基于GPSGPRS的车载导航系统的设计与实现

山东大学硕士学位论文基于GPS/GPRS的车载导航系统的设计与实现姓名：汪春鹏申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：周常森;姚福安20081131基于GPS/GPRS的车载导航系统的设计与实现作者：汪春鹏学位授予单位：山东大学相似文献(10条)1.会议论文翁剑成.周翔.荣建.任福田动态车载导航系统构架与关键技术研究2007基于实时交通信息的动态车载导航系统是车载导航发展的必然方向,也是动态交通信息服务面向出行者的重要应用系统。本文根据需求分析和功能设计,提出了由探测车采集子系统、导航信息中心子系统、动态车载导航终端子系统、无线数据通信子系统构成的动态车载导航系统架构。以探测车数据处理技术,基于多源数据融合的短时交通预测技术和车辆组合定位与融合技术等关键技术为例,重点介绍了关键技术研究的主要结论。2.学位论文赵倩车载GPS导航系统动态滤波算法应用研究2009车载导航及定位是在全球卫星定位系统(GPS)的基础上发展起来的一门新型技术。近年来，随着科学技术的发展，GPS导航和定位技术已向高精度、高动态的方向发展。但是由于GPS定位包含许多误差源，尤其是测量随机误差和卫星的几何位置误差，使定位精度受到影响。利用传统的方法很难消除。而GPS动态滤波是消除GPS定位随机误差的重要方法，即利用特定的滤波方法消除各种随机误差，从而提高GPS导航定位精度。本文首先分析了GPS定位的基本原理、误差来源及系统构成。重点介绍了影响GPS定位精度两个关键的客观因素：定位信号与接收机，并对GPS信号进行了仿真。详细介绍了差分GPS技术的原理、分类及应用优势。其次，由于GPS静态定位和动态定轨中，GPS数据预处理质量的好坏都直接影响着GPS定位精度，因此本文以GPS数据预处理理论和计算机应用技术为基础，巧妙运用了统计分析软件SPSS，重点对GPS数据预处理进行了应用研究；并且探讨了观测数据粗差检测与剔除的新方法。接着，本文将一种新的非线性滤波方法——中心差分卡尔曼滤波(CDKF)用于车辆导航中，进行了仿真试验研究。和普遍采用的EKF方法相比，CDKF方法不仅提高了定位的精度和稳定性；而且不需要模型的具体解析形式，避免了复杂的Jacobian矩阵的计算，算法更简单，也更加易于实现。而且较目前存在的另一种非线性滤波算法UKF，也有一定的优势。仿真实验结果进一步表明CDKF方法明显优于EKF、UKF方法，是车辆导航中一种更理想的非线性滤波方法，真正实现了车辆低成本、高精度的实时定位。最后，拟定了GPS动态试验的新方案，进行了实际跑车实验，通过匀速运动车辆的DGPS及GPS的滤波对比试验，验证了新的中心差分卡尔曼滤波算法在处理动态估计问题上的实用性。仿真实验和实际车辆动态导航试验均表明：比起传统卡尔曼滤波算法，中心差分卡尔曼滤波法精度及稳定性更好，实用性更强。3.会议论文张东.刘爱龙.杨学伟.陈涛车载导航道路路径规划研究2007导航中规划路径计算最基本的操作,而路径的可用度RA是满足实用要求的重要指标,目前该专题的研究几乎没有开展。本文首先定义了规划路径组RG分段模型和路径可用度指标RA,在此基础上提出了基于概率模型方法的路径可用性度量模型。在该模型的指导下研究了常用的几种路径规划算法,提出了基于RA指标的改进路径规划算法Mod-Dij,并与Dijkstra算法计算的路径进行了比较。4.学位论文卞强春基于GSM/GPRS的车载GPS监控系统的设计与实现2009近年来，随着经济的不断发展，我国的汽车销售总量和私人购车数量逐年上升，越来越多的车辆涌入了原本就不宽阔的街道，特别是在广州、深圳这样人口众多的城市，经常造成交通拥挤。由于计算机技术的不断发展和GPS技术的日益成熟，许多厂商都研制并生产出了适用于个人或特殊行业的移动定位产品，这为人们的出行带来了极大的便利，尤其是对物流车队或出租车公司，大大提高了车辆的管理和使用效率。本文对基于GSM/GPRS的车载GPS监控系统的设计与实现进行了研究。主要内容包括：⑴分析了本课题的研究意义和国内外的研究现状，对涉及到的相关技术（包括GPS的由来、计划内幕、组成和特点，GPRS的原理和特点）进行简单的阐述，比较GPRS和CDMA两种通信网络的优缺点，找出适合本课题的通信网络，再对车辆监控终端做了整体设计，分析了终端的功能需求，根据功能需求设计出车载终端的总体框架图，提出了本监控终端的设计思路。⑵根据各个功能模块选择适当的集成芯片，设计相应的硬件，并给出模块的说明和设计电路图。详细介绍了电源电路的设计、GPRS模块的设计、GPS模块的设计、CAN通讯模块的设计、外部FLASH的设计和看门狗电路的设计。⑶完成了各个功能模块的软件设计，在软件设计部分主要介绍CAN总线模块的软件设计、GPS模块的软件设计和GPRS模块的软件设计，各个模块的软件设计过程中会涉及到一些协议（比如CAN通信协议、NMEA-0183协议、PPP、IP等协议），在具体的软件模块设计中会对这些协议做相应的介绍，通过分析这些协议以及模块的作用后，给出软件模块的设计流程图。⑷根据相关的协议分析串口调试助手和网络调试助手接收到的数据，证明本课题提出的方案可行，并且使用GPRS传输数据延时小，传输速度快而且可靠性高，能够符合当前中小型用户的要求，具有良好的市场前景。5.会议论文翁剑成.荣建.任福田.李辉我国车载导航系统研究开发现状及趋势2005伴随着民用GPS导航技术和我国汽车电子产品的迅猛发展，车载导航系统关键技术的攻关和系统研发在国内广泛开展，车载导航系统在我国的发展将进入全面扩张时期。本文总结了我国车载导航系统研发的基本现状，并提出了要解决电子地图标准化、交通信息共享以及专用数据通信网络建设等问题，以构建完整的动态车载导航系统。6.学位论文杨峰基于S3C2440的GPS导航平台研制2006车载导航系统集先进的全球卫星定位技术、地理信息技术、数据库技术、多媒体技术、现代通信技术与嵌入式计算机系统于一体，它通过可以进行实时更新的电子地图及卫星定位信号对车辆进行导航，并向驾驶员提供各种信息。本设计以参与的横向项目为依据，实现了嵌入式车载导航硬件平台的研制，成功的移植了嵌入式操作系统WindowsCE.NET，为后续的软件开发工作奠定了基础。ARM技术在全球的飞速发展带动了世界各地嵌入式领域的更新换代，它提供的更低功耗、更快速度、更低成本的嵌入式微处理器解决方案。本设计使用三星公司的以ARM920T为核的S3C2440嵌入式处理器，与嵌入式图形加速芯片SM501一起构建了嵌入式GPS导航硬件平台。该平台集网卡、音频、视频、通信(包括USB、串口)、存储(包括flash、SDRAM、铁电、SDCard)、输入设备(矩阵键盘、触摸屏)于一体，具备GPS定位、导航，语音提示，浏览Internet，观看视频文件，播放音频文件，软件实时更新，地图数据库存储，电源管理等功能。在硬件设计上，讲述了CPU、SM501、串口、触摸屏、USB等硬件设备结构、原理，给出了电路设计原理。系统平台具有软硬件可伸缩性，硬件系统采用了冗余设计，为后续的升级工作奠定了基础。微软的WindowsCE.NET是一款专门针对嵌入式系统开发的一款内核小、实时性强、可定制、功能强大的嵌入式操作系统。MicrosoftWindowsCE.NET提供了众多强大工具，允许用户利用它快速开发出下一代的智能化小体积连接设备。借助于完善的操作系统功能和开发工具，WindowsCE.NET为开发人员提供了构建、调试和部署基于WindowsCE.NET的定制设备所需的一切特性。平台开发工具PlatformBuilder是一个完全集成的开发环境(IDE)，并且包括一个软件开发工具包(SDK)导出工具。WindowsCE.NET支持MicrosofteMbeddedVisualC++和MicrosoftVisualStudio.NET，为面向Microsoft.NETCompactFramework(Microsoft.NETFramework的一个子集)的Web服务和应用程序开发提供了一个完整的开发环境。本设计在硬件平台的基础上，利用以上开发工具完成了WindowsCE.NET操作系统的平台移植。介绍了WindowsCE系统的发展历程、操作系统模型、开发工具的使用、系统注册表原理、驱动开发原理、中断过程、等。详细介绍了平台移植过程中BootLoader开发，OAL层修改，串口驱动、触摸屏驱动、RTC驱动以及USBFunction驱动，WinCE平台定制实现的网上邻居、注册表保存、输入软键盘、FAT文件系统、应用程序支持、同步支持等功能。提及了WindowsCE.NET的应用程序开发。7.会议论文李睿.曹力低成本实用型GPS/GSM车载导航定位系统2005本文介绍了车载终端的设计，包括硬件部分和软件部分。系统利用低成本MCS-51单片机作为核心控制单元，实现了信息收发和信息显示，给出了系统设计框图及实现方法。通过汇编语言实现了各功能模块的良好衔接，同时完成各模块单元间的信号转换。整个系统运行正常，达到设计要求。该系统成本低、具有较强的抗干扰能力。8.学位论文夏峰基于GPS和GPRS的智能车载导航终端的研究与实现2008随着社会经济的快速发展以及人民生活水平的提高，汽车产业蓬勃发展起来。城市规模的扩大和汽车的逐渐普及，让城市交通问题越来越严重。在这种背景下，智能交通系统（ITS）应运而生。Telematics系统是基于智能交通系统（ITS）发展起来的新兴产业，它是以全球卫星定位系统（GPS）和无线语音、数据通信为基础，让服务供应商与移动目标（人、车、物）交换信息的技术。Telematics系统通过GPS和无线通信网，向驾驶员和乘客提供实时交通信息、车辆导航、生活信息，车辆远程控制、防盗报警、紧急救援、远程车辆诊断及跟踪、多媒体和互联网（金融交易、新闻、电子邮件等）服务。车载终端是实现Telematics各项服务的平台。本文提出了一种基于GPS和GPRS的多功能车载终端设计方案，它采用基于EP9315（ARM920T内核的32位微处理器）和WindowsCE．Net操作系统的嵌入式平台，扩展了GPS导航模块和GPRS模块，集成了CAN总线接口，实现了车辆导航、无线上网和CAN总线通信等功能，充分满足了人们对汽车的安全性、便利性和舒适性的要求。GPS导航模块选用了JP13GPS接收机，并完成了相关硬件电路设计。导航系统采用了两套软件方案：一种是基于eSuperMap平台进行导航软件设计；另一种是将天行者6导航软件移植到EP9315平台上。两种方案都可以实现电子地图显示及操作、GPS卫星定位信息显示、路径分析、导航等功能。无线通信系统基于西门子公司的GSM/GPRS模块MC35i，并添加必要配置电路。为通过串口扩展MC35i模块，首先要实现WindowsCE．Net下的多串口驱动，然后利用MC35i内部集成的GPRS功能，实现无线上网。CAN总线通信系统选用了Philips公司的SJA1000作为CAN控制器，基于WindowsCE．Net进行CAN总线节点设计。该系统的研究工作包括基于SJA1000的CAN控制器硬件电路设计，WindowsCE．Net操作系统下CAN流驱动接口设计和基于EVC4．0开发的CAN通信测试程序，最后对CAN通信系统进行测试。经过严格测试，本车载终端系统运行稳定，达到了预期的效果，并有着良好的可扩展性和广泛的应用前景。9.会议论文李楷.宋关福.腾寿威.曹宇导航电子地图存储格式标准应用研究2007车载导航电子地图数据物理存储技术是车载导航应用的核心技术之一。作为物理存储技术研究的最终成果──车载导航电子地图数据物理存储格式(物理格式)的设计水平直接决定了导航系统的整体性能。由于物理格式涉及的业务范围广,计算环境复杂,性能要求苛刻。因此物理格式的研究是一项具有挑战性的工作。本文结合《国家导航电子地图应用存储格式》标准(简称导航国标)的编制和验证过程,以超图公司开发的基于导航国标格式的导