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基于ARM9处理器的GPS导航定位系统

2020-12-09阅读(608)

基于ARM9处理器的GPS导航定位系统

论文摘要

GPS (Global Positioning System)的发展为导航带来了革命性的变化,它在全球范围内为无限多的海陆空用户提供精确的实时位置、速度和时间信息。随着嵌入式技术和数字通信技术的飞速发展,GPS设备正向小型化、多功能化、低成本化发展。嵌入式GPS导航设备给人们的生活带来了极大的便利,有着非常广泛的应用前景。本文介绍了GPS系统的发展现状,系统研究了GPS系统的构成、信号发生、接收与传输方式。本文分析了GPS信号的传播方式、捕获方法和定位原理,并对相关过程进行了matlab仿真。对嵌入式系统硬件结构和windowsCE嵌入式操作系统做了简单的概述,并采用TQ2440 ARM开发板为硬件平台,利用西安华迅微电子有限责任公司的HX6123导航模块接收GPS卫星信号,设计了导航系统的硬件电路,并在该平台上移植了ARM windowsCE操作系统,利用操作系统的资源编写程序实现了手持GPS导航系统的功能。将嵌入式ARM处理器与GPS技术相结合,充分发挥了GPS技术的灵活性与实时性,结合目前成熟的嵌入式操作系统windows CE,使GPS导航系统的功能更加多元化,并有效控制了成本。对嵌入式GPS技术的应用与推广是非常有意义的。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 GPS概述
  • 1.3 GPS导航系统的应用
  • 1.3.1 航空
  • 1.3.2 空间运载体引导
  • 1.3.3 海事
  • 1.3.4 陆用
  • 1.4 嵌入式技术在GPS系统中的应用
  • 1.5 本文研究的主要内容
  • 1.6 本文组织结构
  • 2 GPS定位原理
  • 2.1 GPS的组成结构
  • 2.1.1 空间部分
  • 2.1.2 地面控制部分
  • 2.1.3 用户接收设备部分
  • 2.2 利用到达时间测量值测距的原理
  • 2.2.1 二维位置确定
  • 2.2.2 卫星测距信号确定位置的原理
  • 2.3 GPS用户位置的确定
  • 2.3.1 GPS参考坐标系
  • 2.3.2 利用伪随机噪声码（PRN）确定位置
  • 2.3.3 确定从卫星到用户的距离
  • 2.4 本章小结
  • 3 GPS卫星信号的捕获、跟踪和仿真
  • 3.1 GPS卫星信号的特性
  • 3.1.1 频率和调频制式
  • 3.2 GPS卫星信号的捕获
  • 3.2.1 影响GPS卫星信号的多普勒效应
  • 3.2.2 GPS卫星信号的捕获方法
  • 3.2.3 GPS卫星信号的跟踪
  • 3.3 GPS卫星信号的MATLAB仿真
  • 3.4 本章小结
  • 4 GPS接收机的硬件设计
  • 4.1 硬件平台的总体结构
  • 4.2 嵌入式微处理器模块
  • 4.2.1 嵌入式微处理器的分类
  • 4.2.2 嵌入式微处理器的选择
  • 4.3 系统外围设备的选择
  • 4.5 开发板的硬件环境
  • 4.5.1 TQ2440核心开发板的硬件资源
  • 4.5.2 TQ2440底板的硬件资源
  • 4.6 系统硬件电路设计
  • 4.6.1 电源电路
  • 4.6.2 系统复位电路
  • 4.6.3 系统时钟电路
  • 4.6.4 JTAG接口电路
  • 4.6.4 串口电路
  • 4.6.5 SD卡接口电路
  • 4.6.6 实时时钟备用电池供电电路
  • 4.6.7 USB接口电路
  • 4.6.8 音频数据接口电路
  • 4.6.9 ADC电路
  • 4.6.10 以太网接口电路
  • 4.6.11 系统总线接口
  • 4.6.12 LCD液晶屏接口电路
  • 4.7 GPS导航模块
  • 4.7.1 HX6123导航模块的机械特性
  • 4.7.2 HX6123导航模块的温度要求
  • 4.7.3 HX6123导航模块的电气要求
  • 4.7.4 HX6123导航模块的性能
  • 4.7.5 HX6123导航模块的输入/输出信息
  • 4.7.6 HX6123导航模块的管脚信息
  • 4.8 GPS导航模块与开发板的连接
  • 4.9 本章小结
  • 5 GPS接收机的软件设计
  • 5.1 嵌入式操作系统的选择
  • 5.2 WINDOWS CE嵌入式操作系统
  • 5.3 开发环境
  • 5.3.1 Platform Builder集成开发环境
  • 5.4 WINDOWS CE嵌入式操作系统内核的定制和编译
  • 5.4.1 板级支持包（BSP）的导入
  • 5.4.2 定制操作系统的镜像
  • 5.4.3 编译操作系统的镜像
  • 5.5 SDK文件的制作
  • 5.6 WINDOWS CE操作系统的烧写
  • 5.6.1 Boot Loader的烧写
  • 5.6.2 系统镜像文件的烧写
  • 5.7 串口应用程序GPSVIEW的开发
  • 5.7.1 初始化函数
  • 5.7.2 注册窗口类
  • 5.7.3 消息循环
  • 5.7.4 接收和处理串口消息
  • 5.7.5 关闭应用程序
  • 5.8 本章小结
  • 6 系统运行结果
  • 6.1 移动设备与PC同步
  • 6.2 开始定位
  • 6.3 定位信息的验证
  • 6.4 本章小结
  • 7 总结与展望
  • 7.1 总结与结论
  • 7.2 问题与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间所发表的论文

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