基于GPS和GSM/GPRS的定位系统的设计与实现

论文摘要

信息时代,高精度的导航定位技术发展迅速,应用范围愈来愈广。目前已遍及国民经济各个部门,并开始逐步深入人们的日常生活。目前GPS定位已经广泛应用于船舶、车辆的导航定位领域,技术发展已经相当成熟。同时,随着移动通信网络的发展,GPRS/ GSM网络也能够提供位置服务。然而,GPS定位虽然能实现全球范围内的实时定位,但是对于GPS来说,其很大的一个缺点是跟踪卫星的信号常常由于建筑物及树木等的遮挡而使GPS的定位精度大大降低,甚至无法进行正常的导航和定位。而基于GSM/GPRS网络的位置服务恰恰能弥补GPS定位的这一缺点,并且GSM/GPRS网络能将位置信息传送到远端。基于上述考虑,本文提出一种把GPS和GSM/GPRS网络定位集成在一起的基于GPS和GSM/GPRS的定位系统。该定位系统结合了GPS和GSM/GPRS网络定位的优点,克服了他们各自的不足,性能明显提高。本文的主要贡献如下:1.设计并实现了集成了GPS功能和GSM/GPRS功能的双定位终端。该定位终端确实结合了GPS和GSM/GPRS网络定位的优点,能实现室内、室外,GPS和GSM/GPRS网络同时定位。可以在城市高楼区、林荫道、涵洞内等GPS定位精度大大降低或卫星信号丢失而无法定位的地方采用GSM/GPRS网络定位,从而大大扩展了定位的范围。此外,该终端能够实现短消息和GPRS两种方式传输定位数据。不但保证了数据传输的可靠性,并且通过GPRS传输数据可以大大节省数据传输费用。2.提出了一种具有高性能和高可靠性的定位系统的监控中心。该监控中心能够同时支持短消息收发和GPRS网络收发消息,具有和其他服务平台(GIS和电子地图等)的接口和友好的用户界面。同时,该监控中心还能和其他增值服务平台(比如天气预报、景点介绍、餐饮娱乐信息)共同协作为用户提供丰富多彩的增值服务。3.研究并提出了几种提高定位系统定位精度和减少定位盲区的方法。主要方法包括:提高经纬度到位置信息的转换精度;实现多系统定位,集成多种定位导航方式。比如惯性导航系统(INS)、俄罗斯的“格鲁纳斯”系统(GLONASS)、欧盟的“伽利略”系统(GALILIEO)以及我国的“北斗二代”系统。这些方法都能有效地提高定位精度,减少定位盲区。对GPS和GSM/GPRS基于GPS和GSM/GPRS的定位系统测试的实验结果表明我们的定位系统确实在定位性能上比单定位方式大大提高。能够实现室内室外同时定位。

论文目录

• 摘要
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景和研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 GPS 和GSM/GPRS 发展概况
• 1.2.2 导航领域的当前状况和最新技术
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 定位终端的硬件设计和实现
• 1.3.2 定位终端软件的设计和实现
• 1.3.3 监控中心的软件设计和实现
• 1.3.4 定位系统性能提高方法的研究
• 1.4 论文的组织
• 第二章 基于GPS 和GSM/GPRS 的定位系统综述
• 2.1 基于GPS 和GSM/GPRS 的定位系统的基本概念和系统架构
• 2.2 基于GPS 和GSM/GPRS 的定位系统的优点
• 2.3 基于GPS 和GSM/GPRS 的定位系统涉及的关键技术
• 2.3.1 硬件接口的设计和抗干扰及散热问题
• 2.3.2 定位终端短消息收发的问题
• 2.3.3 通过GPRS 上网传输数据
• 2.3.4 通过STK（Sim Tool Kit）编程实现网络定位
• 2.3.5 监控中心软件开发
• 2.4 本章小结
• 第三章 定位终端硬件的设计和实现
• 3.1 定位终端硬件体系结构
• 3.2 主要接口原理图
• 3.3 各部分采用的模块介绍
• 3.3.1 MCU 介绍及电路原理图
• 3.3.2 GSM 模块介绍及电路原理图
• 3.3.3 GPS 模块介绍及电路原理图
• 3.3.4 电源模块介绍及电路原理图
• 3.4 抗干扰及散热问题
• 3.5 本章小结
• 第四章 定位终端软件的设计和实现
• 4.1 软件体系结构
• 4.2 主控模块的主要功能及流程
• 4.3 GPS 定位主要流程
• 4.4 GSM 网络定位主要流程
• 4.5 GPRS 传输数据主要流程
• 4.6 本章小结
• 第五章 定位服务中心的设计和实现
• 5.1 定位服务中心的软件架构
• 5.2 界面设计
• 5.3 GPRS 网络接收和发送数据
• 5.4 GSM 短消息的接收和发送
• 5.5 与GIS 和电子地图等其他程序的接口
• 5.6 本章小结
• 第六章 定位系统定位精度的提高和定位盲区减少的方法研究
• 6.1 提高定位精度的方法
• 6.2 减少定位盲区的方法
• 第七章 总结和展望
• 7.1 本文主要贡献与创新
• 7.2 今后工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历