基于A-GPS的定位系统设计与实现

论文摘要

近年来,GPS跟踪技术获得广泛应用。然而GPS存在明显的缺点,即在城市应用时,其卫星信号容易受到建筑物、树木等遮挡,严重时甚至会造成信号的丢失。因此本文针对GPS定位的不足提出了一种基于A-GPS （Assisted-Global Positioning System）的定位系统,该系统将GPRS技术和GPS技术有机的结合起来,能够在复杂的城市交通环境中实现高灵敏度实时跟踪定位,具有良好的实用性。本文的主要研究内容包括：1.基于A-GPS定位系统的总体设计。本文通过对瓶颈问题的研究,给出了基于A-GPS的定位模式,采用伪距定位技术确定定位终端的位置,解决了系统在卫星信号弱、方向性杂、环境干扰大的使用环境中无法锁定信号的问题。完成定位系统的框架设计、定位系统的服务器子系统设计、定位终端子系统设计及定位系统的协议设计。通过辅助定位信息获取,有效地将定位终端的首次定位时间（TTFF）大大缩短,提高系统的灵敏度；定位终端中各功能模块均采用高集成度的微型模块,从而具有可以在恶劣的环境下工作、体积小、功耗低、工作时间长、隐蔽性好等优点。2.辅助定位接收机的设计与研制。利用该接收机为系统提供有效的辅助定位数据,实现辅助定位的模式。论文完成接收机硬件部分的设计,包括天线单元、GPS模块、MCU处理单元、GPRS模块、电源模块及主电路板的设计,测试表明辅助定位接收机满足卫星信号接收能力强、能长时间稳定工作和数据传输。3.完成了一种“多径效应”优化算法的设计。本文通过分析多径效应产生的原因和影响范围,结合本定位系统的实际应用环境,提出了一种基于数据后处理技术的多径效应优化算法即瞬态位移算法,通过运算能快速判断目标的真实位置,将多径效应的影响控制在12米以内,并将其应用到了辅助定位系统中,该算法能够有效减小目标位置的离散性,使定位系统的工作更加稳定、可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外定位技术的研究进展
• 1.2.1 网络独立定位技术
• 1.2.2 终端独立定位技术
• 1.2.3 联合定位技术
• 1.3 论文的研究内容与组织结构
• 第二章 定位系统技术及辅助定位系统总体设计
• 2.1 GPS定位系统
• 2.1.1 GPS的系统结构
• 2.1.2 GPS系统定位原理
• 2.2 辅助定位系统总体设计
• 2.2.1 A-GPS的基本概念
• 2.2.2 辅助定位系统设计
• 2.3 小结
• 第三章 辅助定位接收机的设计及研制
• 3.1 接收机的硬件设计
• 3.1.1 主控模块及电路设计
• 3.1.2 GPS接收模块
• 3.1.3 GPRS模块的设计
• 3.1.4 主电路板设计图
• 3.2 接收机功能模块测试
• 3.2.1 PIFA天线测试
• 3.2.2 接收器灵敏度测试
• 3.3 无线电干扰抑制
• 3.4 接收机生成的辅助定位信息
• 3.5 小结
• 第四章 多路径误差优化算法
• 4.1 多径效应误差
• 4.2 多径效应的优化方法
• 4.2.1 空间处理的方法
• 4.2.2 接收机端的技术处理方法
• 4.2.3 数据后处理技术
• 4.3 本系统中多径效应优化的方法
• 4.3.1 优化背景
• 4.3.2 优化算法
• 4.3.3 优化方法的实验效果
• 4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果