毕业设计（论文）-基于北斗卫星的船舶定位信息转换接口的毕业设计.doc

基于北斗卫星的船舶定位信息转换接口的设计
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信息学院
摘要
中国为了建立独立自主的卫星导航系统,于2000年成功发射了北斗导航定位系统的两颗卫星,标志着中国卫星导航技术取得突破性进展。中国已成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗一号采用双星有源导航定位体制,可以全天候、全天时提供区域卫星导航信息。北斗一号卫星导航定位系统是利用地球同步卫星为用户提供快速导航定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星导航定位系统。
本文分析了北斗卫星导航定位系统的工作原理和工作方法,论证了将其应用于船载导航设备的可行性。结合北斗***特点,独立设计了船舶定位信息转换接口,系统中对主要是通过北斗卫星来定位,通过船舶定位信息转换接口实现北斗卫星和现有船载导航设备的对接。并且通过相关的数据仿真,实现了北斗数据的发送测试和GPS数据的接收测试。
此船舶定位信息转换接口将推进北斗导航系统的推广使用,使北斗卫星系统在船用导航上发挥更大的作用,进一步促进新航行系统的发展。
关键词:北斗卫星,GPS,串口通信,接口转换,船舶定位导航
Abstract
目录
摘要 i
Abstract ii
第1章绪论 1
卫星导航定位系统的发展与应用 1
北斗卫星的发展及应用 1
研究背景与主要内容 3
3
4
4
第2章系统设计的相关理论 5
北斗卫星导航系统基本理论 5
北斗卫星导航系统系统组成 5
北斗卫星工作原理 5
6
GPS系统基本理论 8
GPS系统工作原理 8
应用GPS系统的船用设备 9
10
北斗卫星与GPS系统的通信协议 11
北斗卫星通信协议 11
GPS通信协议 14
串口通信协议 17
RS-232串口 17
RS- 485串口 18
第3章船舶定位信息转换接口的设计与实现 19
方案设计 19
系统结构设计 19
器件选择 19
基于单片机的硬件设计 22
接口电路模块的设计 23
单片机控制模块设计 25
系统控制软件设计 26
系统控制主程序设计 26
北斗定位信息接收子程序设计 26
定位数据转换子程序设计 28
GPS定位信息发送子程序设计 29
第4章船舶定位信息转换接口测试与结果分析 30
HYPERLINK \l _Toc20626 30
测试系统的构成 30
系统功能测试方法 30
30
北斗定位信息发送测试 30
GPS定位信息接收测试 31
第5章总结 31
设计成果与学****收获 31
存在问题与改进思路 32
致谢 33
参考文献 34
附录 35
第1章绪论
卫星导航定位系统的发展与应用
卫星导航定位技术目前已成为人类活动中普遍采用的导航定位技术,并迅速发展成为一个新兴的产业———卫星导航定位产业。美国和俄罗斯相继建成GPS(全球定位系统)和GLONASS(全球导航卫星系统),欧盟目前正在进行Galileo(伽利略)系统建设。中国为了建立独立自主的卫星导航系统,于2000年成功发射了北斗导航定位系统的两颗卫星,标志着中国卫星导航技术取得突破性进展。中国已成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
与GPS不同,北斗卫星导航系统是主动式双向测距二维导航。北斗系统由两颗地球静止卫星、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。首先由中心控制系统向两颗卫星同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号,然后根据申请服务的内容进行相应的数据处理。
虽然现在很多国家建立起了基于卫星的导航定位系统,但是其中很多系统是基于GPS全球定位系统的基础上建立起来的,众所周知,GPS系统相对于其他国家应用来说有着严格的局限性,现在国际关系错综复杂,一旦美国限制甚至撤消他国对于其GPS系统的使用权,其后果将十分严重。
随着中国北斗导航卫星进入密集发射组网阶段,全球四大定位系统的格局逐步清晰:美国GPS资历最老,欧盟的伽利略