基于单片机的GPS定位系统设计综述【文献综述】

基于单片机的GPS定位系统设计文献综述GPS定位系统是一种利用全球卫星定位系统（Global Positioning System，GPS）来确定地理位置的技术。

在现代社会，GPS定位系统在各个领域中广泛应用，包括交通、军事、航空航天、物流等。

基于单片机的GPS定位系统是其中的一种应用方式，通过使用单片机作为主控芯片，实现对GPS模块的控制和数据处理，可以实现车辆、人员等的实时定位和追踪。

本文将对基于单片机的GPS定位系统进行综述，包括定位原理、系统组成、关键技术以及应用场景等方面的内容。

1. 定位原理GPS定位系统是基于卫星信号的定位技术，通过接收来自卫星的定位信息，利用三角测量等方法计算出自身的地理位置。

GPS系统由24颗卫星组成，其中至少有4颗卫星同时可见时，就能够确定一个点的位置。

基于单片机的GPS定位系统通过接收和解析卫星发射的导航信号，计算出自身的经纬度信息，从而实现定位功能。

2. 系统组成基于单片机的GPS定位系统主要由三个部分组成：GPS模块、单片机和显示模块。

2.1 GPS模块：GPS模块是实现定位功能的关键部件，它接收卫星发射的导航信号，并将信号转换为数字信号供单片机使用。

GPS模块通常包括天线、接收机和定位引擎等部分。

2.2 单片机：单片机是系统的核心处理器，负责接收和处理GPS模块传递过来的定位数据，并进行进一步的计算和控制。

单片机通常采用较为低功耗的微控制器，具有较好的计算和控制能力。

2.3 显示模块：显示模块将通过单片机处理的定位数据展示给用户，可以采用LCD液晶显示屏、LED数码管等形式，以直观的方式展示地理位置信息。

3. 关键技术基于单片机的GPS定位系统设计中，涉及到以下几个关键技术：3.1 GPS信号接收与解析：GPS信号由卫星发射，经过天线接收后需要进行解析。

这个过程包括信号放大、频率合成、数字信号处理等环节，需要设计合适的电路和算法来实现。

3.2 数据处理与计算：单片机接收到GPS模块传来的经纬度等数据后，需要进行进一步的计算和处理。

基于单片机的GPS定位系统设计摘要：GPS全球定位系统在实际生活中被广泛应用，是当今信息数字化时代发展中的重要组成部分。

因其具有性能好、精度高、应用广的特点，使其成为迄今为止最好的定位导航系统。

本次设计以单片机为核心，通过GPS接收模块接收GPS卫星信号，然后将数据发送到单片机的串口。

单片机执行串口中断，提取所需要的数据并进行处理，最后将处理的数据通过液晶屏显示，成功实现定位。

本系统由52单片机、GPS模块M-87、12864液晶屏等硬件组成，应用C语言编程，完成了GPS信息的提取、处理和显示。

系统可以显示当地经度、纬度、时间、高度等信息，是一台体积小巧、携带方便、可以独立使用的全天候实时的定位导航设备。

关键词：单片机；GPS接收模块；12864液晶屏；串行通信总体方案的设计：本次设计以单片机（STC89C52）为核心，首选通过GPS（M-87）接收模块接收GPS卫星信号，然后将数据发送到单片机的串口，单片机执行串口中断，提取所需要的数据并处理，最后将处理后的数据通过液晶显示屏（LCD12864）显示。

该GPS定位系统硬件电路主要由以下几个部分组成：(1) 控制部分：以STC89C52单片机为核心的小型控制系统；（2）接收部分：以GPS（M-87）接收模块为核心的GPS接收机；（3）显示部分：由LCD12864构成的液晶显示电路；（4）电源部分: 由三节1.5V干电池串连而成的电源进行供电。

该GPS定位系统软件部分主要由以下几个部分组成：（1）串口初始化程序：对TMOD、TH1、TL1、REN、RI、TI等进行赋初值；（2）液晶初始化程序：令PSB=1使LCD为并口方式及LCD开、关标设定等；（3）数据接收与处理程序：编写数据提取与处理程序，实时接收与处理数据。

（4）延时程序：编写延时函数，延时函数可以控制液晶屏内容的显示时长；由此可知：GPS接收模块将接收到的GPS卫星导航电文调制解码，转换为标准格式后，通过串行口将数据送给单片机，当单片机执行串口中断收到GPS接收模块发来的数据，经过片内程序的识别筛选，将筛选出来的数据进行处理后送到显示模块，最后通过液晶显示屏按照要求显示。

GPS系统文献综述和参考文献GPS系统可以为全球任意地点，任意多个用户有效的提供全天候、高精度、连续实时的三维定位、三维测速及高精度时间基准。

由于这一定位系统在定位、导航、时间基准等应用方面的高效率和高精度，早期为军事服务，现已在各个学科实践中有广泛的应用，地质勘测及大地测绘等领域则较早的引入了GPS技术。

包括地质能源资源勘探、各类工程测量、板块移动、地震监测等关乎国计民生的重要领域在大量使用GPS定位技术[1]，其中定位方法有：伪距差分定位法、载波相位差分定位测量及干涉测量等，以及后续发展的三重差算法等。

所以在勘探过程中合理选择定位技术用最小的成本换取最好的结果。

28736我国在工程项目及科研领域使用GPS技术进行定位已有多年历史，中国科学院、地质矿产部等单位及部门相继从美国购入GPS全球卫星定位系统。

早在1986年我国在西北边疆地区完成了卫星定位网。

由于我国处于多震的位置，地处环太平洋和地中海—喜马拉雅这两个地震带交界处，是地球上目前最活跃的地震带之一。

石油天然气总公司物探局自1988年引进GPS技术，已组建了5个卫星定位队，至今已为油气资源勘探提供近3000个卫星定位点，充分保证在复杂困难地区勘探工作的顺利进行，在塔里木油气资源勘探中有着不可磨灭的贡献，在内蒙古的二连盆地的测绘工作同样也大量依托GPS技术。

目前技术水平，我国静态定位精度完全可达到毫米级，动态定位精度达。

如今使用广泛的定位方法有两种：第一是利用普通手持GPS工作，此方式在精度要求较低（误差10m）情况下定位，如地质考察、地质取样、大范围进行重力勘测以及电法和磁法勘探等。

其次就是采用专门的差分GPS定位技术和设备，其精度可达厘米级甚至毫米级，故广泛应用在定位精度要求较高的环境中，如地震炮点及接收点测量、小范围内地球物理勘测和工程勘探。

源自！六%维^;论:文(网.加7位QQ3249'114上述方法在小范围内勘探领域基本上不存在时间及成本问题，但在万道/十万道级大规模3D地震勘探工程中需多次进行数十万个接受点的定位测量，时间成本及经济成本严重制约了当今3D地震勘探的发展。

基于单片机的GPS全球卫星定位系统设计摘要GPS即全球定位系统，它是一个中距离圆形轨道卫星定位系统，可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。

GPRS是在GSM 的系统基础上引入新的部件而构成的无线数据传输系统。

本文设计了一种基于GPRS的车载卫星定位系统，系统采用单片机作为处理器，通过GPRS网络建立无线通信链路，把车载移动终端GPS定位信息传到网上的服务器，实现在线实时监测车辆行驶各类信息，实现了控制中心实时监测车辆行驶状态，完成了车辆定位的目的。

关键词单片机；GPS；系统设计1 硬件电路设计本系统选用Microchip公司的PIC8位单片机16F877作为主控元件，选用国产GPS导航模块E580接收GPS卫星号。

E580是16通道的高感GPS接收模块，可以多跟踪16颗GPS卫星，跟踪灵敏度可达-158dBm，数据跟新率可达1次/s，而且功耗较小。

D/A转换芯片选用美国MAXIM公司的8位串行D/A芯片MAX518.电平转换芯片选用2片MAX232。

2 GPS接收模块与单片机接口电路设计单片机与GPS模块通过工作在异步方式的串行通讯接口实现通讯。

E580模块外围电路连接如图1。

3 软件设计软件设计包括MCU的程序设计和PC机端的软件设计。

在MCU上的程序包括主要由A/D转换模块、单片机内部数据处理模块和温度显示模块等3部分构成，便于修改和维护。

1）串口通行模块。

串口通信的主要功能是：接收时，把外部单线输入的数据变成一个字节的并行数据送入MCU内部：把需要发送的一个字节的并行数据转为单线输出。

2）信息接受处理。

在串口收到信息以后，先判别是否为语句引导头“$”，然后再接收信息内容，然后根据语句标识区分出信息类别以对收到进行处理显示。

3）主程序设计，如图2。

4 调试调试是一个不断地找出其中的错误，并进行解决，然后再重复，直至系统可以正常运行为止。

系统的硬件调试与软件调试是分不开的，许多硬件故障是在调试软件时才被发现和纠正的。

GPS定位应用开发综述【文献综述】毕业论文文献综述电子信息工程GPS定位应用开发综述摘要：随着计算机技术，无线通信技术和社会网络概念的深入发展和结合，人们对于位置信息的需求不断扩大，获取移动定位信息的定位技术已成为当前的研究热点。

传统的定位技术比较成熟，但是成本很高，这样就出现了利用软件实现而无需在移动终端或者网络端添加硬件的方法，即基于数据库的定位技术(DCM)。

该方法的定位精度要优于传统的定位技术，可以满足普通用户的定位需求以及相关的位置服务。

关键词：Windows Mobile；GPS定位；Visual Studio 20081．引言国内自2008年奥运会以来，移动商务应用将更加普及，包括手机搜索、手机电视等个性化服务将得到更广泛的应用，企业级移动应用也将更加广泛。

移动通信运营商、设备和终端厂商、服务提供商等产业链各方，都面临着巨大的发展机遇，特别是3G服务的加速到来。

尽管手机定位技术可以和其它不同的行业结合产生不同的应用，但获取衣食住行方面的实用信息以及基于娱乐的位置游戏等需求仍是个人消费市场的主要应用热点[1]。

2. GPS定位的原理与应用2.1 GPS定位的原理GPS全球定位系统主要有三大组成部分，即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。

GPS 的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。

用户通过用户设备接收GPS卫星信号，经信号处理而获得用户位置、速度等信息，最终实现用GPS进行导航和定位的目的。

按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗卫星组成卫星星座。

24颗卫星均为近圆形轨道，分布在6个轨道面上(每轨道面四颗)。

卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位精度[2]。

这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。

基于单片机的GPS定位系统设计研究进展GPS定位系统是一种利用全球定位系统（GPS）卫星进行定位的技术。

它可以通过接收来自卫星的定位信号，计算出接收器的位置以及相关的信息。

在当今社会，GPS定位系统广泛应用于交通管理、导航仪器、军事设备等领域。

本文将探讨基于单片机的GPS定位系统设计的研究进展。

1. GPS定位系统原理GPS定位系统的基本原理是通过接收至少四颗卫星发出的信号，并计算出信号的传播时间差来确定接收器的位置。

在GPS定位系统中，至少需要接收到4颗卫星的信号才能进行准确的定位和测量。

2. 基于单片机的GPS定位系统设计基于单片机的GPS定位系统设计是将GPS接收器与单片机进行集成，以实现位置定位、导航和数据处理等功能。

单片机作为中央处理单元，负责接收和处理来自GPS模块的信号，并将定位结果通过显示屏或其他输出设备显示出来。

3. 单片机选择与接口设计在设计基于单片机的GPS定位系统时，选择合适的单片机至关重要。

单片机应具备足够的计算和处理能力，支持通信接口和外围设备的连接。

例如，常用的单片机有STM32、Arduino等。

同时，还需要考虑单片机与GPS模块之间的接口设计，确保数据传输的可靠性和稳定性。

4. 电源管理与功耗优化基于单片机的GPS定位系统通常需要考虑电源管理和功耗优化。

由于GPS模块和单片机本身的功耗较高，需要合理设计电源电路，以降低系统的功耗和延长电池寿命。

常见的功耗优化方法包括将GPS模块和单片机设置为低功耗模式、优化代码，以及合理选择电源供应电压等。

5. 数据处理与应用开发基于单片机的GPS定位系统不仅可以实现位置定位功能，还可以进行数据处理和应用开发。

例如，可以根据定位结果进行路径规划和导航功能的开发，将定位数据与地图数据进行关联，以实现更智能的导航功能。

此外，还可以将定位数据传输到云服务器进行存储和分析，以实现更复杂的数据处理和应用开发。

6. 系统可靠性与精度提升在设计基于单片机的GPS定位系统时，系统的可靠性和定位精度是需要考虑的重要因素。

基于单片机的GPS定位系统设计研究综述GPS定位系统是一种基于全球卫星定位系统的技术，通过接收卫星发射的信号来确定地理位置。

单片机是一种集成电路，在嵌入式系统中广泛应用。

基于单片机的GPS定位系统设计研究集合了这两种技术，具有较高的实用性和应用价值。

首先，基于单片机的GPS定位系统设计研究需要明确系统的功能需求和设计目标。

这包括确定系统的定位精度要求、功能模块划分、数据处理和通信等方面。

通过明确需求和目标，可以为系统的设计和实现提供明确的指导。

在功能模块划分方面，基于单片机的GPS定位系统通常包括GPS接收模块、数据处理模块和通信模块。

GPS接收模块负责接收卫星发射的信号，并解析和提取定位信息。

数据处理模块对接收到的定位信息进行处理和计算，确定地理位置。

通信模块负责与其他设备或系统进行数据交互，如实时定位数据上传和远程控制等。

为了提高系统的定位精度，设计研究中可以引入增强定位技术。

例如，可以结合惯性导航系统（INS）和地面台站网络等技术，进一步提升定位精度和鲁棒性。

INS可以通过测量加速度和角速度等信息，结合GPS定位结果，对位置进行改进和修正。

地面台站网络可以利用多基站之间的信号时差差分定位算法，消除大气延迟等误差，提高定位的精度和可靠性。

在系统设计过程中，还需要考虑功耗、成本和体积等方面的限制。

单片机作为嵌入式系统的核心，应当能够满足系统的需求，并具有较低的功耗。

此外，成本和体积也是设计中需要考虑的因素，系统需要在满足功能需求的同时，具备一定的经济性和可实现性。

设计研究中还需要关注系统的稳定性和可靠性。

稳定性是指系统在各种环境条件下，如天气变化、信号干扰等情况下的工作表现。

可靠性则是指系统能够持续地提供准确的定位信息，具备良好的工作稳定性和长期使用能力。

为了验证设计研究的有效性，可以进行实验和仿真研究。

通过搭建实验平台，采集实际的GPS定位数据，并进行数据处理和分析，以评估系统的性能和精度。

基于单片机的GPS定位系统基于单片机的GPS定位系统随着科技的不断发展，定位系统在各个领域的应用越来越广泛。

基于单片机的GPS定位系统，将单片机技术和GPS技术相结合，具有体积小、功耗低、性能稳定等优点，被广泛应用于智能交通、人员跟踪、车辆监控等领域。

本文将详细介绍基于单片机的GPS定位系统的设计和实现方法。

一、系统概述基于单片机的GPS定位系统主要包括单片机、GPS模块和外部设备等组成部分。

其中，单片机作为主控芯片，负责系统的数据处理和控制信号输出；GPS模块负责接收GPS信号，并提取出位置信息；外部设备包括存储器、显示设备等，用于存储和显示定位信息。

二、GPS模块GPS模块是整个定位系统的核心部分，其性能直接影响到整个系统的精度和稳定性。

选择一款合适的GPS模块对于系统设计至关重要。

目前，市场上主流的GPS模块均支持NMEA-0183协议，该协议规定了GPS接收机与计算机或其他设备之间的通信协议，使得GPS数据能够被单片机等设备读取和处理。

三、单片机单片机是整个系统的控制核心，需要具备处理数据和控制外部设备的能力。

考虑到系统的功耗和性能要求，选择一款具有低功耗、高性能的单片机至关重要。

常用的单片机包括STM32、ARMCortex-M系列等。

四、系统设计基于单片机的GPS定位系统的设计主要包括硬件电路设计和软件程序设计两部分。

硬件电路设计主要包括单片机、GPS模块、外部设备等部分的电路设计。

其中，单片机与GPS模块之间的通信接口需要遵循NMEA-0183协议，同时还需要考虑单片机的电源供电、信号干扰等问题。

软件程序设计主要包括单片机的程序设计和GPS数据的处理。

单片机的程序设计需要根据系统的需求进行编写，包括对外部设备的控制、数据处理等。

GPS数据的处理需要将接收到的GPS数据进行解析，提取出位置信息，并将其存储或传输给外部设备。

五、实现细节在实现基于单片机的GPS定位系统时，需要注意以下几点：1、单片机与GPS模块之间的通信接口需要遵循NMEA-0183协议，否则可能导致数据读取错误。

东海科学技术学院毕业论文（设计）文献综述题目：简易GPS定位仪的设计系：机电系学生姓名：专业：班级：）指导教师：起止日期： 2日“简易GPS定位仪的设计”文献综述前言随着当代科学技术的发展，GPS的应用已涉及到国民经济的各个领域，特别是消费市场的发展以GPS为代表的卫星导航产品在市场中大量的出现，而本设计是比较简单的GPS 显示时间的功能设计.本系统选用的是以A T89C52单片机芯片为系统的控制芯片，GPS处理模块来接收卫星的信号带背光LCD做为时间信息的显示。

本系统只是简单的显示时间信息和市场上带有电子矢量地图的GPS来比较就显的比较简单。

以下介绍本课题相关的参考文献信息，以便使读者更清楚地了解该课题的相关技术要求以及发展动态等内容。

主题GPS时钟主要的设备是GPS处理模块的选择﹑显示器的选择和微处理器的选择，随着信息、交通、安全防卫、农业、渔业、防灾救灾、环境监测等建设方面都需要GPS时间信息的发展，对GPS提出了越来越高的要求[1]。

GPS是一种跨学科集成的技术，本设计用到的是基于单片机来实现对GPS的控制，而市场上GPS的供应商提供的功能更加丰富，根据目前的了解GPS嵌入到手机将会得到实现，全球最大的手机公司NOKIA将会在手机中增加GPS的功能，更加有可能的是GPS的功能决定未来的手机的的等价价位。

因此GPS将会在未来发挥很大的作用[2,3]。

本设计将以A TEML的单片机技术为核心对GPS发送的信号进行处理并送到液晶显示器显示的设计，所以就需要熟悉单片机系统设计的基本方法，熟练掌握单片机系统的整体设计思路。

要熟悉单片机的内部硬件结构、各种软件功能、I/O口、中断、内部存储器、GPS 的原理、显示器的控制等，以及使用Protel99软件、设计并绘制电路的原理图和PCB图，这些知识点的掌握是高效的完成本次设计的关键[4,5]。

以上的一些知识点参考了楼然苗, 李光飞编写的《51系列单片机设计实例》第一部分、孙燕，刘爱民编写的《Protel99设计与实例》，这些文献的参考为自己在设计电路时提供了帮助[6,7]。

本科毕业设计(文献综述）题目基于单片机的GPS定位系统设计姓名专业学号201指导教师信息工程学院二○一五年五月基于单片机的GPS定位系统设计基于单片机的GPS定位系统设计文献综述前言GPS卫星导航定位技术于上世纪80年代末引入中国，目前主要在大地测量（测绘、勘探)、海上渔业和车辆定位监控等领域得到了比较广泛的应用.在全球GPS应用领域中，车辆应用所占的比重最大，目前约占总数的40％以上。

1996～1997年间是GPS车辆跟踪系统市场的调整和充实时期。

主要是公安、金融等部门利用其专用的常规无线电台（异频单工电台）通信系统和模拟集群系统,在全国三四十个城市建成了金融运钞车和公安交警车辆跟踪系统。

1998～2000年GPS车辆跟踪系统市场出现了快速增长的势头。

随着我国GSM数字移动通信系统的快速发展与全国普及，作为系统瓶颈问题的通信网络通过采用GSM公众网的短信息服务找到了新的出路,这对GPS车辆跟踪系统的发展起极大的促进作用[3］。

我国现在拥有世界上最大潜力的卫星导航应用市场.经过十多年的发展，我国的卫星导航用户设备市场化的条件日趋成熟，批量化用户群体正在逐步形成，已进入应用行业高速发展的时期。

美国联邦通信委员会规定，到2005年美国95％的用户手机必须配有定位能力，2003年底前，95％的新手机有定位能力。

而移动电话与GPS结合是最好的解决办法。

目前,国际上一些主流手机制造商如诺基亚、爱立信和三星等已开始使用集成的GPS芯片，而日本的日本电信电话移动通信网公司、KDDI和美国的Sprint、Verizon、网信公司等电信运营商也已开始或计划提供基于GPS手机的位置服务［4]。

1 GPS定位研究的意义GPS(Global Position System)是全球定位系统,具有全天候、高精度的特点，伴随着硬件配置的不断提高,应用领域也在不断的扩展，并逐步深入到了人们的日常生活中。

GPS已经在经济、军事、科研和社会生活各领域得到了广泛应用，发挥着重要的作用。