基于GPS的定位系统.doc

课程论文 题 目： 基于stm32的GPS定位 学生姓名： 杨舒 学生学号： 1114020142 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 年 级： 2011级 任课教师： 马立宪 电气信息工程学院制 2014年6月 目录 1引言 2 2 任务与要求 2 2.1 GPS定位系统特点简介 2 2.2 stm32处理器的介绍 3 2.3 方案论证 3 3 GPS定位的基本原理 4 3.1 GPS定位的基本概念 4 3.2 GPS模块电路图 4 4 电子电路的设计方法 5 4.1 设计流程图 5 4.2 GPS定位系统实物图 5 5 总结 6 5.1设计小结 6 5.2 收获体会 7 6参考文献 7 7附录 7 7.1程序代码 7 7.2 器件清单 11 基于stm32的GPS定位系统 学生：杨舒 任课教师：马立宪 电气信息工程学院 电子信息工程专业 摘 要：全球定位系统（英语：Global Positioning System，通常简称GPS），又称全球卫星定位系统，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。系统由美国国防部研制和维护，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星；地面上1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中3颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能收联接到的卫星数越多，解码出来的位置就越精确。　GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统，1958年研制，1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。为此，美国海军研究实验室提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000公里高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。全天候，不易受任何天气的影响全球覆盖（高达98%）三维定点定速定时高精度测站间无需通视快速、省时、高效率应用广泛、多功能可移动定位。STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。目前利用ZigBee技术实现定位功能有基于测距技术和非测距技术，基于非测距技术的定位算法主要有：质心法，凸规划定位算法；距离矢量跳数的算法；基于测距技术的定位算法主要有TOA、AOA、TDOA和RSSI。 RSSI(reeeive signalstrength indieator)表示信号强度指示，是真实的接收信号强度与最优接收功率等级间的差值。LQI(1ink quality indieator)是链路质量指示,表征接收数据帧的能量与质量。LQI值越大说明链路质量越好。RSSI值和LQI值在zigbee收发模块每接收一个数据帧时都可以得到。及时反映信号强度变化和受到干扰变化 LQI的动态范围比RSSI大,有更高的分辨率。 无线信号传输中普遍采用的理论模型－S