大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文_精選13_GPS汽車(chē)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、咔嚓大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)GPS汽車(chē)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)Design of On-board GPS in Vehicle Monitoring Dispatching System學(xué)生姓名所在專(zhuān)業(yè)所在班級(jí)申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)學(xué)士指導(dǎo)教師答辯時(shí)間2013年 6 月 14 日目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc169400915 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 PAGEREF _Toc169400915 h I HYPERLINK l _Toc169400916 introduction PAGEREF _Toc169400916 h II HYPERLINK l _Toc169400917 第

2、一章 概述 PAGEREF _Toc169400917 h 1 HYPERLINK l _Toc169400918 設(shè)計(jì)概述 PAGEREF _Toc169400918 h 1 HYPERLINK l _Toc169400919 主要工程量 PAGEREF _Toc169400919 h 1 HYPERLINK l _Toc169400920 設(shè)計(jì)目標(biāo) PAGEREF _Toc169400920 h 1 HYPERLINK l _Toc169400921 第二章GPS監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng) PAGEREF _Toc169400921 h 2 HYPERLINK l _Toc169400922 GPS、G

3、SM、GIS系統(tǒng) PAGEREF _Toc169400922 h 2 HYPERLINK l _Toc169400923 GPS全球定位系統(tǒng)介紹 PAGEREF _Toc169400923 h 2 HYPERLINK l _Toc169400924 GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)和GPRS技術(shù) PAGEREF _Toc169400924 h 3 HYPERLINK l _Toc169400925 GIS地理信息系統(tǒng) PAGEREF _Toc169400925 h 6 HYPERLINK l _Toc169400926 GPS監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)組成與原理。 PAGEREF _Toc169400926 h 7 HY

4、PERLINK l _Toc169400927 系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc169400927 h 7 HYPERLINK l _Toc169400928 GPS汽車(chē)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的需求分析和總體設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc169400928 h 8 HYPERLINK l _Toc169400929 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400929 h 11 HYPERLINK l _Toc169400930 電子地圖數(shù)據(jù)制作 PAGEREF _Toc169400930 h 12 HYPERLINK l _Toc169400931 第三章 車(chē)載GPS 監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

5、PAGEREF _Toc169400931 h 12 HYPERLINK l _Toc169400932 車(chē)載系統(tǒng)硬件方案及設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400932 h 12 HYPERLINK l _Toc169400933 ARM嵌入式系統(tǒng) PAGEREF _Toc169400933 h 13 HYPERLINK l _Toc169400934 3.2.1 ARM處理器電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400934 h 13 HYPERLINK l _Toc169400935 3.2.2 S3C4510B的芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc169400935 h 15 H

6、YPERLINK l _Toc169400936 3.2.3 S3C4510B的芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc169400936 h 15 HYPERLINK l _Toc169400937 FLASH存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400937 h 17 HYPERLINK l _Toc169400938 3.3.1 HY29LV160的編程和擦除操作 PAGEREF _Toc169400938 h 18 HYPERLINK l _Toc169400939 3.3.2 HY29LV160的實(shí)際電路連接 PAGEREF _Toc169400939 h 19 HYPERLI

7、NK l _Toc169400940 SDRAM存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400940 h 19 HYPERLINK l _Toc169400941 3.4.1 RS232串口電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400941 h 20 HYPERLINK l _Toc169400942 晶振電路、電源電路及其他電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400942 h 21 HYPERLINK l _Toc169400943 主電路板的GPS模塊電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400943 h 22 HYPERLINK l _Toc169400944 主電路板的G

8、PRS模塊電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400944 h 23 HYPERLINK l _Toc169400945 子卡硬件電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400945 h 23 HYPERLINK l _Toc169400946 第四章 車(chē)載GPS/GPRS系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400946 h 23 HYPERLINK l _Toc169400947 uClinux操作系統(tǒng)的移植 PAGEREF _Toc169400947 h 24 HYPERLINK l _Toc169400948 uClinux操作系統(tǒng) PAGEREF _Toc169400

9、948 h 24 HYPERLINK l _Toc169400949 uClinux系統(tǒng)的特性 PAGEREF _Toc169400949 h 24 HYPERLINK l _Toc169400950 uClinux操作系統(tǒng)的移植 PAGEREF _Toc169400950 h 25 HYPERLINK l _Toc169400951 應(yīng)用層的業(yè)務(wù)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400951 h 26 HYPERLINK l _Toc169400952 應(yīng)用軟件啟動(dòng)程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400952 h 26 HYPERLINK l _Toc169400953 業(yè)務(wù)功

10、能軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400953 h 27 HYPERLINK l _Toc169400954 網(wǎng)絡(luò)層的TCP/UDP套接字程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400954 h 28 HYPERLINK l _Toc169400955 TCP客戶端程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400955 h 28 HYPERLINK l _Toc169400956 UDP的客戶端程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400956 h 29 HYPERLINK l _Toc169400957 鏈路層的PPP控制腳本徹字設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400957 h

11、30 HYPERLINK l _Toc169400958 針對(duì)硬件配置的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc169400958 h 31 HYPERLINK l _Toc169400959 第五章 工程圖紙 PAGEREF _Toc169400959 h 31 HYPERLINK l _Toc169400960 第六章 結(jié)論 PAGEREF _Toc169400960 h 31 HYPERLINK l _Toc169400961 鳴 謝 PAGEREF _Toc169400961 h 33 HYPERLINK l _Toc169400962 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc16940096

12、2 h 34設(shè)計(jì)總說(shuō)明隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,GPS 應(yīng)用于常規(guī)測(cè)量(如控制測(cè)量和工程測(cè)量如精密工程測(cè)量、施工測(cè)量方面)的技術(shù)日益成熟,我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用GPS 先進(jìn)技術(shù)來(lái)進(jìn)行監(jiān)控或?qū)Ш揭苿?dòng)載體。本文中車(chē)載GPS定位系統(tǒng)，又稱自動(dòng)車(chē)輛定位系統(tǒng)。時(shí)至今日，車(chē)載衛(wèi)星定位系統(tǒng)集全球衛(wèi)星定位技術(shù)，現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)于一體，它不僅在智能交通系統(tǒng)中可擔(dān)負(fù)主要作用，同時(shí)還可以為當(dāng)前的社會(huì)上日益增多的汽車(chē)提供防盜防搶劫并提供實(shí)時(shí)報(bào)警，緊急醫(yī)療求助等多種服務(wù)。但是車(chē)載衛(wèi)星定位系統(tǒng)的無(wú)線傳輸部分如采用GSM短消息通信技術(shù)，通過(guò)GSM短消息承載的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，實(shí)際應(yīng)用的傳輸時(shí)延不應(yīng)小于6秒，這對(duì)于

13、實(shí)時(shí)應(yīng)用中性能要求較高的場(chǎng)合，難以提供令人滿意的效果,現(xiàn)采用GPRS技術(shù)來(lái)替代GSM無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸部分，通過(guò)GPRS高達(dá)115.2kb/s的通信速率，實(shí)現(xiàn)低于秒級(jí)的實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)傳輸，成為車(chē)載衛(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展方向。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)GPS衛(wèi)星定位理論，衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理的深入研究，對(duì)GPRS移動(dòng)通信技術(shù)規(guī)范的細(xì)致分析以及ARM嵌入式硬件系統(tǒng)，uClinux嵌入式操作系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷實(shí)踐，提出一套基于GPRS無(wú)線通信技術(shù)的車(chē)載GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。在本文的設(shè)計(jì)方案中，采用ARM嵌入式系統(tǒng)作為硬件平臺(tái)，在其上運(yùn)行uClinux操作系統(tǒng)，依托操作系統(tǒng)的資源優(yōu)勢(shì)，完成GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸所需要的從適配驅(qū)動(dòng)

14、，鏈路控制，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綐I(yè)務(wù)應(yīng)用的整套TCP/IP通信協(xié)議棧，從而實(shí)現(xiàn)GPRS技術(shù)在車(chē)載GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)57.6kbps。本文提供了一套切實(shí)可行的具有實(shí)時(shí)監(jiān)控能力的車(chē)載GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：GPS衛(wèi)星定位；GPRS分組無(wú)線通信；ARM嵌入式系統(tǒng)introductionAs modern science and technology to the rapid development ,the Global Positioning System technology applies to ordinary survey such as control s

15、urvey and engineering survey such as precision survey、construction survey , it has been applied to monitor moving objects dynamically as well as to navigate moving objects. Global Positioning System of vehicles，also known as auto vehicles locating system，is researched starting off in 1960s .Nowadays

16、，auto vehicles locating is compose of Global Positioning System，wireless communication and Global geographical System .It is not the essential part of intelligent transportation system，but also providing grand against theft, highjack，medical emergence and so forth. However，the communicative part of

17、auto vehicles locating is based on GSM-SMS but the transmission time of the real-time application should be less than 6 second, so the GSM-SMS can not offer the satisfactions service. The bearing of GPS of automobiles development is using GPRS technology that has high speed of 115.2 kbps to change t

18、he GSM part. After that the Global Positioning System of vehicles will offer real-time application.Through hard work of study on GPRS communication system，the author proposes a whole solution of Global Positioning System of vehicles that depended on the GPRS technology. The project uses the ARM embe

19、dded hardware platform and uClinux Operation System which has abundant resource that help building the protocol stack from hardware driver logical link control，network transportation to operation applications. The whole solution for the auto vehicles locating system can be used in real-time position

20、 .There is a detail description about the project in this paper .The product designed by the method in the paper works well in experimentation. Keywords: Global Positioning System of vehicles；GPRS communication system； ARM embedded platform車(chē)載GPS監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)：通信工程指導(dǎo)教師第一章 概述設(shè)計(jì)概述車(chē)載GPS監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)采用了GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）技

21、術(shù)、GSM（全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)）技術(shù)、GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),它是在GSM（移動(dòng)公眾網(wǎng)）的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一套社會(huì)綜合防范和遠(yuǎn)程監(jiān)控、通訊、管理、調(diào)度系統(tǒng)。是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展而建立起來(lái)的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng).利用本監(jiān)控系統(tǒng),可以遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控、監(jiān)測(cè)所有在GSM網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的移動(dòng)目標(biāo)以及完成汽車(chē)調(diào)度功能如警用車(chē)輛、救護(hù)車(chē)、消防車(chē)等等。主要工程量本設(shè)計(jì)圍繞基于GPRS技術(shù)的車(chē)載GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)作了許多工作，研究?jī)?nèi)容涉及到GPS衛(wèi)星定位，GPRS移動(dòng)通信，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域，大致可以分為理論研究和工程設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。理論研究主要是指GPS衛(wèi)星定位和

22、GPRS無(wú)線傳輸。對(duì)于GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，著重研究GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的工作原理，數(shù)據(jù)處理，誤差分析。對(duì)于GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，重在GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的無(wú)線技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和性能分析等等。工程設(shè)計(jì)主要任務(wù)是通過(guò)GPRS無(wú)線通信平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)GPS衛(wèi)星定位信息的秒級(jí)的實(shí)時(shí)傳輸，同時(shí)提供多種增值的管理功能。因此，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性是工程設(shè)計(jì)的核心所在。本設(shè)計(jì)從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面闡述如何達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。硬件方面通過(guò)采用嵌入式系統(tǒng)，GPS衛(wèi)星采集模塊和GPRS無(wú)線通信模塊提供資源保障，軟件方面通過(guò)嵌入式操作系統(tǒng)完成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的功能。設(shè)計(jì)目標(biāo)綜合利用動(dòng)態(tài)GPS定位技術(shù)、GSM系統(tǒng)中的GPRS分組無(wú)線交換技

23、術(shù)、GIS技術(shù),開(kāi)發(fā)建設(shè)一套基于網(wǎng)絡(luò),運(yùn)行于計(jì)算機(jī)軟硬件的基礎(chǔ)上,按照規(guī)范化的信息分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的地理空間關(guān)系,對(duì)移動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)精確的定位,遠(yuǎn)程控制和車(chē)輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控服務(wù)體系。利用本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的各種數(shù)據(jù)信息的分析、處理、反饋,可協(xié)助車(chē)輛的調(diào)度監(jiān)控人員及時(shí)準(zhǔn)確合理地調(diào)度車(chē)輛,有效處理車(chē)輛緊急事件,高效監(jiān)控與管理車(chē)輛。 GPS監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)GPS、GSM、GIS系統(tǒng)GPS全球定位系統(tǒng)介紹GPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GPS即全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）是美國(guó)從本世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)20多年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定

24、位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS是美國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是在子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它采納了子午儀系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)。GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分GPS工作衛(wèi)星和備用衛(wèi)星; 地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng)； 用戶設(shè)備部分GPS信號(hào)接收機(jī)。GPS衛(wèi)星星座 GPS工作衛(wèi)星及其星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座，記作（21+3）GPS星座。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，軌道傾角為55度，各個(gè)軌道平面之間相距60度，即軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)各相差60度。每個(gè)軌道平面內(nèi)各顆衛(wèi)星之間的升交角距相差90度，一軌道平面上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道平面上的相應(yīng)衛(wèi)星超前30度。其

25、中3顆備用衛(wèi)星在必要時(shí)會(huì)根據(jù)指令代替發(fā)生故障的衛(wèi)星.這對(duì)于GPS衛(wèi)星星座正常而有效地工作是很重要的。在用GPS信號(hào) HYPERLINK javascript:; t _self 導(dǎo)航定位時(shí)，為了結(jié)算測(cè)站的三維坐標(biāo)，必須觀測(cè)4顆GPS衛(wèi)星，稱為定位星座。GPS衛(wèi)星的主要功能有：1）接收和儲(chǔ)存由地面監(jiān)控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信息；接收并執(zhí)行監(jiān)控站控制指令。 2）衛(wèi)星上設(shè)有微處理機(jī)，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理。 3）通過(guò)星載高精度原子鐘門(mén)產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)和提供精確的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。 4）向用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)。 5）接收地面主控站通過(guò)注入站發(fā)送給衛(wèi)星的調(diào)度命令。 地面監(jiān)控系統(tǒng) 對(duì)于導(dǎo)航定位來(lái)說(shuō)，GPS衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)已知

26、點(diǎn)。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷描述衛(wèi)星運(yùn) 動(dòng)及其軌道的參數(shù)算得的。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行，都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)GPS時(shí)間系統(tǒng)。這就需要地面站監(jiān)測(cè)各顆衛(wèi)星的時(shí)間，求出鐘差。然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站。地面監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能：跟蹤觀測(cè)GPS衛(wèi)星。各監(jiān)測(cè)站GPS接收機(jī)對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，同時(shí)收集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)。收集數(shù)據(jù)。主控站收集各監(jiān)測(cè)站所測(cè)得

27、的偽距和積分多普勒等觀測(cè)值，氣像要素，衛(wèi)星時(shí)鐘和工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)等。編算導(dǎo)航電文。跟據(jù)所收集的數(shù)據(jù)，計(jì)算每顆GPS衛(wèi)星的星歷，時(shí)鐘改正，狀態(tài)數(shù)據(jù)信號(hào)的電離層延遲改正等參數(shù)；并按一定格式編制成導(dǎo)航電文，傳送到注入站。診斷狀態(tài)。主控站還肩負(fù)監(jiān)測(cè)整個(gè)地面監(jiān)控系統(tǒng)是否正常工作，檢驗(yàn)注入給衛(wèi)生的導(dǎo)航電文是否正確，監(jiān)測(cè)衛(wèi)星是否將導(dǎo)航電文發(fā)送給用戶等任務(wù)。注入導(dǎo)航電文。注入站在主控站的控制下，將衛(wèi)星星歷，衛(wèi)星時(shí)鐘鐘差等參數(shù)和其它控制指令注入給各GPS衛(wèi)星。調(diào)度衛(wèi)星。主控站能夠?qū)PS衛(wèi)星軌道進(jìn)行必變和修正，還能進(jìn)行衛(wèi)星調(diào)度，讓備用星去取代失效的衛(wèi)星。GPS信號(hào)接收機(jī) 用戶設(shè)備的核心是GPS接收機(jī)，它是由主機(jī)，

28、天線，電源和數(shù)據(jù)處理軟件等組成。GPS信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤 這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，以便測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置，位置，甚至三維速度和時(shí)間。 靜態(tài)定位中，GPS接收機(jī)在捕獲和跟蹤GPS衛(wèi)星的過(guò)程中固定不變，接收機(jī)高精度地測(cè)量GPS信號(hào)的傳播時(shí)間，利用GPS衛(wèi)星在軌的已知位置，解算出接收機(jī)天線所在位置的三維坐標(biāo)。而動(dòng)態(tài)定位則是用GPS接收機(jī)測(cè)定一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。GPS信號(hào)接收機(jī)所位于的運(yùn)動(dòng)物體叫做載體（如航行中的船

29、艦，空中的飛機(jī)，行走的車(chē)輛等）。載體上的GPS接收機(jī)天線在跟蹤GPS衛(wèi)星的過(guò)程中相對(duì)地球而運(yùn)動(dòng)，接收機(jī)用GPS信號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)（瞬間三維位置和三維速度）。 接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及GPS數(shù)據(jù)的后處理軟件包，構(gòu)成完整的GPS用戶設(shè)備。GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩大部分。對(duì)于測(cè)地型接收機(jī)來(lái)說(shuō)，兩個(gè)單元一般分成兩個(gè)獨(dú)立的部件，觀測(cè)時(shí)將天線單元安置在測(cè)站上，接收單元置于測(cè)站附近的適當(dāng)?shù)胤?，用電纜線將兩者連接成一個(gè)整機(jī)。也有的將天線單元和接收單元制作成一個(gè)整體，觀測(cè)時(shí)將其安置在測(cè)站點(diǎn)上。GPS的性能指標(biāo)（1）衛(wèi)星軌跡。這里有24顆GPS衛(wèi)星沿六條軌道繞地球運(yùn)行（每四顆一組）

30、，一般不會(huì)有超過(guò)12個(gè)衛(wèi)星在地球的同一邊，大多數(shù)GPS接收器可以追蹤812顆衛(wèi)星。計(jì)算LAT/LONG（2維）坐標(biāo)至少需要3顆衛(wèi)星。再加一顆就可以計(jì)算3維坐標(biāo)。對(duì)于一個(gè)給定的位置，GPS接收器知道在此時(shí)哪些衛(wèi)星在附近，因?yàn)樗煌５亟邮諒男l(wèi)星發(fā)來(lái)的更新信號(hào)。（2）并行通道。一些消費(fèi)類(lèi)GPS設(shè)備有25條并行通道接收衛(wèi)星信號(hào)。因?yàn)樽疃嗫赡苡?2顆衛(wèi)星是可見(jiàn)的（平均值是8），這意味著GPS接收器必須按順序訪問(wèn)每一顆衛(wèi)星來(lái)獲取每顆衛(wèi)星的信息。 市面上的GPS接收器大多數(shù)是12并行通道型的，這允許它們連續(xù)追蹤每一顆衛(wèi)星的信息，12通道接收器的優(yōu)點(diǎn)包括快速冷啟動(dòng)和初始化衛(wèi)星的信息，而且在森林地區(qū)可以有更好的

31、接收效果。一般12通道接收器不需要外置天線，除非你是在封閉的空間中，如船艙、車(chē)廂中。（3）定位時(shí)間。這是指你重啟動(dòng)你的GPS接收器時(shí)，它確定現(xiàn)在位置所需的時(shí)間。對(duì)于12通道接收器，如果你在最后一次定位位置的附近，冷啟動(dòng)時(shí)的定位時(shí)間一般為35分鐘，熱啟動(dòng)時(shí)為1530秒，而對(duì)于2通道接收器，冷啟動(dòng)時(shí)大多超過(guò)15分鐘，熱啟動(dòng)時(shí)為25分鐘。（4）定位精度。大多數(shù)GPS接收器的水平位置定位精度在5m10m左右，但這只是在SA沒(méi)有開(kāi)啟的情況下。（5）DGPS功能。為了將SA和大氣層折射帶來(lái)的影響降為最低，有一種叫做DGPS發(fā)送機(jī)的設(shè)備。它是一個(gè)固定的GPS接收器（在一個(gè)勘探現(xiàn)場(chǎng)100km200km的半徑內(nèi)

32、設(shè)置）接收衛(wèi)星的信號(hào)，它確切地知道理論上衛(wèi)星信號(hào)傳送到的精確時(shí)間是多少，然后將它與實(shí)際傳送時(shí)間相比較，然后計(jì)算出“差”，這十分接近于SA和大氣層折射的影響，它將這個(gè)差值發(fā)送出去，其他GPS接收器就可以利用它得到一個(gè)更精確的位置讀數(shù)（5m10m或者更少的誤差）。 許多GPS設(shè)備提供商在一些地區(qū)設(shè)置了DGPS發(fā)送機(jī)，供它的客戶免費(fèi)使用，只要客戶所購(gòu)買(mǎi)的GPS接收器有DGPS功能。（6）信號(hào)干擾。如果接收機(jī)處在一個(gè)很好的定位位置，GPS接收器需要至少35顆衛(wèi)星是可見(jiàn)的。如果你在峽谷中或者兩邊高樓林立的街道上，或者在茂密的叢林里，你可能不能與足夠的衛(wèi)星聯(lián)系，從而無(wú)法定位或者只能得到二維坐標(biāo)。同樣，如果

33、你在一個(gè)建筑里面，你可能無(wú)法更新你的位置，一些GPS接收器有單獨(dú)的天線可以貼在擋風(fēng)玻璃上，或者一個(gè)外置天線可以放在車(chē)頂上，這有助于你的接收器得到更多的衛(wèi)星信號(hào)。（7）物理指標(biāo)。選購(gòu)GPS設(shè)備時(shí)，大小、重量、顯示畫(huà)面、防水、防震、防塵性能、耐高溫、耗電等物理指標(biāo)都要考慮在內(nèi)。 GPS定位系統(tǒng)的特點(diǎn)GPS作為一種導(dǎo)航和定位系統(tǒng),以其高精度、全天候、高效率、多功能、易操作、應(yīng)用廣等特點(diǎn)著稱：（1）定位精度高，用載波相位觀測(cè)量進(jìn)行靜態(tài)相對(duì)定位，在小天50KM的基線上目前達(dá)到的典型精度為1 PPM，而在100500KM的基線上可達(dá)0.1 PPM。其精度是驚人的。（2）觀測(cè)時(shí)間短，目前采用靜態(tài)相對(duì)定位模式

34、，觀測(cè)20KM以內(nèi)的基線所需觀測(cè)時(shí)間，對(duì)于雙頻接收機(jī)僅需1520MIN；采用快速靜態(tài)相對(duì)定位模式，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)確無(wú)誤站相距在15KM以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀測(cè)的時(shí)間只需12MIN；采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模式，流動(dòng)站出發(fā)時(shí)觀測(cè)12MIN進(jìn)行動(dòng)態(tài)初始化，然后可隨時(shí)定位，每站僅需幾秒鐘。（3）測(cè)站間無(wú)需通視，GPS測(cè)量只要求測(cè)站上空開(kāi)闊，與衛(wèi)星間保持通視即可，不要求測(cè)站間互相 通視，因而不再需要建造覘標(biāo)。 （4）儀器操作簡(jiǎn)便，在觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)只是安置儀器，連接電纜線，量取天線高和氣旬?dāng)?shù)據(jù)。 (5) 全球全天候定位,GPS衛(wèi)星的數(shù)目較多,且分布均勻,保證了全球地面被連續(xù)覆蓋,使得地球上任何地方的用戶在

35、任何時(shí)間至少可以同時(shí)觀測(cè)到4顆GPS衛(wèi)星,可以隨時(shí)進(jìn)行全球全天候的各項(xiàng)觀測(cè)工作。 （6）可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標(biāo)，經(jīng)典大地測(cè)量將平面與高程采用不同方法分別施測(cè)，而GPS測(cè)量可同時(shí)精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置各大地高程。 （7）應(yīng)用廣泛，在導(dǎo)航方面它不僅廣泛地用于海上，空中和陸地運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的導(dǎo)航；而在測(cè)量方面，這一定位技術(shù)在大地測(cè)量，工程測(cè)量與變形監(jiān)測(cè)，地籍測(cè)監(jiān)量，航空攝影師 和海洋測(cè)繪等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)和GPRS技術(shù) GSM的結(jié)構(gòu)與性能指標(biāo)GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)源于歐洲。GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的主要組成部分可分為移動(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。使用GSM模塊可以方便地利用GSM網(wǎng)

36、進(jìn)行通訊。它同主控制器以串行口的方式連接，并采用一定的波特率進(jìn)行通信。主控制器可以通過(guò)AT命令控制GSM模塊使其發(fā)送短消息，使用GPRS傳送數(shù)據(jù)或進(jìn)行語(yǔ)音通話。GSM模塊硬件連接圖如圖2-1-2-1所示。 圖2-1-2-1 GSM模塊硬件連接圖GSM模塊與單片機(jī)之間采用標(biāo)準(zhǔn)的串行口進(jìn)行通訊，通訊的最高波特率可以達(dá)到115200bit/s。GSM模塊與SIM卡之間主要通過(guò)SIMCLK和SIMDATA信號(hào)線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。為了保證發(fā)送短消息與短消息到達(dá)之間的時(shí)間間隔盡量短，選用的SIM卡最好是同一個(gè)電信運(yùn)營(yíng)商提供的。在使用GPRS功能時(shí)，還需要選擇支持GPRS的SIM卡，并開(kāi)通GPRS服務(wù)。GSM模

37、塊還支持驅(qū)動(dòng)兩路麥克風(fēng)、兩路揚(yáng)聲器和一路蜂鳴器。其器可以連到手柄的聽(tīng)筒上，以實(shí)現(xiàn)車(chē)載 功能。中一路麥克風(fēng)和揚(yáng)聲。GSM的主要特點(diǎn)可以歸結(jié)為：(1)頻譜效率。由于采用了高效調(diào)制器、信道編碼、交織、均衡和語(yǔ)音編碼技術(shù)，使系統(tǒng)具有高頻譜效率。(2) 容量。由于每個(gè)信道傳輸帶寬增加，使同頻復(fù)用栽干比要求降低至9dB，故GSM系統(tǒng)的同頻復(fù)用模式可以縮小到4/12或3/9甚至更?。M系統(tǒng)為7/21）；加上半速率話音編碼的引入和自動(dòng)話務(wù)分配以減少越區(qū)切換的次數(shù)，使GSM系統(tǒng)的容量效率（每兆赫每小區(qū)的信道數(shù)）比TACS系統(tǒng)高35倍。 (3) 話音質(zhì)量。鑒于數(shù)字傳輸技術(shù)的特點(diǎn)以及GSM規(guī)范中有關(guān)空中接口和話音

38、編碼的定義，在門(mén)限值以上時(shí)，話音質(zhì)量總是達(dá)到相同的水平而與無(wú)線傳輸質(zhì)量無(wú)關(guān)。 (4) 開(kāi)放的接口。GSM標(biāo)準(zhǔn)所提供的開(kāi)放性接口，不僅限于空中接口，而且報(bào)刊網(wǎng)絡(luò)直接以及網(wǎng)絡(luò)中個(gè)設(shè)備實(shí)體之間，例如A接口和Abis接口。 (5)安全性。通過(guò)鑒權(quán)、加密和TMSI號(hào)碼的使用，達(dá)到安全的目的。鑒權(quán)用來(lái)驗(yàn)證用戶的入網(wǎng)權(quán)利。加密用于空中接口，由SIM卡和網(wǎng)絡(luò)AUC的密鑰決定。TMSI是一個(gè)由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)給用戶指定的臨時(shí)識(shí)別號(hào)，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。(6)與ISDN、PSTN等的互連。與其他網(wǎng)絡(luò)的互連通常利用現(xiàn)有的接口，如ISUP或TUP等。GSM的頻段：上行880915MHZ 下行將925960MHZ。

39、上行和下行組成一頻率對(duì), 上行就是 發(fā)射、機(jī)站接收；下行就是基站到移動(dòng)用戶。GPRS技術(shù)GPRS的英文全稱是：General Packet Radio Service（譯作“通用分組無(wú)線服務(wù)”），它是利用“包交換”（PacketSwitched）的概念發(fā)展起來(lái)的一套無(wú)線傳輸方式。所謂“包交換”就是將Data封裝成許多獨(dú)立的封包，再將這些封包一一傳送出去。其作用在于只有當(dāng)有資料需要傳送時(shí)才會(huì)占用頻寬，因?yàn)橄馡nternet這類(lèi)的數(shù)據(jù)傳輸大多數(shù)的時(shí)間頻寬是閑置的。GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)中需增加一些節(jié)點(diǎn)，如GGSN（Gateway GPRS Supportin

40、g Node，GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)）和SGSN（ Serving GSN，GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)），GSN是GPRS網(wǎng)絡(luò)中最重要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。GSN具有移動(dòng)路由管理功能，它可以連接各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并可以連到GPRS寄存器。GSN可以完成移動(dòng)終端和各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳送和格式轉(zhuǎn)換。GSN可以是一種類(lèi)似于路由器的獨(dú)立設(shè)備，也可以與GSM中的MSC集成在一起。GSN有兩種類(lèi)型：一種為SGSN（ Serving GSN，服務(wù)GSN），另一種為GGSN（Gateway GSN，網(wǎng)關(guān)GSN），SGSN的主要作用是記錄移動(dòng)終端的當(dāng)前位置信息，并且在移動(dòng)終端和GGSN之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。GG

41、SN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如ISDN、PSPDN和LAN等。國(guó)外有些資料甚至將GGSN稱為GPRS路由器。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的GPRS 分組數(shù)據(jù)包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端的TCPIP或X.25網(wǎng)絡(luò)。GPRS工作時(shí)，通過(guò)路由管理來(lái)進(jìn)行尋址和建立數(shù)據(jù)連接，而GPRS的路由管理表現(xiàn)在以下三方面：移動(dòng)終端發(fā)送數(shù)據(jù)的路由建立；移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的路由建立；以及移動(dòng)終端處于漫游時(shí)數(shù)據(jù)路由的建立。（1）第一種情況，當(dāng)移動(dòng)終端產(chǎn)生了一個(gè)PDU分組數(shù)據(jù)單元)，這個(gè)PDU經(jīng)過(guò)SNDC層處理，稱為SNDC數(shù)據(jù)單元。然后經(jīng)過(guò)LLC層處理為L(zhǎng)LC幀通過(guò)空中接口送到

42、GSM網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)終端所處的SGSN。SGSN把數(shù)據(jù)送到GGSN。GGSN把收到的消息進(jìn)行解裝處理，轉(zhuǎn)換為可在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中傳送的格式（如PSPDN的PDU），最終送給公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的用戶。為了提高傳輸效率，并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩瑢?duì)空中接口上的數(shù)據(jù)做壓縮和加密處理。（2）第二種情況中，一個(gè)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶傳送數(shù)據(jù)到移動(dòng)終端時(shí)，首先通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議建立數(shù)據(jù)網(wǎng)和GGSN之間的路由。數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶發(fā)出的數(shù)據(jù)單元（如 PSPDN中的PDU），通過(guò)建立好的路由把數(shù)據(jù)單元PDU送給GGSN。 而GGSN再把PDU送給移動(dòng)終端所在的SGSN上,GSN把PDU封裝成SNDC數(shù)據(jù)單元，再經(jīng)過(guò)LLC層處理為L(zhǎng)LC幀單元，最

43、終通過(guò)空中接口送給移動(dòng)終端。（3）第三種情況是一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶傳送數(shù)據(jù)給一個(gè)正在漫游的移動(dòng)用戶。這種情況下的數(shù)據(jù)傳送必須要經(jīng)過(guò)歸屬地的GGSN，然后送到用戶A端。本設(shè)計(jì)采用GPRS技術(shù)來(lái)替代GSM無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸部分，下面介紹GPRS接口協(xié)議。Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信協(xié)議有5層，自下而上依次為物理層、MAC（Media Access Control)層、LLG（Logical Link Control）層、SNDC層和網(wǎng)絡(luò)層。Um接口的物理層為射頻接口部分，而物理鏈路層則負(fù)責(zé)提供空中接口的各種邏輯信道。GSM空中接口的載頻帶寬為200KHZ，一個(gè)載頻分為8個(gè)物理信道。如果8個(gè)物理

44、信道都分配為傳送GPRS數(shù)據(jù)，則原始數(shù)據(jù)速率可達(dá)200Kbps?？紤]前向糾錯(cuò)碼的開(kāi)銷(xiāo)，則最終的數(shù)據(jù)速率可達(dá)164kbps左右；MAC為媒質(zhì)訪問(wèn)控制層。MAC的主要作用是定義和分配空中接口的GPRS邏輯信道，使得這些信道能被不同的移動(dòng)終端共享；LLG層為邏輯鏈路控制層。它是一種基于高速數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程HDLG的無(wú)線鏈路協(xié)議；SNDC被稱為子網(wǎng)依賴結(jié)合層。它的主要作用是完成傳送數(shù)據(jù)的分組、打包，確定TCPIP地址和加密方式；網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議目前主要是Phasel階段提供的 TCPIP和L25協(xié)議。TCPIP和X.25協(xié)議對(duì)于傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如：BSS、NSS等設(shè)備）是透明的。GPRS的應(yīng)用范圍讓本設(shè)

45、計(jì)提出的方案能得到解決。GPRS是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)上開(kāi)通的一種新型的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，在有GPRS承載業(yè)務(wù)支持的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上，GPRS可以提供系列交互式業(yè)務(wù)服務(wù)：(1)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。為兩個(gè)用戶或者多個(gè)用戶之間發(fā)送多分組的業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)要求有建立連接、數(shù)據(jù)傳送以及連接釋放等工作程序。 (2)單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù)。根據(jù)某個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求者的要求，把單一信息傳送給多個(gè)用戶。該業(yè)務(wù)又可以分為點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)多信道廣播業(yè)務(wù)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)群呼業(yè)務(wù)和IP多點(diǎn)傳播業(yè)務(wù)。 (3)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)連接型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。各個(gè)數(shù)據(jù)分組彼此互相獨(dú)立，用戶之間的信息傳輸不需要端到端的呼叫建立程序，分組的傳送沒(méi)有邏輯連接，分組的交付沒(méi)有確認(rèn)

46、保護(hù)，是由IP協(xié)議支持的業(yè)務(wù)。 GPRS除了提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)外，還能支持用戶終端業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、 GSM短消息業(yè)務(wù)和各種GPRS電信業(yè)務(wù)。GIS地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)又稱GIS(Geographic information system)系統(tǒng)，又稱為地理資訊系統(tǒng)。 GIS 是一門(mén)綜合性學(xué)科,已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域.，是用于輸入、存儲(chǔ)、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以分為以下五部分：（1）數(shù)據(jù)：精確的可用的數(shù)據(jù)可以影響到查詢和分析的結(jié)果。（2）硬件：硬件的性能影響到處理速度，使用是否方便及可能的輸出方式。（3）軟件：不僅包含GIS軟件，還包括各種數(shù)據(jù)庫(kù)，繪圖、統(tǒng)計(jì)、

47、影像處理及其它程序。（4）過(guò)程：GIS 要求明確定義，一致的方法來(lái)生成正確的可驗(yàn)證的結(jié)果。（5）人員：是GIS中最重要的組成部分。開(kāi)發(fā)人員必須定義GIS中被執(zhí)行的各種任務(wù)開(kāi)發(fā)處理程序。 熟練的操作人員通常可以克服GIS軟件功能的不足，但是相反的情況就不成立。最好的軟件也無(wú)法彌補(bǔ)操作人員對(duì)GIS的一無(wú)所知所帶來(lái)的負(fù)作用。地理信息系統(tǒng)與 HYPERLINK :/ wikilib /wiki?title=%E5%85%A8%E7%90%83%E5%AE%9A%E4%BD%8D%E7%B3%BB%E7%BB%9F&variant=zh-cn o 全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)(GPS)、 HYPERLIN

48、K :/ wikilib /wiki?title=%E9%81%A5%E6%84%9F&variant=zh-cn o 遙感 遙感系統(tǒng)(RS)合稱 HYPERLINK :/ wikilib /wiki?title=3S&action=edit o 3S 3S系統(tǒng)。一個(gè)地理信息系統(tǒng)(GIS) 是一種具有信息系統(tǒng)空間專(zhuān)業(yè)形式的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。在嚴(yán)格的意義上, 這是一個(gè)具有集中, 存儲(chǔ), 操作, 和顯示地理參考信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。例如， 根據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的位置對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別。也通常認(rèn)為整個(gè)GIS系統(tǒng)包括操作人員以及輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)技術(shù)能夠應(yīng)用于科學(xué)調(diào)查, 資源管理, 繪圖和路線規(guī)劃、汽車(chē)導(dǎo)航。

49、 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和目前GIS 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的趨勢(shì),本系統(tǒng)采用的是組件式GIS 和萬(wàn)維網(wǎng)GIS (WebGIS)結(jié)合的開(kāi)發(fā)模式, 因?yàn)榻M件式GIS 基于標(biāo)準(zhǔn)的組件式平臺(tái), 各個(gè)組件之間不僅可以進(jìn)行自由、靈活的重組, 而且具有可視化的界面和使用方便的標(biāo)準(zhǔn)接口,支持ActiveX規(guī)范; 具有的特點(diǎn): 高效無(wú)縫的系統(tǒng)集成、無(wú)須專(zhuān)門(mén)GIS 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、大眾化的GIS、成本低等; 對(duì)于WebGIS 來(lái)講, 從WWW 的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn),Internet 用戶可以瀏覽萬(wàn)維網(wǎng)GIS 站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)、制作專(zhuān)題圖, 以及進(jìn)行各種空間檢索和空間分析。采用目前成熟的CPS 和BPS 結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)模式, 利用Visual

50、 Basic 610 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、使用GIS 組件(如:Mapinfo) 在Windows 的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中完成本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2-1-3所示。圖2-1-3 車(chē)載GPS 監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖GPS監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)組成與原理。系統(tǒng)概述根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo), 整個(gè)系統(tǒng)由監(jiān)控調(diào)度中心、無(wú)線通信傳輸網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)智能終端組成,即系統(tǒng)是由車(chē)載GPS系統(tǒng)，GSM (全球移動(dòng)通訊系統(tǒng))中的GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心3個(gè)部分組成。（描述了車(chē)載GPS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1）車(chē)載系統(tǒng)包括ARM嵌入式系統(tǒng)，GPS衛(wèi)星接收模塊，GPRS無(wú)線通信模塊以及各種擴(kuò)展子卡。GPRS無(wú)線鏈路基于移動(dòng)公司的GPRS移動(dòng)通信公眾網(wǎng)，包括M

51、SC基站控制器，SGSN業(yè)務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)，GGSN網(wǎng)關(guān)支撐節(jié)點(diǎn)。監(jiān)控中心包括網(wǎng)關(guān)和信息服務(wù)器。其作用如下: 監(jiān)控調(diào)度中心是整個(gè)系統(tǒng)的通信核心, 負(fù)責(zé)與移動(dòng)智能總端的信息交換,提供友好的人機(jī)界面, 滿足監(jiān)控調(diào)度的高效管理要求。無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)是監(jiān)控調(diào)度中心與移動(dòng)目標(biāo)之間的數(shù)據(jù)傳輸通道, 利用現(xiàn)有GSM 網(wǎng)絡(luò)既能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性, 又能減少巨大的無(wú)線通信網(wǎng)資金投入, 提高系統(tǒng)建成效率。移動(dòng)智能終端用于接收GPS 定位信號(hào)與調(diào)度信息, 發(fā)送車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)信息, 如果通過(guò)SM短消息承載的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，實(shí)際應(yīng)用的傳輸時(shí)延不小于6秒，這對(duì)于實(shí)時(shí)性要求較高的需求，難以提供令人滿意的應(yīng)用。因此，采用GPRS技術(shù)來(lái)替

52、代GSM無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸部分，通過(guò)GPRS高達(dá)115. 2kbps的通信速率，實(shí)現(xiàn)低于秒級(jí)的實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)傳輸，成為車(chē)載衛(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展方向。與監(jiān)控調(diào)度中心間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸。整個(gè)系統(tǒng)采用以端對(duì)端和端對(duì)中心互聯(lián)網(wǎng)通信共存的兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)GPS 智能終端與監(jiān)控調(diào)度中心之間信息相互傳輸, 借助于GIS 軟件平臺(tái)和數(shù)據(jù)平臺(tái)按照一定的算法作出決策判斷, 發(fā)出監(jiān)控調(diào)度指令,響應(yīng)、處理調(diào)度結(jié)果, 并將有關(guān)數(shù)據(jù)匯總、存檔、輸出、檢查與分析, 從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。GPS汽車(chē)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的需求分析和總體設(shè)計(jì)方案車(chē)載GPS 監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須滿足基本數(shù)據(jù)需求和增值業(yè)務(wù)需求?；緮?shù)據(jù)需求就是通過(guò)GPRS無(wú)線鏈路

53、把衛(wèi)星定位信息傳送到監(jiān)控中心，對(duì)于這個(gè)流程的實(shí)現(xiàn)，首先要能夠采集GPS衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的運(yùn)算處理和封裝處理，其次要能夠通過(guò)GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路連接到IP數(shù)據(jù)網(wǎng)，訪問(wèn)位于監(jiān)控中心的服務(wù)器。除此之外可以提供顯示面板，按鍵操作面板。滿足基本數(shù)據(jù)需求之后，可以擴(kuò)展增值業(yè)務(wù)，提供諸如汽車(chē)防盜防搶劫報(bào)警，車(chē)載免提 和短消息語(yǔ)音播放等功能。對(duì)于基本數(shù)據(jù)需求來(lái)說(shuō)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集可以通過(guò)GPS模塊實(shí)現(xiàn)，但是需要有一個(gè)可以控制的接口和具有較強(qiáng)計(jì)算能力的處理器來(lái)處理采集的數(shù)據(jù)。無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路的物理層可以由GPRS模塊承載，但是需要有可以支持鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議棧的軟硬件平臺(tái)。顯示面板可用液晶顯示模塊，操作面

54、板可以通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)。對(duì)于增值業(yè)務(wù)，汽車(chē)防盜防搶劫，可以設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的油路，電路控制單元，車(chē)載免提 可以通過(guò)控制GPRS模塊實(shí)現(xiàn)。如圖2-2-1描述了車(chē)載系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。圖2-2-1 車(chē)載系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案圖根據(jù)需求分析，抽象出來(lái)的主體需求就是需要一個(gè)具有較強(qiáng)的運(yùn)算能力和I/O控制能力，同時(shí)可以支持鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議棧的硬件平臺(tái)。如果系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案采用ARM嵌入式系統(tǒng)，既可以解決運(yùn)算能力和I/0控制能力的問(wèn)題，又可以通過(guò)運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)上的操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件層次協(xié)議棧的支持。因此，車(chē)載系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案采用S3C4510B處理器加uClinux操作系統(tǒng)的方式。圖2-2-2 為G

55、PS汽車(chē)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)示意圖。圖2-2-2 GPS汽車(chē)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)主要功能有：(1) 遠(yuǎn)程調(diào)度功能監(jiān)控調(diào)度中心實(shí)時(shí)掌握被監(jiān)控車(chē)輛的位置、運(yùn)行軌跡和運(yùn)行速度, 在有效范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能化調(diào)度管理車(chē)輛。(2) 跟蹤監(jiān)控功能監(jiān)控調(diào)度中心能對(duì)其管轄的車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤, 能隨時(shí)的掌握被跟蹤車(chē)輛的行蹤。(3) 電子地圖操作功能實(shí)現(xiàn)地圖放大、地圖縮小、地圖漫游、距離測(cè)量、中心定位等操作。(4) 車(chē)輛歷史數(shù)據(jù)查詢功能運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)保存車(chē)輛的行駛信息, 方便實(shí)現(xiàn)信息查尋。(5) 車(chē)輛軌跡回放功能根據(jù)歷史紀(jì)錄進(jìn)行軌跡動(dòng)態(tài)回放, 有利于管理或安全部門(mén)掌握車(chē)輛歷史運(yùn)行情況。(6) 防盜功能車(chē)輛非正常開(kāi)門(mén)將引發(fā)防

56、盜器工作, 移動(dòng)智能終端自動(dòng)向監(jiān)控調(diào)度中心發(fā)出報(bào)警信息, 監(jiān)控中心通知車(chē)主。(7) 遠(yuǎn)程無(wú)線報(bào)警功能司機(jī)被搶劫, 可按動(dòng)緊急報(bào)警按鈕將報(bào)警信號(hào)通過(guò)GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送監(jiān)控調(diào)度中心。系統(tǒng)在地圖上顯示報(bào)警點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)聽(tīng), 監(jiān)控調(diào)度中心可以清楚掌握車(chē)內(nèi)情況, 聯(lián)合110 迅速有效打擊犯罪分子。(8) 斷油斷電功能當(dāng)監(jiān)控調(diào)度中心收到報(bào)警信號(hào)時(shí), 根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)發(fā)送遙控熄火指令, 強(qiáng)制熄滅機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī), 這樣實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制車(chē)輛的功能。(9) 雙向通話功能車(chē)載移動(dòng)端具備車(chē)載 功能, 控制中心與司機(jī)可進(jìn)行雙向通話。(10) 空間分析功能通過(guò)GIS 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)指定范圍內(nèi)的車(chē)輛位置分析功能, 從而進(jìn)行輔助決策。系統(tǒng)

57、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是具有可擴(kuò)展性及兼容性, 考慮提供導(dǎo)入和導(dǎo)出其余系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的功能。結(jié)構(gòu)如圖2-2-3所示。圖2-2-3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)所涉及的各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)以保證安全可靠運(yùn)行, 其作用如下: (1) 車(chē)輛數(shù)據(jù)庫(kù): 用于管理和存儲(chǔ)車(chē)輛的信息。 (2) 客戶資料庫(kù): 管理車(chē)輛和車(chē)主的詳細(xì)資料。(3) 司機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù):對(duì)監(jiān)控車(chē)輛的司機(jī)信息進(jìn)行管理和維護(hù)。 (4) 命令信息數(shù)據(jù)庫(kù): 對(duì)監(jiān)控調(diào)度中心的監(jiān)控調(diào)度信息與指令進(jìn)行管理。 (5) 用戶數(shù)據(jù)庫(kù): 對(duì)操作用戶的權(quán)限進(jìn)行管理和維護(hù)。 (6) GPS 信息數(shù)據(jù)庫(kù): 管理和維護(hù)有關(guān)的GPS 定位記錄信息。(7) 號(hào)碼數(shù)據(jù)庫(kù)

58、: 管理和維護(hù)入網(wǎng)的移動(dòng) 號(hào)碼信息。從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的功能和GPS汽車(chē)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的功能得出了車(chē)載衛(wèi)星定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程。首先由車(chē)載系統(tǒng)設(shè)備上的GPS衛(wèi)星接收模塊采集到GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理得到車(chē)輛的地理坐標(biāo)信息，該信息通過(guò)車(chē)載系統(tǒng)的處理之后，由GPRS無(wú)線通信模塊發(fā)送到GPRS無(wú)線通信網(wǎng)上。GPRS網(wǎng)絡(luò)根據(jù)相應(yīng)的協(xié)議在車(chē)載系統(tǒng)和接入Internet網(wǎng)的監(jiān)控中心之間建立一條支持TCP/IP的數(shù)據(jù)通道。監(jiān)控中心把通過(guò)這條數(shù)據(jù)通道傳送來(lái)的車(chē)輛位置數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和 WebGIS技術(shù)顯示在電子地圖上。監(jiān)控中心還可以通過(guò)該通道向下發(fā)送控制命令和服務(wù)信息。因此，除了車(chē)輛定位之外，系統(tǒng)還可以提供防盜防搶?zhuān)?/p>

59、醫(yī)療求助，移動(dòng) 等多種服務(wù)。電子地圖數(shù)據(jù)制作電子地圖數(shù)據(jù)制作要求采用北京坐標(biāo)系, 滿足15 000地形圖數(shù)據(jù)精度, MapInfo TAB 數(shù)據(jù)格式, 數(shù)據(jù)內(nèi)容包括:(1) 通車(chē)道路體系及附屬設(shè)施橋梁、隧道、道路中心線、道路邊線、道路形狀(面) 、鐵路。(2) 水系河流(主干、次級(jí)河流) 、湖泊水庫(kù)。(3) 行政區(qū)劃與綠地主城區(qū)行政區(qū)劃圖、公園、動(dòng)植物園、體育場(chǎng)。(4) 注記市、區(qū)級(jí)政府機(jī)關(guān)駐地名稱: 街道辦事處、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府、區(qū)屬政府機(jī)關(guān)駐地、公安局、分局、派出所駐地、學(xué)校、賓館酒店、醫(yī)院、大型商場(chǎng)、銀行等。 第三章 車(chē)載GPS 監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)車(chē)載系統(tǒng)硬件方案及設(shè)計(jì)考慮到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可擴(kuò)展和實(shí)

60、現(xiàn)的復(fù)雜度，硬件系統(tǒng)把對(duì)基本功能和擴(kuò)展功能的支持分開(kāi)設(shè)計(jì)?；竟δ芙M成主電路系統(tǒng)，擴(kuò)展功能按照模塊化的思想設(shè)計(jì)成子卡的形式，通過(guò)總線方式與主電路系統(tǒng)連接。主電路系統(tǒng)預(yù)留相應(yīng)的接口，需要的功能模塊子卡可以直接掛接到總線上。圖3-1-1描述了車(chē)載系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案。圖3-1-1 硬件總體設(shè)計(jì)構(gòu)圖主電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用S3C4510B作為嵌入式系統(tǒng)的處理器，外圍擴(kuò)展FLASH存儲(chǔ)器，SDRAM存儲(chǔ)器，JATG接口和工IC總線接口，同時(shí)把GPS數(shù)據(jù)采集模塊和GPRS無(wú)線通信模塊集成在主電路系統(tǒng)中。擴(kuò)展功能模塊分成兩部分，一部分是總線接口，包括數(shù)據(jù)線，地址線和控制線的接口，另一部分就是具體的功能實(shí)現(xiàn)單元。