理三个方面进行GPS车辆监控系统的设计方案介绍。

一、硬件设计方案1.GPS接收器：选用高灵敏度、高精度、高可靠性的GPS接收器，能够快速、准确地获取卫星信号，并能在各种复杂环境下工作。

2.通信模块：选择支持多种通信方式的通信模块，如GSM、GPRS、3G、4G等，以实现数据的及时上传和远程监控。

3.数据存储器：使用高容量、高速度的存储器，如SD卡、硬盘等，以存储大量车辆位置和行驶数据。

4.电源管理模块：采用专门的电源管理模块，能够根据需求对车辆供电进行管理，如低电压断电保护、节能管理等。

5.外设接口：提供多个外设接口，如CAN总线接口、RS232/485接口等，便于连接其他车辆系统，如车辆管理终端、温湿度传感器等。

二、软件设计方案1.定位算法：基于GPS定位算法，实现车辆位置的准确获取，并可以改进算法以提高定位精度。

2.路径规划算法：根据车辆当前位置和目标位置，通过路径规划算法确定最优行驶路径，以提高车辆行驶效率。

3.追踪系统：实现对车辆的实时追踪，包括车辆位置、行驶速度、行驶方向等，能够在地图上显示车辆位置和行驶轨迹。

4.报警系统：设置多种报警条件，如超速报警、区域越界报警等，当车辆违反报警条件时，系统能够及时发出报警信息。

5.数据分析与展示：对车辆位置和行驶数据进行分析和展示，提供统计分析报表、图表等，可以对车辆行驶情况进行全面评估。

三、数据管理方案1.数据上传：通过通信模块将车辆定位和行驶数据上传到指定的服务器，保证数据的及时传输和存储。

2.数据存储与备份：在服务器端进行数据存储与备份，采用数据库管理系统进行数据存储，确保数据的安全性和可靠性。

3.数据查询与管理：提供用户界面，允许用户对车辆位置和行驶数据进行查询和管理，包括历史轨迹回放、报警记录查询等。

GPS定位系统的设计

GPS定位系统的设计GPS定位系统是一种基于卫星定位和无线通信技术的系统，可以精确确定地球上任意位置的坐标信息。

它被广泛应用于航空、导航、交通管理、军事和消费电子等领域。

本文将从系统原理、硬件设计和软件设计等方面进行GPS定位系统的设计。

首先，GPS定位系统的原理是通过接收来自卫星的信号，在设备上计算出设备的地理位置。

这些卫星是由全球定位系统（GPS）网络提供的，可以给出精确的地理坐标。

为了实现这一目标，GPS定位系统需要具备以下硬件设计要素。

硬件设计方面，GPS定位系统主要由以下组件构成：天线、卫星接收器、处理器和显示器。

首先是天线，它主要用于接收来自GPS卫星的信号。

天线的设计必须具备高灵敏度和高接收效率，以确保正确接收卫星信号。

接下来是卫星接收器，它负责处理从天线接收到的信号，并计算出设备的地理位置。

卫星接收器必须能够接收多个卫星信号，并对这些信号进行衡量和处理，以确定设备的准确位置。

然后是处理器，它在系统中起到核心作用。

处理器负责接收卫星接收器计算出的地理位置信息，并进行必要的处理和分析。

处理器必须具有较高的计算能力和存储能力，以确保系统的运行效率和稳定性。

最后是显示器，它用于显示设备的地理位置信息。

显示器必须具有足够的清晰度和显示能力，以便用户能够直观地看到地理位置信息。

除了硬件设计，GPS定位系统还需要进行软件设计。

软件设计主要包括以下几个方面：系统软件、定位算法和用户界面设计。

系统软件是GPS定位系统的核心软件，它负责控制硬件组件的工作，并将地理位置信息进行处理和分析。

系统软件必须具备稳定性和安全性，以确保系统的正常运行。

定位算法是GPS定位系统非常重要的一部分。

它基于卫星信号的接收时间和位置信息，计算出设备的地理坐标。

定位算法必须具有高精度和高效率，以确保定位的准确性和实时性。

最后是用户界面设计，它是用户与GPS定位系统进行交互的重要界面。

用户界面设计必须简洁直观，以方便用户操作。

单片机GPS定位系统的设计与应用综述

单片机GPS定位系统的设计与应用综述摘要：单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出设备的集成电路芯片，广泛应用于各种领域。

而全球定位系统（GPS）则是一种由美国开发的卫星导航系统，可以提供全球范围内的精准定位和导航服务。

本文综述了单片机与GPS技术的结合，介绍了单片机GPS定位系统的设计原理、硬件搭建和应用领域。

一、设计原理单片机GPS定位系统的设计原理基于以下几个关键要素：1. GPS模块：GPS模块是将接收到的卫星信号转换为可供单片机处理的电信号的硬件设备。

它负责从卫星接收GPS信号，并把解码后的数据通过串口或I2C总线传输给单片机进行处理。

2. 单片机：单片机作为整个系统的核心，负责接收GPS模块传输的数据，并进行解析、处理、存储等操作。

它可以根据接收到的GPS数据计算出当前的经纬度、速度、航向等信息。

3. 外围设备：为了增强单片机GPS定位系统的功能，可以添加一些外围设备，比如LCD显示屏、蜂鸣器、SD卡等，以方便数据的显示、存储和报警等功能。

二、硬件搭建单片机GPS定位系统的硬件搭建需要以下几个主要的组成部分：1. GPS模块：选择一款符合需求的GPS模块，可直接通过串口或者I2C总线与单片机进行连接。

2. 单片机：选择一款适合的单片机，常用的有AVR、PIC等系列，根据系统需求选择合适的型号。

3. 外围电路：包括供电电路、晶振电路、通信电路等。

在硬件搭建中需要注意的问题：1. 电源供应稳定：为GPS模块和单片机提供稳定的电源是系统正常运行的关键。

2. 通信接口选择：根据GPS模块的类型选择适当的通信接口，如UART或I2C 等。

3. 接地和屏蔽：在布线时需要注意接地和屏蔽，以提高系统的抗干扰性能。

三、应用领域单片机GPS定位系统广泛应用于以下几个领域：1. 车辆定位与导航：通过安装在车辆上的单片机GPS定位系统，可以实时获取车辆的位置信息，并提供导航功能，方便车辆管理和导航。