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一种手持式GPS接收机的研究与开发

何玲  
【摘要】: GPS全球定位系统是由美国提出并实施的一项庞大的宇宙及航天工程。其最初的目的是为美国军方服务,随着GPS系统的发展,民用领域的GPS应用显示出强大的生命力。全天候、全球表面、高精度的定位技术,使得GPS在航海、航天、车辆、测量、运动载体监控调度、农业生产、渔业、娱乐消遣等诸多领域得到了广泛的应用。 GPS系统是由美国政府建设和维护的,分别服务于民用和军事用途。由于卫星定位测量的过程中受到很多的外部因素的影响,所以GPS定位是存在一定误差范围的。一般民用信号的精度大约在5-100米左右,军用的误差在10米以内,当然随着测量技术和方法的改进,误差的范围也逐渐缩小。 GPS手持接收机以其体积小、成本低及其功能全的优势,在今后的全球定位系统应用中将存在着巨大的潜力。 本论文的主要研究任务是手持GPS接收机的研究与设计以及减少GPS定位误差的方法,从多个方面探讨了手持GPS接收机的研究与开发。 在对GPS全球定位系统的定位的原理进行了详细地分析和介绍的基础上论文完成了对手持GPS接收机的硬件电路的设计、绘制和主要电路元器件如GPS接收模块、微处理器、存储器、LCD显示模块和功能按键等进行了详细介绍。具体说明了GPS系统软件及GPS数据输出的格式及其读取方法,并且绘制了GPS软件流程框图,且对GPS各种定位和导航功能画面和键盘扫描及操作,整机初始化等功能软件进行了具体的研究和设计,完成了按要求功能所需的各种库文件和库函数。通过多次研究和测试试验,提出了一些行之有效的减少GPS误差的方法,如滤除在某一数值范围附近波动的随机干扰信号的算术平均值滤波算法和滤除不确定的误差干扰信号的自适应滤波算法。 课题主要完成了GPS手持接收机的软硬件设计以及如何提高GPS的定位精度即减少GPS的定位误差。针对如何减少GPS定位设备的定位误差的难点提出了一些行之有效的方法,通过测试和仿真,这些方法取得了较好的结果,达到了预期实现的目标。


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