基于Android的移动终端GPS测量系统的设计与开发(发表)

doi:10.3969/j.issn.1003-3106.2023.05.003引用格式:林楠,王乐,李孟园,等.Android智能手机GNSS数据质量综合评估及定位精度分析[J].无线电工程,2023,53 (5):1015-1023.[LIN Nan,WANG Le,LI Mengyuan,et prehensive Analysis of GNSS Data Quality and Positioning Accuracy of Android Smartphone[J].Radio Engineering,2023,53(5):1015-1023.]Android智能手机GNSS数据质量综合评估及定位精度分析林㊀楠,王㊀乐∗,李孟园,黄观文(长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安710054)摘㊀要:随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的发展,智能终端在导航定位和位置服务中的应用日趋广泛,但是针对其GNSS原始观测数据的综合研究分析不足㊂选取具有代表性的智能手机,从数据完整率㊁周跳比㊁信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)㊁多路径误差㊁卫星可见数和伪距单点定位等方面,综合评估智能手机的GNSS数据质量及定位精度㊂研究结果表明,智能手机的锁星能力及GNSS数据质量水平存在一定差异,其BDS数据完整率最高为94.73%,GLONASS最低为81.14%;大部分周跳比相对测量型接收机略差,个别相差较大;SNR均值最大值为35.19dB-Hz,同一频点SNR均值的差值最大为14.85dB-Hz;L5频点的多路径误差均值最小为0.72m㊂智能手机观测数据质量整体低于测量型接收机,并非双频手机的所有数据质量优于单频手机,L5/E5信号的多路径抑制功能并非对所有的智能手机都适用㊂双频信号比单频信号能更有效地对抗多路径效应,提升定位精度㊂关键词:Android智能手机;原始观测;数据质量评估;多频点;定位精度中图分类号:VN967.1文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1003-3106(2023)05-1015-09Comprehensive Analysis of GNSS Data Quality and PositioningAccuracy of Android SmartphoneLIN Nan,WANG Le∗,LI Mengyuan,HUANG Guanwen(College Geological Engineering and Geomatics,Chang an University,Xi an710054,China) Abstract:With the development of the Global Navigation Satellite System(GNSS),intelligent terminals are widely used in navigation,positioning and location services.However,the comprehensive analysis of GNSS raw observation data is rare.GNSS data quality and positioning accuracy of representative smartphones are comprehensively analyzed and evaluated from the aspects of data integrity rate,cycle slip rate,Signal to Noise Ratio(SNR),multipath error,satellite visible number and single point positioning.The results show that there are some differences in the satellite locking capability and GNSS data quality of smartphones.The data integrity rate of BDS is the highest94.73%,while the data integrity rate of GLONASS system is the lowest81.14%.Most of smartphones cycle slip rate is slightly lower than geodetic receiver,and the difference of individual smartphone is large.The maximum SNR of smartphone is35.19dB-Hz.The maximum difference of SNR at the same frequency point is14.85dB-Hz.The minimum multipath error of L5frequency point is0.72m.The quality of observation data of smartphone is generally lower than that of geodetic receiver. Not all of the data quality of dual-frequency phones is better than single-frequency.L5/E5signal multipath rejection feature does not apply to all smartphones.Dual-frequency signal can be more effectively against multipath effect than single-frequency signal,and improve positioning accuracy.Keywords:Android smartphone;raw observation;quality assessment;multiple frequency point;positioning accuracy收稿日期:2022-12-16基金项目:国家重大科研仪器研制项目(42127802);长安大学实验教学改革研究项目(20211815);陕西省重点研发计划(2022ZDLSF07-12, 2021LLRH-06)Foundation Item:National Major Scientific Research Instrument Development Project(42127802);Experimental Teaching Reform Research Project of Chang an University(20211815);Key R&D Program of Shaanxi Province(2022ZDLSF07-12,2021LLRH-06)0㊀引言随着社会经济的发展,智能手机逐步成为人们生活中的必需品,且基本都内嵌了全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)模块,已经成为人们日常生活中提供导航定位服务的重要载体[1]㊂随着智能手机GNSS模块定位精度的提高,衍生出越来越多的应用,领域逐渐扩展到移动互联㊁行人导航和精准营销等㊂人们对智能手机GNSS模块定位精度的要求越来越高,对位置服务的需求也越来越大㊂2016年5月,谷歌公司发布Android Nougat7.0操作系统后,智能手机开始能支持输出GNSS原始观测数据(包括伪距㊁载波和多普勒频移等),这将有利于对原始观测数据进行分析,给基于大众智能终端的GNSS导航定位技术研究提供了新的机遇和挑战[2-4]㊂智能手机GNSS观测数据质量直接影响其服务性能,因此有必要对GNSS原始观测数据做全面深入的分析研究㊂Banville等[5]首次对来自智能手机的真实原始GNSS观测值的质量进行了分析,结果表明伪距观测噪声较大,且只能提供米级精度㊂Robustelli 等[6]㊁Guo等[7]发现小米Mi8智能手机的伪距噪声和C/N0值之间具有强相关性㊂Zhang等[8]的实验表明,Nexus9设备GPS信号的载噪比较测量型接收机低约10dB-Hz㊂Håkansson等[9]发现置于不同多路径环境下的Nexus9的伪距具有系统性偏差㊂李敏等[10]发现华为P40手机具有较好的北斗三号信号捕获能力㊂总的来说,现有研究对智能手机数据质量评估不够全面,进行同步观测的手机型号有限㊂本文将实现对多款主流的Android智能手机进行GNSS原始观测数据质量综合评估㊁对比分析和定位性能分析㊂1㊀智能手机GNSS观测数据获取自2016年谷歌发布Android N操作系统,用户可通过安卓系统各个应用程序开发接口(Applica-tion Programming Interface,API)获取GNSS原始观测数据的相关字段及参数,进而通过计算得出伪距观测值㊁载波观测值和多普勒观测值等㊂其中GNSS Measurement类的字段为芯片组输出信息,包括芯片组计算出的卫星信号发射时刻㊁载波相位累积变化量㊁伪距瞬时变化率等信息㊂GNSS Clock类的字段则主要用来计算GPS钟面时㊂常用字段㊁所属类别及其含义如表1所示㊂表1㊀Android GNSS原始观测数据部分相关字段Tab.1㊀Related fields in GNSS raw observation data section of Android 字段名所属类别含义及单位Bias Nanos GNSS Clock时钟亚纳秒偏差/nsTime Nanos GNSS Clock手机内部硬件钟/ns DriftNanosPerSecond GNSS Clock手机钟漂/(ns/s)LeapSecond GNSS Clock与时钟相关的跳秒/sSvid GNSS Measurement卫星ID CarrierFrequencyHz GNSS Measurement载波频率/Hz SnrInDb GNSS Measurement信噪比/dB PseudorangeRateMetersPerSecond GNSS Measurement伪距速率/(m/s) ReceivedSvTimeNano GNSS Measurement卫星信号接收时刻/s AccumulatedDeltaRangeMeters GNSS Measurement载波相位观测值/m㊀㊀手机接收到卫星信号时间㊁伪距观测值和多普勒观测值等均无法直接获取,下面给出具体的计算公式:安卓智能手机接收到卫星信号时间:㊀t Rx=TimeNanos+TimeOffsetNanos-FullBiasNanos-BiasNanos㊂(1)多普勒观测值:D=-PseudorangeRateMetersPerSecondˑCarrierFrequencyHz/c0,(2)式中:c0为光在真空中的传播速度㊂伪距观测值:ρSR=c0㊃(t Rx-t Tx)㊃10-9,(3)式中:t Rx为智能手机接收到信号的时间,t Tx为卫星发射信号的时间,可直接获得㊂目前有许多Android应用软件可以访问API,获取GNSS原始观测数据㊂Google公司发布的GNSS Logger应用程序起初只能输出日志文件(txt格式),最新发布的版本虽支持观测值文件的输出,但得到的结果较少,有较大局限性㊂Rinex ON软件支持多系统观测值文件及导航电文输出,但Rinex ON1.3版本软件无法在搭载了Android11的智能手机上运行㊂而Geo++RINEX Logger软件支持手机GNSS 测量数据以RINEX标准格式输出,并已在许多设备上成功测试㊂本文实验所用数据均使用Geo++ RINEX Logger进行采集㊂2㊀实验数据本文使用5款不同型号的Android智能手机采集静态数据,其中小米MI8㊁小米MI11㊁华为P40㊁华为Mate40为双频手机,华为P10㊁三星S9为单频手机(手机的具体参数如表2所示),使用测量型接收机u-blox f9p进行同步观测㊂实验所用智能手机均来自国内主流Android市场,是销量较高的几款手机㊂目前智能手机的天线是多个天线集成的形式,包括蓝牙㊁NFC和GNSS天线等㊂实验所用双频手机均支持北斗B1I和B2a,而华为P40支持北斗三代新频点B1C㊂值得一提的是,华为P10配备的博通BCM4774芯片,是业内首款专为智能手机设计,并能支持Galileo卫星定位系统的GNSS定位中枢芯片;小米MI8作为全球第一款双频智能手机,搭载博通BCM47755芯片,是极具代表性的一款双频手机㊂由于小米MI11不支持载波相位观测值输出,本文不对其进行质量评估对比㊂表2㊀Android智能手机支持输出的GNSS原始观测数据类型Tab.2㊀Types of GNSS raw observation data supported by Android smartphonesAndroid 智能手机型号伪距观测值载波相位观测值天线位置L5/E5GNSS小米MI8是是机身背部顶端是G/R/C/E华为P40是是后置摄像头附近是G/R/C/E华为Mate40是是后置摄像头附近是G/R/C/E华为P10是否后置摄像头附近否G/R/C/E三星S9是否机身下端子板处否G/R/C/E实验地点选在长安大学地学科技大厦楼顶,视野开阔㊁观测条件良好㊂数据采集过程中关闭手机的蓝牙㊁WiFi及 占空比 选项,以防手机内部其他传感器产生干扰㊂数据采样时长100min,采样间隔为1s,卫星截止高度角均设置为15ʎ㊂实验场景如图1所示㊂图1㊀实验场景及数据采集方式Fig.1㊀Experimental scenes and data collection way3㊀智能手机GNSS观测数据分析3.1㊀完整率分析数据完整率反映在一定观测时间内,接收机接收到数据的完整性,完整的观测数据是数据处理的前提条件,它是衡量数据质量的一项重要指标[11]㊂Int=Have(i)Expert(i)ˑ100%,(4)式中:Have(i)为第i颗卫星在连续弧段上的理论历元数量;Expert(i)为第i颗卫星某频点在连续弧段上的实际历元数量㊂对各款智能手机和低成本接收机L1频点的平均数据完整率指标进行计算㊁统计,结果如表3所示㊂表3㊀各接收机L1频点观测数据完整率均值Tab.3㊀Mean integrity rate of observed data atL1of different receivers单位:%接收机型号BDS GPS Galileo GLONASS小米MI894.7393.7892.1690.01华为P4093.1294.0792.1588.25华为Mate4091.1790.5691.1384.33华为P1090.1191.0288.0881.14三星S991.0490.3289.7283.97测量型接收机95.8994.8093.2590.10实验结果表明,不同接收机各卫星系统的数据完整率表现不一,测量型接收机各卫星系统的平均数据完整率为93.51%,其中BDS数据完整率最高,高达95.89%㊂3款双频手机中除华为Mate40外,各卫星系统的平均数据完整率均超过91%,小米MI8的BDS数据完整率表现最好,高达94.73%㊂2款单频手机各卫星系统的平均数据完整率明显低于双频手机,华为P10的GLONASS系统数据完整率最低,为81.84%㊂可见,实验所用智能手机各系统的完整率均低于测量型接收机,单频手机的数据完整率低于双频手机㊂各接收机BDS和GPS数据完整率相当,GLONASS和Galileo系统数据完整率略差㊂3.2㊀周跳比分析实际观测中,GNSS信号容易受到测站周边的外界干扰而发生观测值严重跳变现象[12-13],一般常用周跳比来衡量周跳的变化㊂周跳比是指实际的观测值历元总数与发生周跳的历元个数比值,一般用CSR来表示㊂CSR值越小,周跳越严重㊂计算如下:CSR=obsslips,(5)式中:obs为实际的观测值历元总数,slips为发生周跳的历元个数㊂实验统计各款手机和测量型接收机L1频点的周跳比指标结果,如图2所示㊂通常情况下周跳比越大,周跳数越少,数据质量越好㊂分析表明,本次实验中GPS周跳比指标表现最为优异,BDS和GLONASS系统次之,Galileo系统周跳比结果最差㊂不同型号接收机的周跳比指标存在明显差异,双频智能手机华为Mate40发生周跳的次数最高,其中GPS周跳比的值低至3201,各卫星系统平均周跳比的值比测量型接收机的平均值低约50%㊂总之,智能手机GNSS模块对卫星信号的跟踪发生失锁的频率高,载波相位测量发生周跳的概率比测量型接收机大㊂这归因于智能终端的硬件条件,其天线抗抑性差且GNSS内置芯片体积小,相位中心易受外界环境影响,引起周跳,同时也给基于载波相位测量的高精度定位带来了挑战㊂图2㊀不同接收机GNSS周跳比结果Fig.2㊀GNSS cycle slip rate of different receivers3.3㊀信噪比分析信噪比(Singal to Noise Ratio,SNR)是指信号功率与噪声功率的比值,它与接收机相关器运行状态㊁天线增益能力和多路径等密切相关,是反映相位观测量的重要指标之一[14-16]㊂SNR与高度角相关性较大,一般高度角越高,天线增益越大,SNR越大,观测值的质量也越好[17]㊂计算如下:SNR=PRN,(6)式中:P R为信号功率,N为噪声功率㊂3款双频手机支持GPS和Galileo双频信号的输出,不支持BDS和GLONASS双频信号的输出㊂各接收机不同GNSS各频点信号的SNR均值统计结果如表4所示㊂表4㊀不同接收机各频点SNR均值Tab.4㊀Mean SNR of each frequency point of different receivers单位:dB-Hz接收机型号BDS GPS Galileo GLONASS B1B2L1L5E1E5a G1G2小米MI827.13 26.8731.0928.2132.6128.01 华为P4026.70 21.1426.5722.4524.6127.17华为Mate4024.80 26.9220.8520.3421.3327.46 华为P1027.95 30.21 29.04 31.81 三星S933.25 33.31 35.19 34.40 测量型接收机38.9845.9438.4041.8035.7444.7538.2841.42㊀㊀分析表4可知,测量型接收机的表现依旧优于所有智能手机,差值最大达23.42dB-Hz㊂但各型号手机不同GNSS之间的SNR相差不大㊂单频手机三星S9的各系统SNR均值最高,其中Galileo系统高达35dB-Hz㊂华为Mate40表现最差,部分频点的SNR低至20dB-Hz㊂由于L5/E5a信号是在更高的信号强度下发射的,理论上质量更好㊂对于大部分双频设备,L5/E5a 信号的SNR 明显高于L1/E1信号的SNR,但目前有些智能手机天线的设计虽能接收L5信号,如华为Mate40,但是接收到的L1/E1信号要比L5/E5a 强,这是由于手机内置天线导致的,特别是在中到高多路径环境中,这种现象更为明显㊂选取G07和G14对各个设备SNR 进行统计分析,SNR 变化情况如图3所示㊂(a )G07卫星SNR 变化情况(b )G14卫星SNR 变化情况图3㊀静态实验单颗卫星SNR 变化情况Fig.3㊀Static experiment on SNR variation of single satellite就G07卫星而言,测量型接收机的SNR 较为稳定且更加规律,介于43~48dB-Hz,比智能手机高约15dB-Hz㊂智能手机中,单频手机三星S9的SNR整体上最好㊂华为P40波动较大,在个别历元的SNR 高于三星S9,但部分历元低至10dB-Hz㊂小米MI8的SNR 值波动最小㊂对G14卫星来说,2款单频手机的SNR 整体上优于双频手机,其中三星S9的SNR 波动最小,接收信号相对最稳定,华为P10次之㊂小米MI8的SNR 大部分在30dB-Hz 上下浮动㊂总的来说,智能手机在开阔环境中SNR 变化起伏大且不规律,GNSS 观测数据质量不够稳定㊂3.4㊀多路径误差分析卫星信号在传播过程中受到外界观测环境影响,信号经反射物与接收机天线产生干涉而引起的时延,这种现象称为多路径效应[11]㊂多路径误差与卫星相对于接收机天线的空间位置关系㊁观测环境和天线质量等密切相关,由于智能手机配备低成本天线,且使用场景多为不开阔的城市地带,导致多路径误差成为手机定位中的重要误差来源㊂在双频观测值可用的情况下,可采用载波与伪距的组合观测值来反映多路径误差[18]:MPi =Pi -1+2a ij -1()ϕi +2a ij -1()ϕj ,(7)MPj =Pj -2a ija ij -1()ϕi +2a ij -1-1()ϕj ,(8)式中:MPi ㊁MPj 分别为i 波段和j 波段的多路径误差,Pi ㊁Pj 分别为i 波段和j 波段的伪距观测值,ϕi 和ϕj 分别为i 波段和j 波段的载波相位观测值,a ij =fi 2fj2,其中fi ㊁fj 分别表示i 波段和j 波段的频率㊂各接收机摆放位置接近,可认为是在同一环境下进行数据采集的㊂对3款双频手机及测量型接收机不同频点的多路径误差指标均值进行统计,结果如图4所示㊂图4㊀不同接收机GPS 双频多路径误差均值Fig.4㊀Mean of GPS dual-frequency multipath errors ofdifferent receivers由图4可以看出,各接收机L1频点的多路径误差均值均大于L5频点㊂小米MI8的多路径误差均值比另外2款华为手机小,L5频点为0.71m,但仍比测量型接收机L5频点的多路径误差均值高0.35m㊂可见双频智能手机的各频点多路径误差与测量型接收机存在较大差距㊂由于多路径效应会对SNR 造成一定影响,可以通过前文对SNR 分析的中看出双频手机中小米MI8的SNR 最大㊂选取G30卫星,对以上3款双频智能手机与测量型接收机L1和L5频点的多路径误差进行不同的对比实验,实验结果如图5所示㊂(a )小米MI8的GPS 双频多路径误差(b )华为P40的GPS 双频多路径误差(c )华为Mate40的GPS 双频多路径误差图5㊀不同接收机GPS 双频多路径误差Fig.5㊀GPS dual-frequency multipath error由图5可以看出,各接收机L5频点的多路径误差均小于L1频点,这与L5频点信号发射强度大有关,可在一定程度上抑制多路径效应㊂对比手机和测量型接收机,发现无论是L1频点还是L5频点,测量型接收机的多路径误差均明显优于智能手机㊂对比3款双频手机,发现华为Mate40较其他2款手机整体表现最好,L5频点的多路径误差最小,小米MI8整体表现最差,尤其L1频点多路径误差飞点严重,部分历元的误差超过15m㊂总的来说,智能手机由于低成本天线等硬件条件的限制,在同一环境下较测量型接收机仍存在较大的多路径误差,也因此严重影响了智能终端的高精度定位㊂4㊀智能手机定位性能分析4.1㊀卫星跟踪情况分析Android 智能终端内部基于卫星跟踪的能力,设置了可见(Visible)㊁同步(Synced)㊁追踪(Trackable)三种级别㊂只有在可跟踪级别下,GNSS 芯片输出的原始信号才是可信的[19]㊂GNSS 观测数据质量受卫星跟踪能力的影响较大,一般来说,在观测环境相同时,接收机跟踪到的卫星数量越多且随时间变化越小,观测数据质量越好㊂图6是实验中不同接收机各卫星系统的可见卫星数㊂(a )GPS 可见卫星数(b )BDS 可见卫星数(c)Galileo 系统可见卫星数(d)GLONASS系统可见卫星数图6㊀不同接收机各GNSS可见卫星数Fig.6㊀Number of visible satellites in each GNSS ofdifferent receivers由图6可知,测量型接收机和5款智能手机接收到BDS的卫星数目最多,且北斗卫星可见数最稳定,连续性较好㊂GPS可见卫星数次之,Galileo系统可见卫星数最少㊂华为P40锁星能力最强,BDS 卫星可见数在15~20颗,数量超过测量型接收机; GPS卫星可见数波动较大,部分历元低至5颗㊂华为Mate40锁星能力次之,但GLONASS卫星可见数不稳定,部分历元低至2颗㊂小米MI8虽然是双频手机,但BDS卫星可见数整体上低于单频手机三星S9,这是因为其芯片所支持的第二频率为L5/E5a 频率,而非L2/E2频率;单频手机华为P10各系统卫星可见数最少,这与其无法接收双频信号的卫星有关㊂4.2㊀SPP定位性能分析根据静态采集的GNSS原始数据,选取测量型接收机㊁双频手机小米MI8和单频手机华为P10进行伪距单点定位(SPP)精度解算㊂分别统计3个方向定位的结果,如图7所示㊂(a)小米MI8的E 方向定位精度(b)小米MI8的N 方向定位精度(c)小米MI8的U 方向定位精度(d)华为P10的E 方向定位精度(e)华为P10的N 方向定位精度(f)华为P10的U方向定位精度图7㊀不同接收机SPP定位精度Fig.7㊀SPP positioning accuracy of different receivers分析表明,3台接收机E方向和N方向定位精度均优于U方向的精度㊂对比测量型接收机和2款智能手机发现,测量型接收机的定位误差小且稳定,智能手机U方向的定位误差大且飞点严重㊂单频手机华为P10三个方向的定位误差均明显大于双频手机小米MI8㊂结合前文对数据质量的分析可以发现,多路径误差是智能手机进行伪距单点定位的主要误差源之一,双频信号比单频信号能更有效地对抗多路径效应,提升定位精度㊂5㊀结束语本文通过实验获取的多款单双频智能手机的GNSS原始观测数据,从数据完整率㊁周跳比㊁SNR 和伪距多路径等方面进行数据质量统计分析,同时对卫星可见性和伪距单点定位性能进行对比研究,得出以下结论:①智能手机原始观测值的各项数据质量指标水平均低于测量型接收机㊂5款智能手机BDS的数据完整率与测量型接收机之间的差值最小;与测量型接收机同一频点SNR均值的差值最大达23.42dB-Hz;与测量型接收机同一频点的多路径误差均值的差值最大为0.48m;周跳比差距尤为明显,个别手机的各卫星系统平均周跳比的值比测量型接收机的平均值低约50%㊂这归因于手机内置天线较小,相位中心易受外界环境影响,引起周跳,进而影响数据质量㊂②不同型号智能手机的锁星能力与GNSS数据质量水平存在一定差异,且由于手机内置天线的原因,并非所有双频手机的数据质量优于单频手机㊂智能手机的数据完整率最高为94.73%,最低只有81.14%;SNR均值最高为33.25dB-Hz,最低只有21.33dB-Hz;除华为Mate40之外,其余手机的BDS 和GPS的周跳比指标值超过5800;3款双频手机的L1频点和L5频点的多路径误差均值分别为0.85㊁0.76m;双频手机华为P40的锁星能力最强,BDS 卫星可见数在15~20颗㊂③双频信号比单频信号能更有效地对抗多路径效应,提升定位精度㊂L5/E5信号的多路径抑制功能对大部分智能手机有效,但目前也有一些智能手机无法准确接收L5信号,导致双频信号存在数据缺口㊂④部分智能终端GNSS原始观测数据存在完整率低㊁周跳严重㊁信号噪声大㊁多路径误差大及卫星失锁严重等问题,在不进行数据质量控制的情况下,定位精度较差㊂因此在后续定位解算前可尝试进行伪距平滑,设置SNR阈值等剔除部分质量表现不佳的数据以提升定位精度㊂参考文献[1]㊀陈春花,陈冲,赵亚枝.安卓智能手机GNSS数据质量分析[J].全球定位系统,2020,45(3):22-27. 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《基于Android的移动终端数据采集的实现》篇一一、引言随着移动互联网的飞速发展，Android作为全球使用最广泛的移动操作系统之一，其应用场景和功能需求日益丰富。

其中，基于Android的移动终端数据采集技术，在各行各业的应用中发挥着越来越重要的作用。

本文将详细介绍基于Android的移动终端数据采集的实现过程，包括其技术背景、目的、意义以及相关研究现状。

二、技术背景与目的在移动互联网时代，数据采集是获取信息的重要手段。

基于Android的移动终端数据采集技术，可以实现对移动设备上的各种数据进行快速、准确的收集。

本文旨在探讨如何利用Android 系统及其相关技术，实现高效、稳定的数据采集，以满足不同领域的需求。

三、相关研究现状目前，关于Android数据采集的研究已经取得了一定的成果。

许多学者和企业都在探索如何利用Android设备进行数据采集，包括数据采集的方法、技术、工具等方面的研究。

然而，随着应用场景的不断扩展和需求的变化，如何实现更高效、更准确的数据采集仍然是一个亟待解决的问题。

四、实现过程4.1 需求分析在进行基于Android的移动终端数据采集之前，首先需要进行需求分析。

这包括明确数据采集的目的、数据类型、采集频率等，以及确定所需的技术和工具。

4.2 开发环境搭建搭建开发环境是进行Android数据采集的基础。

这包括安装Android Studio等开发工具，配置开发环境，以及准备必要的SDK和依赖库。

4.3 数据采集模块设计根据需求分析的结果，设计数据采集模块。

这包括确定数据源、数据获取方式、数据处理方法等。

同时，需要设计合适的接口，以便与其他模块进行数据交互。

4.4 数据传输与存储数据采集完成后，需要进行数据传输和存储。

这可以通过网络传输、蓝牙传输等方式实现。

在存储方面，可以选择本地存储或云存储等方式。

为了保证数据的安全性和可靠性，需要采取相应的加密和备份措施。

4.5 界面设计与交互为了方便用户使用和操作，需要设计合理的界面和交互方式。

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湖北民族学院科技学院毕业论文(设计)基于Android平台地GPS车辆定位系统地设计与实现系别: 信息工程系专业: 计算机科学与技术论文答辩日期答辩委员会主席摘要基于GPS地车辆定位系统,对它地研究开始于二十世纪六十年代,是社会文明发展到一定阶段地必然产物作为智能交通系统地一个重要组成部分,最初是为l解决汽车文明带来地日益严重地城市交通问题它地发展融合l当今空间定位技术､无线通信技术和地理信息系统地最新成果而当下日趋完善地智能手机系统为车辆监控提供l更为光明地发展前景Android平台作为时下流行地智能手机操作平台,不仅功能强大,更有开放和免费地先天优势本文所研究地基于Android 系统地GPS车辆定位系统正是将传统地课题研究与时下流行地技术相结合地应用型尝试以手机为载体,运用谷歌地图技术将车辆地实时位置显示于手机屏幕上以实现车辆地实时定位开发过程以Eclipse及Android虚拟机为主要工具最终实现l核心地定位功能关键词:车辆定位系统,智能手机平台,安卓系统,谷歌地图AbstractGPS-based vehicle positioning system, its research began in the sixties the twentieth century is to a certain stage of development of social civilization and the inevitable outcome. Intelligent transportation systems as an integral part of the first to address the growing car culture have brought the city traffic problems. It incorporates the development of spatial orientation of today's technology, wireless communication technology and geographical information system the latest results. The current smart phones are maturing as a vehicle monitoring system to provide a more bright future. Android system as the popular smart phone operating system, not only powerful, more open and free of inherent advantages. This paper studied the GPS-based Android system; vehicle location system is the traditional research techniques with the popular combination of applied attempt. Mobile phone as the carrier, using Google Maps technology to real-time location of vehicles displayed on the mobile screen in order to achieve real-time location of vehicles. Eclipse and the Android development process to a virtual machine as the main tool. Ultimately the core of the targeting.Key word: Vehicles positioning system, intelligent handset platform, Android system, Google Maps目录摘要.............................................. 错误!未定义书签。

基于位置服务的移动GIS洪文菊;苟刚;薛现斌【摘要】With the rapid development of mobile terminal technology, wireless communication network technology and the universal application of geo-spatial information in all walks of life, the application mode that combines LBS with mobile GIS has become a hot research topic, and it opens up a market with unlimited potential. This paper discusses the basic concept of mobile GIS based on location services and the system architecture of Android development platform and the architecture of mobile GIS based on LBS. On the basis of this, a mobile GIS system based on Android platform is designed. The system has been improved on the basis of traditional mobile GIS, which overcomes the shortcomings of lack of social interaction in traditional mobile GIS, it not only can realize accurate real-time positioning and query trajectory, but also can share real-time location with friends and track the trajectory of many people at the same time. It can be used for real-time monitoring of the old elderly, children and other vulnerable groups, but also for employees, vehicle management scheduling.%随着移动终端的普遍应用,无线通信技术和地理信息系统的飞速发展,基于位置的服务LBS(Location Based Service)与移动GIS(Geographic Information system)相结合的应用模式已成为研究热点,并且开拓了一个具有无限潜能的市场.本文首先论述了基于位置服务的移动GIS的基本概念,探讨了Android开发平台的系统架构与基于LBS的移动GIS体系结构,在此基础上设计了一个基于android平台的移动GIS系统,该系统在传统移动GIS的基础上进行了改进,克服了传统移动GIS缺乏社交互动性的缺点,不仅能够实现准确的实时定位与轨迹记录查询,还能够与好友互相分享实时位置以及进行多人轨迹的同时追踪,可以用于对老人儿童等弱势群体进行实时监护,也可以用于企业员工、车辆的管理调度等.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2017(026)004【总页数】5页(P241-245)【关键词】位置服务;移动GIS;移动定位【作者】洪文菊;苟刚;薛现斌【作者单位】贵州大学计算机科学与技术学院,贵阳 550025;贵州大学计算机科学与技术学院,贵阳 550025;贵州大学计算机科学与技术学院,贵阳 550025【正文语种】中文目前, 随着智能手机的普及以及移动定位的迅速发展, 位置服务与移动GIS相结合的应用模式, 已经成为研究热点. 许多公司、组织或者个人开发了各种基于位置服务的移动GIS应用, 这些应用大多都是基于地图浏览或者个人移动定位方面, 偏向于导航功能, 而在用户轨迹记录及社交分享以及用户互动方面的功能则比较少.为了弥补以上的这些不足之处, 本文设计并开发了一款基于位置服务的可用于实时定位与轨迹分享的移动GIS, 本系统在实现了传统移动GIS的导航与定位等基础功能的基础上, 还增加了轨迹记录、历史轨迹查询、好友之间的位置分享及多人轨迹同时查看等功能, 以期为用户提供更加实用便捷的位置服务.地理信息系统(Geographic Information System,GIS), 是在计算机软件、硬件和网络的支持下, 对地理空间数据进行采集、存储、查询、分析和显示的技术系统[1]. 移动GIS是目前地理信息系统研究的重要方向之一, 它在继承了传统地理信息系统对地理空间数据处理的基础上, 还集成了嵌入式技术、移动计算技术、移动通信技术和定位技术, 使得地理空间数据的采集与处理更加具有灵活性与实时性. 基于位置的服务(Location Based Service, LBS), 是指移动终端利用各种定位技术获得当前位置信息, 再通过无线网络得到某项服务[2]. 与传统的GIS相比, 基于位置服务的移动GIS具有移动性、实时性、灵活性、多样性等特点, 能够提供实时的空间信息“4A服务”, 已经成为了人们日常生活中的一种必不可少的信息服务.Android是一种基于Linux平台的、开源的、智能移动终端的操作系统, 它由谷歌公司开发而成, 近年来已逐渐成为主流的移动终端操作系统之一. Android操作系统采用分层架构设计, 从高层到低层可以分为四层架构, 分别是应用层、应用框架层、系统运行库层和 Linux 内核层[3].1) Linux内核层:基于 Linux 2.6内核开发, 主要用来为Android设备的各种硬件提供底层的驱动, 如显示驱动、音频驱动、照相机驱动、蓝牙驱动等, 它是硬件和软件之间的抽象层.2) 系统运行库层: 通过C/C++库来支持Android系统提供的各个组件或者模块. 这一层包含有Android运行时库, 它提供的核心库能够允许开发者使用Java语言来编写Android应用. 运行时库中还包含Dalvik虚拟机, 它专为移动设备服务, 使得每一个Android应用都能运行在独立的进程当中.3) 应用框架层:提供开发者构建应用程序时所需要的各种API.4) 应用层:该层包含所有运行在Android机上的应用程序, 即开发者所开发的“手机应用”.基于LBS的移动GIS主要由3部分构成: 客户端部分、服务器部分和数据源部分[4]. 如图1所示.客户端: 基于LBS的移动GIS的移动终端是一种能够进行快速定位和地理识别的设备. 它具有方便携带、耗能低等特点, 并且兼容具备卫星导航定位、加载行业应用软件、通信和数据传输等基本功能. 常用的硬件设备主要包括智能手机、便携式电脑、掌上电脑(PDA)、GPS定位仪等.服务器: 系统的服务器包括Internet、Web Server、Map Server等组成部分. 无线通信网络用来连接用户与服务器, 目前主流应用的无线网络分为基于蜂窝通信系统的无线网络(GSM、GPRS、CDMA、LTE等)和无线局域网(WiFi)两种方式. Web服务器接收客户端提交的不同类型数据, 服务器处理逻辑将接收到的数据按照客户端的要求在Web服务器端进行运算, 再将运算的结果返回给客户端进行解析和显示. GIS应用服务器提供LBS服务、空间数据分析、查询、下载等操作[5]. 它是整个系统的核心部分.数据源: 基于LBS的移动GIS系统包含了与地理位置有关的空间数据以及相应的属性数据, 是地理应用服务器实现地理信息服务的数据来源. 其中属性数据可以存储在嵌入式数据库中(如SQLite), 也可以存储在服务器端的数据库中(如SQL Server). 空间数据可以存放在本地, 作为离线地图使用, 但考虑到空间数据的更新频率较快, 数据量较大等因素, 通常存放在GIS应用服务器中以在线的形式进行访问.本文旨在实现一个基于位置服务的移动GIS. 系统通过用户移动终端的GPS或移动网络采集用户的实时位置信息, 用户可以在电子地图上查看自己的位置.同时, 系统可以记录用户移动产生的轨迹, 用户可以通过选择时段查询自己在该时段中的历史轨迹. 系统也集成了社交互动功能, 用户可以添加好友, 在与好友互相开放位置之后可以查看彼此的实时位置与轨迹,同时用户还可以建立群组, 同时查看多个群成员的轨迹情况.4.1 总体设计根据分析定位系统的业务需求与系统功能需求,将本系统的主要功能模块设计如图2所示.本系统由移动客户端与后台服务器端两部分构成.移动客户端在Android系统平台上开发, 使用Android studio作为开发工具. 客户端与服务器端采用C/S结构来进行交互, 本系统采用Apache作为Web服务器, 选择SqlServer作为数据库管理系统.本系统的移动客户端负责接收用户的请求和显示结果, 直接与用户进行交互. Web 服务器负责接收客户端的请求, 通过SQL语句等方式调用数据库服务器,然后将数据处理的结果返回给Web服务器, 再由Web服务器传送回客户端.本文主要讨论基于LBS功能的实现, 因此系统中如添加好友、新建群等辅助功能则不再赘述.4.2 功能实现4.2.1 客户端与服务器端的通信本应用采用Volley框架来处理客户端与服务器端的通信. 尽管Android SDK中提供了HttpClient 和HttpUrlConnection两种方式用来处理网络操作, 但当应用比较复杂的时候就需要我们编写大量的代码处理很多东西, 如图像缓存, 请求的调度等等. 而Volley框架抽象了底层Http Client等实现的细节, 使Android应用网络操作更方便更快捷, 并且Volley在不同的线程上异步执行所有请求而避免了阻塞主线程[6].Volley的用法如下:RequestQueue mQueue = Volley. newrequest Queue (context); //获取请求列对象StringRequest stringRequest = newStringRequest(getString(R.string.webIP), new Response. Listener＜String＞() {@Overridepublic void onResponse(String response) {Log.d("TAG", response);}}, new Response.ErrorListener() {@Overridepublic void onErrorResponse ( VolleyError error){Log.e("TAG",error.getMessage(), error);}}); //传入三个参数, 分别是服务器地址, 服务器响应成功回调, 服务器响应失败的回调mQueue.add(stringRequest);4.2.2 登录注册模块的实现用户使用Android客户端时首先看到的是登录页面. 已经注册了的用户可以直接进行登录, 没有注册过的用户需要先进行注册, 然后再登录进入本系统.该模块的内部流程如图3所示.其中部分关键代码如下:final String user = et_name. getText(). toString(). trim(); //获取用户输入的用户名final String password = et_password. getText().toString().trim(); //获取用户输入的密码if(TextUtils.isEmpty(user)||TextUtils.isEmpty(password)) {Toast.makeText(getApplicationContext(), "用户名和密码不能为空", Toast. LENGTH_SHORT). show () ;return;}Map＜String, String＞ map = new HashMap＜String, String＞();map.put("user", user);map.put("password", myApp.md5 (pass word));4.2.3 定位模块的实现在本系统用户可以在本机页面点击“开启实时位置”实现自我的实时定位. 该部分的界面主要是一个MapView, 界面的底端有放大地图与缩小地图的按钮,用户也可以通过手势拖动或放大缩小地图. 本模块功能实现流程如图4所示.其中部分关键代码如下:public void start() {//新建百度地图定位客户端类;mLocationClient = new LocationClient(ct); mMyBDLocationListener = new MyBDLocationListener();/ /注册监听器;mLocationClient.registerLocationListener(mMyBDLocat ionListener);//创建定位选项;LocationClientOption option = new Location ClientOption();option.setLocationMode(LocationMode.Hight_Accuracy );//设置定位模式, 高精度, 低功耗, 仅设备option.setCoorType("gcj02");//返回国测局经纬度坐标系: gcj02option.setScanSpan(1000 * locate_time);//设置发起定位请求的间隔option.setIsNeedAddress(true);//设置是否需要地址信息option.setOpenGps(true);//设置是否使用gpsmLocationClient.setLocOption(option);mLocationClient.start();}功能运行结果如图5所示.4.2.4 轨迹查询模块的实现轨迹查询分为查询自己的历史轨迹与查询好友的历史轨迹. 用户查询自己的历史轨迹时, 首先设定要查找的时间段, 即轨迹的开始时间与结束时间, 时间段的设置通过datePicker与timePicker两个类组成的时间选择器来实现, 然后通过SQL语句查询保存在本机SQLite数据库中的数据, 查询到的这些数据就是这段时间里所定位到的位置点points, 最后通过如下代码将数据绘制成轨迹显示在界面上. OverlayOptions mopolyline = newPolylinOptins().width(10).color(0xAAFF0000).points(points); mBaiduMap.addOverlay(mopolyline);查询本机历史轨迹的开发流程如图6所示.若用户要查询好友的历史轨迹, 则在用户设定查找时间段发起请求后, 系统将好友的用户ID, 查询的起始时间通过封装成Map键值对发送到服务器端, 服务器再根据这些信息在SqlServer数据库中进行位置数据查找, 之后将结果返回给客户端. 这部分的关键代码如下:Map＜String, String＞ map = new HashMap ＜String, String＞();map.put("friend_id", show_userID);map.put("starttime", starttime);map.put("endtime", endtime);webserverhelper = new WebServerHelper(get-String(R.string.webIP) + getString(R.string.get_location_ url), GET_LOCATIONS, map, baidumap. this, "", "", "get_locations", this);webserverhelper.request();查询好友历史轨迹的开发流程如图7所示.功能运行结果如图8所示.本文旨在实现一个基于位置服务的移动GIS. 针对当前的移动GIS应用缺乏社交与互动性的缺陷, 设计并实现了实时定位首先对Android系统架构与移动GIS体系结构做了简要探讨, 在此基础上研发了一套基于Android平台的移动GIS应用系统, 实现了实时定位、轨迹记录、历史轨迹查询、好友之间的位置分享及多人轨迹同时查看等功能, 极大地提高了移动GIS的互动性与社交性, 可以对特定人员进行追踪, 能够满足朋友、亲人、同事之间的位置需求.位置服务与移动GIS的密切结合开拓了一个广阔的市场, 这一市场蕴含着巨大的商机, 无限的潜能, 相信随着移动用户的逐步增多, 这一市场将更加壮大, 本系统的设计可以为基于位置服务的移动GIS系统提供参考.1 肖航宇.移动地理信息系统应用研究[硕士学位论文].武汉:武汉理工大学,2010.2 Jiang B, Yao X. Location-based services and GIS in perspective. Computers, Environment and Urban Systems, 2006, 30(6): 712–725.3 姚昱旻,刘卫国.Android 的架构与应用开发研究.计算机系统应用,2008,17(11):110–112,24.4 许颖,魏峰远.移动 GIS 关键技术及开发模式探讨.测绘与空间地理信息,2008,31(4):45–47.5 陈飞翔,杨崇俊,申胜利,等.基于LBS的移动GIS研究.计算机工程与应用,2006,42(2):200–202.6 孟远.Android网络通信框架Volley的解析和比较.软件, 2014,(12):66–68.。

******铁道大学毕业设计基于android的导航系统的设计与实现Design and implementation of the navigation system based on Android2013届经济管理学院专业学号 __ __学生姓名 ___ ___指导教师 _ _完成日期 2013年6月12日毕业设计成绩单学生姓名学号班级专业毕业设计题目基于android的导航系统的设计与实现指导教师姓名指导教师职称讲师、讲师评定成绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任) 签字：年月日毕业设计任务书题目基于android的导航系统的设计与实现学生姓名学号班级专业承担指导任务单位经济管理学院导师姓名导师职称一、主要内容本课题旨在基于android技术和百度API和科大讯飞语音API技术给用户提供地图服务，该应用能够正确地显示全国各地大中小城市的地图信息，并能进行地图定位,同时包括卫星地图、交通地图、景点概览、公交、驾车、步行三种出行选择的路线规划、城市各类场所搜索等功能，用户能从中得到对其有用的信息,从而在出行时能够选择一条适合自己的出行,节省宝贵的时间和精力。

二、基本要求1.开发平台：Windows 7、Android OS、Android SDK-17、ADT-21、JDK 1.72.开发工具：Eclipse、Microsoft office viso 2003、Rationalrose3.论文要求：1万字,外文翻译3千字。

三、主要技术指标1.系统功能完善，操作方便，界面美观，图形、数据处理准确；2.分析设计过程合理，文档资料及模型规范、完备；3.系统发布后可维护性，通用性较好。

四、应收集的资料及参考文献[1] Jerome.Android A Programmer’s Guide[M]. DiMarzio PRESS，2009：23-27.[2] 林城.Android 2.3应用开发实战[J].机械工业出版社，2011：17-321.[3] 韩超.Android经典应用程序开发[J].人力资源出版社，2011：5-18.[4] 张海藩.软件工程导论(第4版)[J].北京：清华大学出版社，2006：34-38.五、进度计划第1周～第3周：毕业实习，查阅资料，熟悉开发环境第4周～第9周：设计原型系统，算法研究第10周～第14周：实现推荐算法，开发原型系统，确定论文框架第15周～第16周：完善系统，撰写论文，准备答辩教研室主任签字时间年月日毕业设计开题报告题目基于android的导航系统的设计与实现学生姓名班级专业一、研究背景及意义近年来随着android、ios和Windows Phone的发展日益完善,智能手机越来越普及,发展十分迅速，基于地图的服务应运而生并不断深入人们的生活。

摘要：在火力发电企业的经营过程中，燃料成本占到了经营成本的绝大部分，因此加强燃料管理是火力发电企业的重要管理内容。

相对于燃煤火力发电厂在燃料管理方面已有非常成熟的管理模式，生物质发电企业在燃料管理方面还有很多问题需要不断探讨和完善。

为此，对生物质发电厂燃料管理中存在的问题及原因进行了分析，提出了相应的解决思路和对策，设计并实现了一种生物质电厂燃料管理信息平台，打破了空间限制，将生物质燃料管理从厂内扩展到厂外料场，实现了对厂内和厂外料场的统筹管理，极大地提高了燃料使用和调度的合理性。

关键词：生物质发电；燃料管理；移动智能终端；卫星定位0 引言湛江公司是目前国内单机容量最大的生物质电厂（2×50 MW），每年消耗农林废弃物生物质燃料约100万t，燃料管理涉及每年数百份合同、几十个供应商、数百个料场、数万余车次、数千余名司机的日常经营和生产管理活动。

因此，如何提升燃料管理水平，在保证电厂安全稳定运行的同时，最大程度地控制燃料成本是企业经营和生产管理的重要内容。

1 生物质发电厂燃料管理概述生物质发电厂燃料管理主要包括燃料采购、合同签订、日常调度、质量管理、结算管理、供应商管理等内容，其中燃料采购合同签订后的日常调度和供应商管理工作最为烦琐，涉及大量供应商人员、出货场地及运输车辆，且随着采购半径的扩大和采购品种的增多，燃料调度和供应商管理的工作量和难度也在增大，如何准确、高效、便捷地提高燃料管理水平，是生物质发电厂亟待解决的管理和技术问题。

2 生物质发电厂燃料管理中存在的问题及原因分析2.1 存在的问题（1）调度计划执行偏差较大。

日常管理中各个燃料品种的实际供货量和调度计划之间有时存在较大偏差，导致燃料品种的结构容易偏离生产和成本控制的预定目标。

（2）货源监控难度较大。

生物质燃料存在资源地域特性，不同区域同种燃料的成本、市场价格客观上存在差异，“跨区域经营”和“以近充远”等情况时有发生，但往往难以通过路票、场地固定监控等普通监控方式来完全核实到厂燃料的货源地。

《移动智能终端应用开发(Android)》课程设计对象：福建师范大学信息技术学院13级软件工程专业时间：2014-2015第1学期选题一:一、课程设计题目：闲置物品助手二、课题难度：中三、系统功能描述：设计实现基于Android的“闲置物品助手”，用于帮助用户记忆物品的存放地方。

生活中的各种各样的物品繁多，有时突然想找一件小东西，却无论如何也找不到，哪怕翻箱倒柜，连楼下的垃圾堆也找遍了也未能如愿；也可能你过几天不经意就看到了你要找的东西。

有时还会因此而误事，比如：要去考试，准考证却找不到了。

因此我们准备开发一款单机版手机App软件, 让你随时登记你的物品放哪儿了,让你随时找到想找的物品,让生活更方便。

本系统主要功能如下：1)物品类别的管理（包括增加、删除、修改和物品类别数量的统计）2)放置位置的管理（包括增加、删除和修改）3)提醒类别管理（包括增加、删除和修改）4)物品的管理（包括增加、删除和修改）,关键信息包括：物品放置时间，物品名称、件数、重要性指数、存放位置拍照，是否提醒（例如：某个时间点要取该物品还给某人提前一天提醒我,快到时间1个小时再次提醒；被子放在柜子里超过3个月了，今天是晴天，提醒我是否考虑要晾晒；）5)根据物品名称和类别搜索物品的功能6)根据放置位置和物品名称搜索物品7)身份注册和身份验证功能8)天气系统（主要用到天气预报、城市API设置和网络通信服务）四、系统设计要求：1)开发平台Winxp/win7/win8/win10/vista/win2003server，Eclipse及ADT。

2)数据库：SQLite3)JDK1.74)Android版本2.3.3~4.35)可自行对本课题基本需求进行扩展，但需包含本课题所要求的基本功能。

6)建议项目开发时搭建SVN进行版本管理，也便于团队开发.7)目标设备：android手机或android平板五、关键技术：Activity、Indent、事件、多线程、资源、contentProvider、Service、广播、Gesture、GPs、重力感应、google map, 网络通信、本地存储、多媒体、OPenGL/3D六、重点和难点：Sqlite数据库技术七、补充说明：1)本课题可由1~2人为一个小组,最多2人。

GPS坐标采集设备设计摘要随着社会经济和科学技术的发展，卫星导航观念也逐渐为人们所接受。

将全球定位系统应用于汽车导航，给汽车提供全球性、全方位、全天候的实时导航。

同时，便携式的GPS定位仪可为户外运动用户提供精确定位数据。

论文在介绍GPS定位基本原理的基础上,提出了一种基于STC89C52单片机的液晶GPS定位仪的设计方案,同时实现了GPS信息输出到显示屏显示。

本文基于单片机控制系统的原理，从理论上分析了基于单片机的GPS坐标采集的设计与开发，论述了GPS系统的组成以及其应用，研究了GPS坐标采集的硬件实现，设计了软件程序，并对本文所作的工作给出一个总结。

实际应用表明, 该系统能够实现对 GPS全球定位系统的定位导航信息帧参数的提取,实现了GPS空间数据的读取显示, 具有功耗低特点,有良好的应用价值。

相比较其他微控制器，单片机STC89C52具有成本上的绝对优势，本文详细描述了利用单片机设计全球定位系统坐标采集的设计方案。

关键词：单片机；GPS定位；LCD显示Design of the Equipment of GPS Coordinate CollectionAbstractWith the socio-economic and scientific and technological development, the concept of satellite navigation is gradually accepted by people. Global Positioning System being used in car navigation global positioning system, provides a car global, comprehensive, all-weather real-time navigation. Meanwhile, the portable GPS locator can provide accurate positioning data for outdoor sports. Paper, introducing the basic principle of GPS positioning, proposes a design of l iquid crystal GPS Locator based on microcontroller STC89C52, while achieving that the GPS information is outputted on the screen to display.The paper based on the principle of SCM control system , introduces the design and ex-ploitation of GPS coordinates collection that is based on SCM.，Global Positioning system is researched on theory, hardware design, software .The paper discusses the theory of GPS ,a detailed study is accomplished about the composition of the GPS system and its applications and the acquisition of hardware GPS coordinates, and this article gives a summary of the work done. The practical application showed that the system can collect the location and na-vigation information frame parameter, and achieve a read of GPS spatial data which can be displayed. The system has the feature of low power consumption, provides with good applied value.Compared with other micro-controller, the microcontroller STC89C52 has the absolute advantage on cost, the paper describes the design of collection of global positioning system coordinates based on Microcontroller in detailKey words：SCM;GPS positioning; LCD display目录1 绪论...................................................................................................................................................... - 1 -1.1 研究背景.................................................................................................................................... - 1 -1.2 国内外研究现状........................................................................................................................ - 1 -1.3 课题研究的目的和意义............................................................................................................ - 2 -1.4 论文的组织结构........................................................................................................................ - 3 -2 GPS卫星导航系统组成及原理分析 ............................................................................................ - 4 -2.1 GPS卫星导航系统概述............................................................................................................. - 4 -2.2 GPS系统组成............................................................................................................................. - 4 -2.3 GPS定位原理............................................................................................................................. - 6 -2.4 GPS输出数据格式..................................................................................................................... - 6 -2.5 本章小结.................................................................................................................................... - 7 -3 系统硬件设计及器件选型 ............................................................................................................. - 8 -3.1系统整体结构设计..................................................................................................................... - 8 -3.2 单片机模块选型........................................................................................................................ - 9 -3.3 GPS模块选型及接口电路设计................................................................................................. - 9 -3.3.1 GPS模块选型................................................................................................................. - 9 -3.3.2 GPS模块接口电路设计............................................................................................... - 10 -3.4 LCD显示模块电路设计............................................................................................................- 11 -3.4.1 QC12864B简介..............................................................................................................- 11 -3.4.2 LCD模块接口电路设计............................................................................................... - 13 -3.5 电源模块电路设计.................................................................................................................. - 13 -3.6 系统硬件总电路图.................................................................................................................. - 14 -3.7 本章小结.................................................................................................................................. - 15 -4 软件设计........................................................................................................................................... - 16 -4.1 单片机的总体软件设计.......................................................................................................... - 16 -4.2 中断接收子程序...................................................................................................................... - 17 -4.3 显示子程序.............................................................................................................................. - 18 -4.3.1 LCD模块的指令说明................................................................................................... - 18 -4.3.2 显示子程序流程图...................................................................................................... - 20 -4.4 本章小结.................................................................................................................................. - 20 -5 系统调试........................................................................................................................................... - 22 -5.1硬件调试................................................................................................................................... - 22 -5.2软件调试................................................................................................................................... - 22 -5.3软硬件调试............................................................................................................................... - 22 -5.4 调试结果.................................................................................................................................. - 23 -5.5 本章小结.................................................................................................................................. - 25 -6 设计总结与展望 ............................................................................................................................. - 26 -6.1 设计总结.................................................................................................................................. - 26 -6.2 展望.......................................................................................................................................... - 26 - 参考文献 ............................................................................................................................................... - 28 -附录A 系统硬件总电路图............................................................................................................... - 29 - 附录B 串行中断接收子程序.......................................................................................................... - 30 - 附录C 外文文献及翻译 ................................................................................................................... - 35 - 致谢.................................................................................................................................................... - 46 -1 绪论1 绪论1.1 研究背景G PS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。