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《基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、北斗/BDS精確授時定位系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用電子與信息學院電子信息工程專業(yè)5楊**指導老師***【摘要】目的:提取北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送出的經(jīng)緯度/時間/日期/海拔/時速/航速信息。方法:采用廉價并且滿足要求的MCS-51單片機，通過電路轉(zhuǎn)化成TTL電平供單片機處理，另一方面，通過將接收的信息，利用MAX232轉(zhuǎn)化成串行數(shù)據(jù)、通過串口連接到PC機，在PC機上通過UnicoreControl&Display軟件查看并顯示出的信息。結(jié)果：實現(xiàn)了以上信息的提取并顯示并在PC機上顯示數(shù)據(jù)，完成北斗定位模塊的應(yīng)用與研究
2、。結(jié)論：在室內(nèi)和室外定位的時間長短不一，越空曠的地帶，提取定位信息速度越快，并且精度越高?！娟P(guān)鍵詞】GPS、BDS/北斗、定位、授時、海拔1.前言1.1選題背景GlobalPositioningSystem即稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是采用衛(wèi)星對某地球表面物進行準確定位的技術(shù)。到目前為止有美國的GPS全球定位系統(tǒng)（其優(yōu)點為技術(shù)成熟定位精度高，目前主導著定位系統(tǒng)行業(yè)）；第二是俄羅斯的CLONSS（格洛納斯系統(tǒng)）全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（抗干擾能力極強）；第三是歐洲Galileosatellitenavigati
3、onsystem（伽利略）衛(wèi)星定位系統(tǒng)（精確最高比CPS高10倍），第四就是由我國的BeiDouNavigationSatelliteSystem（北斗）衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)（自主研發(fā)并且具有互動性與開放性優(yōu)點）；統(tǒng)稱為全球四大定位系統(tǒng)。這些全球定位系統(tǒng)可以保證在任意的時間和空間，不受天氣的影響同步觀測到4顆衛(wèi)星以及4顆以上，這樣就可以在定位、導航、授時等方面得到很大的便捷?，F(xiàn)今廣泛應(yīng)用于航海作業(yè)、航空業(yè)、車輛定位、以及國家軍事安全的引導等，為個人出行提供安全可靠的路線，同時被廣泛的應(yīng)用還有手機追蹤等
4、。1.2選題目的正是由于GPS技術(shù)所具有的不受任何天氣影響、高精度和無需人工測量等的特點。伴隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和經(jīng)濟全球化的飛躍發(fā)展，從美國政府宣布取消SA政策開始，全球加大了GPS在民用信號精度的重視，國防建設(shè)、社會發(fā)展與國民經(jīng)濟建設(shè)的各個應(yīng)用領(lǐng)域基本上都涉及甚至大力使用這項先進技術(shù)。同時利用C/A碼進行單個點定位的精度由100米提高到將近20米，這將進一步推動GPS技術(shù)的應(yīng)用。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，汽車GPS導航系統(tǒng)無論在國外還是國內(nèi)，利用率越來越高，帶動了一定程度上的經(jīng)濟發(fā)展?？梢姡_發(fā)屬于中國本土的定
5、位系統(tǒng)不容克緩，也對北斗衛(wèi)星系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)和巨大的機遇。2.衛(wèi)星定位原理2.1理論模型26圖2-1衛(wèi)星定位原理圖美國、俄羅斯、歐盟、等國家大部分采用WGS-84地心坐標定位體系。該坐標的中心原點定在地球質(zhì)心處，并且以該中心原點為基礎(chǔ)所建立的空間直角坐標系中以Z軸的指向BIH1984.O定義的協(xié)議。地球極（CTP)方向，BIH1984.0中的本初零子午面和CTP赤道中為X軸指向，其中由三個坐標點所構(gòu)成的三個交點Y軸與Z軸X軸互相垂直，并構(gòu)成右手坐標系。通過在地球上方的太空定位衛(wèi)星為基礎(chǔ)而建立的坐標參
6、考系統(tǒng)系統(tǒng)。該坐標體系最開始投入實際應(yīng)用的時候，所能提供的最高分辨率為1-2m，到了1994.1.2，通過不斷的完善與升級增加了10個衛(wèi)星觀測站為基礎(chǔ)的GPS，從而得到了G730體系也就是后來所使用的WGS84升級，到了1996年的時候，由美國的的國家防衛(wèi)部門NationalImageryandMappingAgency(NIMA)在原有的坐標系統(tǒng)上修改并通過(U.S.DepartemtofDefense,DoD)建立了一個新的參考坐標體系。GPS的衛(wèi)星所測量到的數(shù)據(jù)時以G來表示，而730一般是表
7、示在衛(wèi)星發(fā)送時所接收到的第730個觀測周期GPS所用的時間。這樣就由原來的WGS的老版本號升級打造了定位精度更高的WGS（G873）的版本。USNO和北京站的坐標加入修正了之前的版本提高了改正值是其主要原因，改正了以東向為基礎(chǔ)的31-39cm，修改值保持在1min之間。為衛(wèi)星定位提供了基礎(chǔ)，北斗衛(wèi)星定位采用的也是這種坐標系，不過后期國內(nèi)也建立了屬于中國的坐標系大同小異如圖2-2所示。圖2-2WGS-84坐標系26由空間解析幾何可知，在一個三維直角坐標系中，任何一個點的位置都可以通過建立起來的三個坐
8、標X、Y、Z來得到確定。在理想情況下，當我們通過計算只要獲取在空間上的X、Y、Z三個坐標值的數(shù)據(jù)之后，空間上的任意一點我們通過坐標計算即可獲取準確的數(shù)據(jù)。但在衛(wèi)星傳輸信號的過程中，只獲取A、B、C三點的數(shù)據(jù)是不夠的，由于電離層等多種因素干擾，當測得某一點與這三點的距離時，需要重新引入一個新的變量t，通過t變量重新建立起一個三元方程組，通過幾何解析知識可獲得該點與X、Y、Z坐標數(shù)據(jù)，該空間上的某點就可以通過計算獲取具體位置。北斗的設(shè)計主要是基于這個原理，在某個時刻太空中的衛(wèi)星位置都是
