基于北斗卫星的定位信息显示系统的设计

论文总字数：16297字

目 录

1.绪论 5

1.1研究背景 5

1.2研究的目的和意义 5

1.3国内外研究现状 6

1.4研究内容 7

1.5预期效果 7

2.北斗卫星定位系统的相关技术原理 7

2.1 北斗卫星定位导航系统的结构 7

2.2 北斗卫星定位系统定位的定位原理 8

3. 硬件设计 9

3.1整体设计方案 9

3.2各硬件参数 11

3.2.1 STC12C5A60S2单片机 11

3.2.2 UM220北斗接收模块 12

3.2.3信号接收天线 15

3.2.4 液晶显示模块 15

3.2.5 PL2303接口转换模块 16

4.单片机程序设计 16

4.1单片机程序流程图 16

4.2数据接收处理程序流程图 17

4.3单片机程序的编写与烧录 18

5.上位机程序设计 18

5.1窗口应用程序的开发 19

5.2百度地图网页的开发 19

5.3窗口应用程序的编写 19

6.系统功能测试 21

7.总结 22

参考文献 24

致谢 25

基于北斗卫星的定位信息显示系统的设计

郭志勇

,China

Abstract:With the quickly development of economy and technology, the application and development of satellite positioning and navigation technology has become one of the hottest technologies. With the rapid development of Internet technology, the demand of navigation and positioning is increasing rapidly, especially in the rapid development of Internet technology.The main content of this paper is to design a positioning system based on Beidou receiver module circuit, the main function is to display the current position of latitude and longitude, elevation and other information, through the LCD display. In order to display the position more directly and conveniently, it can through the serial communication and PC connection.The main design method of the system through the um220 Beidou receiving module receives the data, and then through the MCU processing data, finally display the data on the LCD screen, At the same time, the data will be transferred to the host computer through the serial port to the USB connection, was chosen as the host computer PC computer, computer applications in advance can be edited by latitude the degree of specific data on the map showing location.

Key words:Beidou Positioning;Serial communication;Host computer program

1.绪论

1.1研究背景

在当今的社会中,全球卫星定位导航技术的运用已经延伸到了生活中的各个角落，特别是在国家安全领域有着极为重要的地位。因此要想更好的满足我国的社会中各方面的需求，为了更强提升国防能力，我们就必须要掌握卫星定位导航定位系统的核心关键技术,并且还要推广更多的应用。

北斗卫星定位导航系统是一个由我国自主研发核心技术和自主发射导航卫星的全新的卫星定位导航系统。从上个世纪开始我国就开始了这项技术的研究,经过了许许多多的科研人员的钻研，如今我国的北斗卫星定位导航系统已经慢慢的建立起来，并且技术越来越成熟。如今，开发和推广以北斗定位导航系统为核心的产业和市场，已经成为了目前我国的一项非常重要的措施。我们对北斗卫星定位导航系统的推广应用和开发技术，不仅仅对于提升我国的国防军事实力，而且对于加快我国经济发展速度和改变经济发展方式，都有着重要的鼓励和推动作用。为了摆脱对国外GPS定位导航系统的大量依赖，自主开发和建设北斗卫星定位导航系统，建成技术更先进的全球卫星导航定位系统显得尤为重要，只有这样，才能够推动我国卫星定位导航应用产业市场的发展。

如今，全球卫星定位导航技术的应用范围十分的广泛，不仅在海陆空三方面的交通领域的定位导航，而且在地面侦察、气象观测等多个领域，都有着至关重要的作用，为社会和经济的发展都起到了重要的推动作用。然而在过去很长一段时间内,美国掌握着全球卫星定位导航技术的核心技术，所以美国的GPS系统占据了全球大部分市场，我国的国防设施也一直采用的是GPS系统，这对于国家安全来说是一个很大的隐患。为了消除对于GPS系统的依赖，我们就要建设拥有自主知识产权的北斗卫星定位导航系统，并且不断对其作出更多的研究和开发，大力的拓展其应用范围并推广。截止目前为止，我国的北斗卫星定位导航系统发展的已经相当成熟，如今已经可以在全球大范围内，在民用领域为用户提供高精度的定位、导航等服务^[9]。

1.2研究的目的和意义

北斗卫星定位导航系统作为一种用全新技术设计研发的全球定位导航系统,它在很多方面有着明显的优势，但也有着一些应用推广方面的劣势。由于目前信号接受模块的关键技术都被国外垄断着，国内很难开发出具有完全知识产权的接收模块的芯片，导致价格上相比于GPS系统还有这很大的劣势。同时，北斗系统在应用的推广过程中还受到了许多其他不利条件的制约，在许多行业中还没有被推广和使用。如今，北斗系统的应用水平与国外的GPS系统相比较而言，还明显的存在着差距，仍处于劣势地位，特别是在普通用户领域，目前还完全没有取得可以完全产业化的水平。所以我们需要采用更加深刻的举措，来促进北斗系统的应用的推广，让北斗系统能够更多地为我国的社会发展和经济建设做出贡献，改善当前国外GPS系统仍然大量占据我国卫星定位导航市场的现状^[10]。

要想实现北斗系统在民用领域的市场化，北斗系统的信号接收模块中的核心元件首先必须要实现完全国产化。要想实现这个目标，首先国家的资金支持和投入就是至关重要的， 关键元件的研究和开发工作要列入国家发展计划，同时也需要更多的科研工作者的关注与投入，只有这样才能解决用户终端中主要技术元件依赖进口和终端设备的价格居高不下的问题， 使用户信号接收设备的关键元件与北斗定位导航系统一样拥有自主的知识产权。只有采取这些的措施，我们才能开发出性能更优秀、价格更低廉的用户接收设备，也只有这样，才能使北斗系统能够在与GPS系统的竞争中真正的取得胜利。

我们通过对北斗定位导航系统信号接收设备的研究，可以从中找出我国北斗系统与国外GPS定位导航系统相比，其中的优势和劣势所在,我们才能开发出更加优秀精良的用户接收设备。

1.3国内外研究现状

(1)北斗定位系统终端设备在国内物流运输产业中的运用

所谓物流系统是指在一定条件下，由所需要运输的材料和设备、运输方式、存储设备、快递人员以及数据沟通等若干因素组成的一个整个结合体。物流系统所谓的“输入”即指买入、储存、运送、出售、信息处理等各类环节所需的人力、物力、资源等要素。

综上所述,我们可以看出一般的物流运输中运送的包裹信息需要人亲自手工写入,用户也仅仅只能在货物所到达的几个特定点上查询到所在位置,不具备实时性,用户不能实时的了解到货物的具体运送情况。

在当今现代化的先进物流系统中，手持的用户接收机已经获得了普遍的运用,但仅仅还只是集中在货物储存的环节。手持用户接收机在货物储存环节中，主要实现物流信息发布的功能。而在物流配送环节中，只负责配送货物信息的扫描功能，而手持用户接收机并没有在整个物流运输系统中都发挥出相应的作用。

北斗定位系统物流终端设备是设计出来用于面向用户的移动产品,这个产品所利用的正是北斗卫星系统，是基于蜂窝网络设计出的用来解决物流信息化问题的解决方案，和普通的物流定位终端设备不同之处就在于采用的是我国自主的北斗系统。

北斗系统物流终端设备作为一种移动工作终端,可以使物流包裹信息更加具有实时性，能够应用于包裹收件、包裹分类、包裹信息等各个环节。提供了实时的物流信息查询、资源安排、物流信息发布等功能，极大的提高了物流运输工作的工作效率。与此同时,在运送路径规划、物件调度、物件全程跟踪过程中发挥了巨大的应用。

北斗系统物流终端设备利用GSM和WCDMA网络实现与物流总平台的实时联系;另外北斗卫星系统还可以为服务器提供授时功能。

（2）GPS终端设备在国外的应用

目前GPS的技术经过许多年的发展已经非常成熟了，在各种领域都有着非常多的应用，例如在美国，汽车的导航服务，已经可以为车辆提供各种各样的服务，例如：定位跟踪、报警、求助、在线导航等，美国的安阿伯交通管理局与密歇根大学进行合作，研发了底特律公共交通的先进管理系统。该系统可以为人们提供各种定位导航相关的服务。以GPS为核心开发的将导航、定位、通信结合起来的先进系统，不仅在美国，在日本、韩国都已经非常普及，在运输领域中，最为常见的应用是对车辆位置进行定位，从而获得货物运输、宅送等货运信息的管理，这些系统能够自动通过电子地图和车辆的实时位置信息，掌握当前的道路拥挤状况，可以为车辆进行更加合理的导航安排，提高车辆行驶效率和减少道路维护费用^[9]。

1.4研究内容

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