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基于北斗导航的智能供水管理系统设计与应用目录1.内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.1 研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.2 研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.3 研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.北斗导航系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.1 北斗导航系统简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 2.2 北斗导航系统特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.3 北斗导航系统在智能供水中的应用潜力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.智能供水管理系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93.1 系统总体架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.2 系统功能模块划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.3 系统数据流设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．144.基于北斗导航的智能供水管理硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．154.1 硬件设备选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 4.2 硬件设备布局与连接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．174.3 硬件设备通信接口设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．195.基于北斗导航的智能供水管理软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．205.1 软件功能需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．215.2 软件系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．235.3 软件界面设计与操作流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．256.系统实现与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．266.1 系统实现过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．276.2 系统功能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．296.3 系统性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．307.应用案例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．317.1 案例背景介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．317.2 系统应用过程描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．327.3 案例应用效果评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．338.结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．348.1 研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．358.2 存在问题与改进措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．368.3 未来发展趋势预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．381. 内容概要本文档旨在介绍基于北斗导航技术在智能供水管理系统中的应用。
北斗GPS卫星导航系统建设方案贵州迪辰安信科技发展有限公司二〇一三年五月目录目录 (1)第一章建设背景 (2)第二章北斗GPS卫星导航系统简介 (4)2。
1、什么北斗卫星导航系统 (4)2.2、北斗卫星定位原理 (5)2。
3、北斗卫星工作原理图 (5)2.3、北斗GPS卫星导航技术指标 (5)第二章系统设计原则 (6)第三章系统总体设计 (7)3。
1系统架构 (7)3。
2 技术架构 (8)3.3 平台运行环境配置 (8)3.4 服务端程序平台 (9)3。
5 GPS数据接入公安内网 (9)3。
6 北斗GPS监控客户端功能设计 (10)3.7系统安全 (12)第四章项目实施 (13)4.1实施进度 (13)4.2实施和验收方法 (13)4.2.1项目的实施 (13)4。
2。
2项目的验收 (14)4。
3项目管理及质量控制 (14)4。
3.1项目责任制 (14)4。
3。
2项目质量控制 (15)第五章运行维护体系 (15)5.1系统的维护 (15)第六章经费预算 (16)6.1 硬件配置及费用预算 (16)6.2 软件系统费用预算 (16)第一章建设背景1。
概述随着我市城市建设规模的扩大，车辆日益增多，交通运输的经营管理和合理调度，警用车辆的指挥和安全管理已成为公安、交通系统中的一个重要问题。
过去,用于交通管理系统的设备主要是无线电通信设备,由调度中心向车辆驾驶员发出调度命令，驾驶员只能根据自己的判断说出车辆所在的大概位置，而在生疏地带或在夜间则无法确认自己的方位甚至迷路。
因此，从调度管理和安全管理方面，其应用受到限制。
北斗GPS定位技术的出现给车辆、轮船等交通工具的导航定位提供了具体的实时的定位能力。
通过车载GPS接收机使驾驶员能够随时知道自己的具体位置。
通过车载电台将GPS定位信息发送给调度指挥中心，调度指挥中心便可及时掌握各车辆的具体位置,并在大屏幕电子地图上显示出来。
目前，用于公安、交通系统的主要是车辆GPS定位与无线通信系统相结合的指挥管理系统。
北斗导航系统的精准定位技术与原理解析导论北斗导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，由一系列卫星、地面监控站和用户终端组成。
它具备全球覆盖、全天候、高精度的定位导航服务能力，被广泛应用于交通运输、农业、气象和公共安全等领域。
本文将从技术和原理两个层面，解析北斗导航系统的精准定位能力。
技术解析1. 卫星发射与部署北斗导航系统由一组卫星组成，这些卫星分布在地球的不同轨道上。
首先，卫星要经过发射将其送入预定的轨道。
然后，经过一系列的轨道校正和部署操作，确保各个卫星在不同轨道上均匀分布，覆盖全球。
2. 卫星信号传输与接收北斗导航系统通过建立卫星与地面监控站之间的通信链接，实现卫星信号的传输。
卫星将导航信号发射到地球上的用户终端，用户终端接收到信号后，根据信号中携带的导航数据进行定位计算。
3. 导航信号处理与解算用户终端接收到北斗导航信号后，其中包含了卫星的状态参数、导航电文等重要信息。
用户终端根据这些信息，结合接收到的多个卫星信号，进行信号处理和解算。
通过使用定位算法，可以计算出用户终端的精确位置。
原理解析1. 多普勒效应多普勒效应是北斗导航系统定位的基本原理之一。
当卫星与用户终端之间的相对速度发生变化时，卫星信号的频率也会发生变化。
用户终端通过测量卫星信号的频率变化，可以计算出与卫星的相对速度，从而实现定位。
2. 信号传播时间北斗导航系统利用卫星信号的传播时间实现定位。
在卫星发射信号后，用户终端接收到信号所经历的传播时间与信号传播速度之间存在着一定的关系。
通过测量信号的传播时间，可以计算出用户终端与卫星之间的距离，从而实现定位。
3. 射线交汇定位北斗导航系统利用多个卫星的信号交汇点来实现定位。
用户终端接收到多个卫星的信号后，可以通过测量这些信号的传播时间，计算出用户终端与每个卫星之间的距离。
通过将这些距离信息投影到三维空间中，可以得到用户终端的准确位置。
结论北斗导航系统的精准定位技术和原理包括卫星发射与部署、卫星信号传输与接收、导航信号处理与解算等多个方面。
基于北斗导航定位系统的伪卫星技术研究一、本文概述随着科技的飞速发展，全球定位系统（Global Positioning System，GPS）在军事、民用等多个领域发挥了巨大作用。
依赖单一系统的风险逐渐显现，特别是在复杂环境和关键领域，如航空、航海等，多系统融合定位技术成为了研究的热点。
北斗导航定位系统（Beidou Navigation Satellite System，BDS）作为我国自主研发的全球卫星导航系统，其独特的优势和广泛的应用前景，使得基于北斗导航定位系统的伪卫星技术研究显得尤为重要。
伪卫星技术，也称为地面增强系统（Ground Augmented System，GAS），通过在地面设置类似于卫星的信号发射装置，可以增强或补充卫星导航信号，提高定位精度和可用性。
本文旨在深入研究基于北斗导航定位系统的伪卫星技术，分析其工作原理、系统架构、关键技术以及应用场景，为我国在全球导航卫星系统领域的技术创新和应用发展提供参考。
本文将首先介绍北斗导航定位系统的基本原理和发展现状，为后续伪卫星技术的研究奠定基础。
随后，详细阐述伪卫星技术的基本概念和关键技术，包括信号生成、传输、接收和处理等方面。
在此基础上，探讨伪卫星技术在不同应用场景下的优势和挑战，以及未来的发展趋势。
对全文进行总结，并指出需要进一步研究的问题和方向。
通过本文的研究，我们期望能够为北斗导航定位系统的伪卫星技术提供更加全面、深入的理论支持和实际应用指导，推动我国在全球导航卫星系统领域的技术进步和应用创新。
二、北斗导航定位系统分析北斗导航定位系统（BDS）是中国自主研发的全球卫星导航系统，旨在为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。
该系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，其中空间段包括地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中地球轨道卫星等多种类型的卫星，共同构成覆盖全球的卫星网络。
在技术特点上，北斗导航定位系统采用了三频信号、星间链路、区域短报文通信等独特设计，提高了系统的可用性和精度。
北斗解决方案北斗解决方案是一种基于北斗导航卫星系统的解决方案，旨在提供高精度的定位、导航和时间服务。
该解决方案可以广泛应用于交通运输、农业、物流、航空航天等领域。
一、背景介绍北斗导航卫星系统是中国自主研发的卫星导航系统，由一组卫星、地面监控站和用户终端组成。
北斗系统通过卫星发射的信号，可以为用户提供全球覆盖的定位和导航服务。
二、北斗解决方案的优势1. 高精度定位：北斗系统可以提供厘米级甚至亚米级的定位精度，满足各种应用场景的需求。
2. 全球覆盖：北斗系统覆盖全球范围，无论在陆地、海洋还是空中，用户都可以获得稳定可靠的定位和导航服务。
3. 多模式导航：北斗系统支持多种导航模式，包括车载导航、船舶导航、航空导航等，满足不同行业的需求。
4. 高可靠性：北斗系统具有多颗卫星冗余和多地面监控站的支持，能够提供高可靠性的服务，避免单点故障的影响。
5. 兼容性强：北斗系统与其他卫星导航系统兼容性强，可以与GPS、GLONASS等系统进行互操作，提供更多选择和备份。
三、北斗解决方案的应用场景1. 交通运输：北斗系统可以应用于车辆定位、车辆导航、交通流量监测等领域，提高交通运输的效率和安全性。
2. 农业：北斗系统可以用于农业机械定位、农田测绘、农作物监测等，帮助农民提高农业生产效益。
3. 物流：北斗系统可以实现物流车辆的实时定位和路径规划，提高物流运输的效率和准确性。
4. 航空航天：北斗系统可以用于飞机导航和飞行管理，提高航空航天领域的安全性和效率。
5. 公共安全：北斗系统可以用于人员定位、紧急救援等，提高公共安全的响应速度和准确性。
四、北斗解决方案的实施步骤1. 需求分析：根据应用场景和需求，确定使用北斗解决方案的具体目标和功能。
2. 系统设计：设计北斗系统的硬件和软件架构，包括卫星接收器、地面监控站、用户终端等。
3. 设备采购：根据系统设计的要求，购买相应的设备和软件，确保其兼容性和可靠性。
4. 系统部署：将设备和软件安装在相应的位置，进行调试和测试，确保系统正常运行。
北斗卫星导航试验验证系统设计与实现摘要：北斗是一个规模巨大、星地耦合紧密、建设周期长、技术状态处于动态演化过程中的大型系统。
系统面临着核心技术体系的复杂性、高网络传输密度、高稳定运行的困难，对系统的检测与验证提出了更高的要求。
本课题针对我国北斗卫星导航系统，从设计测试、星地对接、当量运转三个层面，研究北斗卫星导航系统在全系统、全尺度、全要素上的测试与验证体系结构。
该系统是目前国际上仅有的一种可与实际系统同步演化、并可与实际系统协同工作的试验与验证系统。
对其它空间飞行任务的试验与验证也具有一定的借鉴意义。
关键词:北斗卫星导航;试验验证系统设计;实现1卫星系统性能评估软件系统设计1.1空间信号性能模块空间讯号准确度空间讯号准确度包含使用者的距离误差、使用者的距离比率以及使用者的量测加速误差。
可以用Z采用分割法估价。
在此基础上，利用SISRE中给出的公式，仅需要输入预计轨精度和钟差精度，即可得到URE的数值。
这是一种比较传统的评价模型。
采用网格方法对土地利用效率进行评价。
在此基础上，利用网格点集来仿真地面站的位置，并将预报的卫星轨迹、钟差等信息投射到地面站上，从而得到URE值。
Z利用所测得的资料对URE进行了评价。
在此基础上，将卫星信号与卫星信号进行线性化以去除电离层、对流层、多路径、接收信号等干扰，并将剩余的卫星信号与卫星信号在视距上的投射信息相结合，得到卫星信号之间的关系。
1.2服务性能模块其中，服务效能模组包含了使用者的定位、导航及计时效能评价。
在GPS的定位能力评价方面，利用双C/A编码实现伪距离的单点定位，利用GPS的KlobucharS参数对电离层的误差进行修正；在北斗卫星通信中，利用B1I伪距离观测数据进行单频率、单点定位，以及利用B1I卫星传播的B1IKlobuchar8参数修正电离层模式，是北斗卫星通信中亟待解决的问题。
尽管北斗星历数据与GPS数据基本相同，但是，由于北斗GEO卫星的离心度、轨道倾角等因素，在拟合时需要对其进行修正，使得其解算方式也随之改变。
北斗卫星定位车载终端技术方案一、技术概述北斗卫星定位车载终端是一种基于北斗卫星导航系统，为车辆提供定位、导航、监控等功能的终端设备。
车载终端通过接收北斗卫星的信号，计算车辆的位置信息，并通过显示屏实时显示位置和导航信息。
同时，车辆的位置信息还可以通过通信网络传输给监控中心，实现车辆监控和管理。
本文将介绍北斗卫星定位车载终端的技术方案。
二、硬件设计1. 主控芯片：选择高性能的MCU（Micro Control Unit）作为主控芯片，能够快速处理北斗卫星信号和车辆位置信息的计算。
常用的主控芯片有ARM系列芯片和STC系列芯片。
2.显示屏：选择高分辨率、高色彩显示的液晶屏作为显示屏。
显示屏尺寸一般为7寸或9寸，能够清晰显示车辆位置、导航路线等信息。
3.北斗卫星接收模块：选择具有较高接收灵敏度和稳定性的北斗卫星接收模块。
接收模块能够接收到北斗卫星发射的导航信息，并通过主控芯片进行处理。
4.定位天线：选择高灵敏度的定位天线，能够接收到较弱的北斗卫星信号。
定位天线一般安装在车辆的车顶或天线底座上，以便接收到更好的卫星信号。
5.电源系统：设计稳定的电源系统，包括电池、充电管理芯片和电源管理模块，能够为车载终端提供稳定的供电。
6.外部接口：设计与其他设备的接口，如USB接口、RS232接口等，方便与其他设备进行数据交互。
三、软件设计1.导航软件：开发可视化的导航软件，能够实时显示车辆的位置、导航路线、行驶速度等信息。
导航软件可以包括地图数据、路径规划算法、导航算法等。
2.通信协议：设计与监控中心进行通信的协议，实现车辆位置信息的传输。
通信协议一般采用TCP/IP协议，能够实现快速、可靠地数据传输。
3.数据存储：设计数据存储模块，能够将车辆位置信息存储在内部存储器中。
存储模块可以使用固态硬盘或SD卡等。
4.报警系统：设计报警系统，能够监测车辆的状态，如车速、疲劳驾驶等，当车辆出现异常情况时进行报警。
5.用户界面：设计用户友好的界面，方便用户进行操作和查看车辆信息。
北斗导航系统的原理和技术北斗导航系统，简称北斗，是我国自主研发的卫星导航系统。
它在全球范围内提供全天候、全地形、全时段的服务，不仅具备高精度、高可靠、高稳定的导航、定位和计时等功能，还可以为通信、气象、灾害监测等各领域提供数据支持。
本文将从北斗系统的原理和技术两个方面探讨它是如何实现高效、精确的导航和定位。
北斗系统的原理北斗系统的基本原理是利用卫星和地面设备相互配合，通过对信号的接收、传递和处理，来实现船舶、汽车、航空等各种交通运输工具的导航、定位和通信等。
首先，北斗系统的卫星通常采用单点定位系统。
在北斗中，每个卫星都具有时间、电离层延迟和卫星位置等元素信息。
这些信息可以用来计算接收机的三维定位和时间。
简单来说，北斗卫星向地面发射信号，接收机接收到该信号并进行信号处理，然后把处理后的信息发送回地面处理站，最终确定位置并进行导航和通信。
另外，北斗系统还采用了扩展型码和码分多址技术，来提高系统的抗干扰能力。
在北斗系统中，每个卫星都有多个传输信道，其中3个传输信道被用于导航信号、1个传输信道用于辅助导航，多余的传输信道用于数据传输和其他服务。
在扩展型码和码分多址的作用下，北斗系统可以有效地避免多径效应和其他电磁干扰对信号的影响。
最后，北斗系统的原理还包括差分定位技术。
差分定位技术是一种通过对接收机与参考接收机之间的差异进行计算，来提高定位精度的技术。
在北斗系统中，差分定位技术可以通过设置参考站和测量站来减小误差。
参考站通过测量GNSS信号的相位和伪距，计算出其位置和钟差，然后将这些信息传输给接收机，来提高接收机的定位精度。
北斗系统的技术北斗系统是由卫星、地面控制中心、用户终端三部分组成，其中地面控制中心和用户终端是实现北斗系统功能的关键。
下面分别介绍北斗系统的地面控制中心技术和用户终端技术。
地面控制中心技术北斗地面控制中心通过数据通信、星上控制和卫星状态监测等方式对北斗卫星进行监控和控制。
采用遥控遥测技术，能够在卫星旋转轨道时对卫星进行定位、遥测和校正。
基于高精度北斗联合定位的铁路施工安全预警系统的设计及应用随着我国铁路建设的不断推进和铁路施工工程的日益复杂化，施工安全问题已成为一大关注焦点。
为了更好地提高铁路施工的安全性和精准性，基于高精度北斗联合定位的铁路施工安全预警系统的设计及应用成为了一个备受关注的话题。
铁路施工的特点是在特定的时间和空间范围内进行复杂的操作，并且常常受到天气、地形等自然条件的制约。
如何在施工过程中及时准确地监测和预警可能出现的安全隐患，成为了当前铁路施工安全管理的一个急需解决的问题。
而高精度北斗联合定位技术的发展，则为解决这一问题提供了可能。
我们要了解一下高精度北斗联合定位技术的原理。
高精度北斗联合定位技术是指通过北斗卫星系统与其他相关技术相结合，提供更高精度的定位服务。
北斗卫星系统是我国独立自主研发建设的全球卫星导航系统，能够为全球用户提供24小时全天候、全天时、高精度的位置、速度和时间的测量和服务。
结合其他技术，如惯性导航系统、地面基站网络等，可以实现更高精度的定位。
这种技术的发展，为铁路施工安全预警系统的设计及应用提供了重要的技术支持。
1. 数据采集：利用高精度北斗联合定位技术，对铁路施工现场进行实时的位置、速度、方向等数据的采集。
通过北斗卫星系统、惯性导航系统和地面基站网络等，可以获得高精度的位置信息，为后续的安全预警提供数据支持。
2. 数据处理：对采集到的数据进行实时处理和分析，利用数据融合算法，提高定位精度和可靠性。
结合铁路施工的特点和安全管理的需求，设计相应的预警模型和算法，提前识别可能出现的安全隐患。
3. 预警系统设计：根据预警模型和算法，设计相应的预警系统。
根据实际施工环境和需求，可以采用声光报警、震动报警、手机短信预警等形式，及时通知相关人员或系统，做好安全措施的准备。
4. 应用实践：将设计好的预警系统应用到实际的铁路施工中，进行实地验证和调试。
根据实际情况，对系统进行调整和优化，提高系统的可靠性和实用性。
基于北斗卫星的船舶定位信息转换接口的设计电气信息学院专业班级：电子03班姓名：****指导教师：****摘要中国为了建立独立自主的卫星导航系统,于2000年成功发射了北斗导航定位系统的两颗卫星,标志着中国卫星导航技术取得突破性进展。
中国已成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
北斗一号采用双星有源导航定位体制,可以全天候、全天时提供区域卫星导航信息。
北斗一号卫星导航定位系统是利用地球同步卫星为用户提供快速导航定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星导航定位系统。
本文分析了北斗卫星导航定位系统的工作原理和工作方法，论证了将其应用于船载导航设备的可行性。
结合北斗卫星定位特点，独立设计了船舶定位信息转换接口，系统中对主要是通过北斗卫星来定位，通过船舶定位信息转换接口实现北斗卫星和现有船载导航设备的对接。
并且通过相关的数据仿真，实现了北斗数据的发送测试和GPS数据的接收测试。
此船舶定位信息转换接口将推进北斗导航系统的推广使用，使北斗卫星系统在船用导航上发挥更大的作用，进一步促进新航行系统的发展。
关键词：北斗卫星，GPS，串口通信，接口转换，船舶定位导航AbstractChina in order to establish the stand on one's own satellite navigation system,in 2000 successfully launched two satellites of Beidou navigation positioning system, marks the China satellite navigation technology breakthroughs.Chinese has become the third country in the world with independent satellite navigation system. Beidou navigation positioning system using the double star active regional satellite navigation information, can provide all-weather, day and night. Beidou satellite navigation and positioning system is the use of geostationary satellites to provide users with fast positioning, short digitalmessage communication and timing services to an all-weather, regionalsatellite navigation and positioning system.This paper analyses the working principle and working method of the Beidou satellite navigation and positioning system, demonstrates the feasibility of its application in ship navigation equipment. Combined with the Beidou satellite positioning characteristics, independent design of ship positioning informationconversion interface, system is mainly by the positioning of the Beidou satellitenavigation equipment carried by ship, docking location information conversioninterface of Beidou satellite and the existing ship. And through data simulation,can receive send test data and the test data of GPS.The ship location information conversion interface will promote thepopularization of Beidou navigation system, the Beidou satellite system to play a greater role in the ship navigation, further promote the development of the new navigation system.Keywords: Beidou satellite, GPS, serial communication, interface conversion,the ship location and navigation目录摘要 (ii)Abstract (iii)第1章绪论 (1)1.1 卫星导航定位系统的发展与应用 (1)1.2 北斗卫星的发展及应用 (1)1.3 研究背景与主要内容 (3)1.3.1研究背景 (3)1.3.2研究目的 (4)1.3.3研究意义 (4)第2章系统设计的相关理论 (5)2.1 北斗卫星导航系统基本理论 (5)2.2.1 北斗卫星导航系统系统组成 (5)2.2.2 北斗卫星工作原理 (5)2.2.3北斗特点 (6)2.2 GPS系统基本理论 (8)2.3.1 GPS系统工作原理 (8)2.3.2 应用GPS系统的船用设备 (9)2.3.3北斗系统与GPS系统的比较 (10)2.3 北斗卫星与GPS系统的通信协议 (11)2.3.1 北斗卫星通信协议 (11)2.3.2 GPS通信协议 (14)2.4 串口通信协议 (17)2.4.1 RS-232串口 (17)2.4.2 RS- 485串口 (18)第3章船舶定位信息转换接口的设计与实现 (19)3.1 方案设计 (19)3.1.1 系统结构设计 (19)3.1.2 器件选择 (19)3.2 基于单片机的硬件设计 (22)3.2.1 接口电路模块的设计 (23)3.2.2 单片机控制模块设计 (25)3.3 系统控制软件设计 (26)3.3.1 系统控制主程序设计 (26)3.3.2 北斗定位信息接收子程序设计 (26)3.3.3 定位数据转换子程序设计 (28)3.3.4 GPS定位信息发送子程序设计 (29)第4章船舶定位信息转换接口测试与结果分析 (30)HYPERLINK \l _Toc20626 4.1系统测试平台的搭建 (30)4.1.1 测试系统的构成 (30)4.1.2 系统功能测试方法 (30)4.2系统测试及结果分析 (30)4.2.1 北斗定位信息发送测试 (30)4.2.2 GPS定位信息接收测试 (31)第5章总结 (31)5.1 设计成果与学习收获 (31)5.2 存在问题与改进思路 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)第1章绪论1.1 卫星导航定位系统的发展与应用卫星导航定位技术目前已成为人类活动中普遍采用的导航定位技术,并迅速发展成为一个新兴的产业———卫星导航定位产业。
北斗导航系统跨系统联合定位与授时技术解析北斗导航系统实现跨系统联合定位和授时，主要依赖于其强大的技术实力和广泛的国际合作，具体实现方式如下：一、信号设计与兼容1.频段共用与信号体制：o北斗系统在设计信号时，充分考虑了与其他全球卫星导航系统的兼容性。
例如，北斗B1I信号与GPS L1 C/A信号共用1575.42MHz频点，这种设计使得用户设备能够同时接收和处理来自北斗和其他系统的信号，为跨系统联合定位提供了可能。
o北斗还尽量采用与其他系统相似的调制方式、带宽等频域参数，以确保高度的互操作性。
这种设计简化了接收机的结构，提高了接收机的兼容性和效率。
2.时间同步与标准：o北斗导航系统支持国际通用的时间标准，如UTC（协调世界时）。
通过与国家授时中心（NTSC）等权威机构的合作，北斗确保了系统时间的准确性和稳定性。
o北斗还采用先进的时间同步协议（如NTP、PTP等），确保卫星、地面控制系统和用户终端之间的时间一致性，为跨系统授时提供了有力保障。
二、系统增强服务1.地基增强系统（GBAS）：o北斗建立了完善的地基增强系统，通过地面站网播发差分改正信息，提高定位精度。
这些差分改正信息不仅适用于北斗系统内部，还可以与其他系统的地基增强服务实现互联互通，进一步提升跨系统联合定位的精度和可靠性。
2.卫星增强服务（SBAS）：o北斗还提供了基于卫星的增强服务，如区域短报文通信服务（RDSS）。
虽然这主要是一种通信服务，但它也为跨系统联合定位提供了额外的信息支持。
此外，随着技术的不断发展，北斗可能会推出更多针对定位精度提升的卫星增强服务。
三、国际合作与互操作1.兼容与互操作协议：o北斗系统积极参与国际卫星导航领域的合作与交流，与GPS、GLONASS、Galileo等系统签署了多项兼容与互操作协议。
这些协议明确了双方在信号设计、频段使用、时间同步等方面的兼容与互操作要求，为跨系统联合定位和授时提供了制度保障。
2.技术交流与合作：o北斗系统与其他全球卫星导航系统建立了技术交流和合作机制，通过共享技术成果、开展联合测试和应用推广等方式，不断提升跨系统联合定位和授时的性能和可靠性。
北斗导航系统应用于测绘地理信息服务的标准化技术体系分析摘要：地理信息是导航定位服务应用中不可缺少的主要信息资源,地理信息系统是卫星导航定位与其他信息技术综合应用的基础平台，研究和建立标准化的地理信息导航定位服务系统,有利于技术整合和拓展导航定位服务领域的应用。
关键词：北斗导航系统；测绘地理信息服务；标准化技术体系；前言：导航定位服务是基于导航定位移动通信数字地图等技术的服务,根据单一的时空基准及其相关性设置人员物体和地点的位置和时间标签,并为政府企业和公众用户提供不断了解目标位置和相关信息的服务，对支撑导航定位服务行业的发展具有重要意义。
一、北斗导航系统建设目标基于北斗区域基础改进系统的北斗高精度定位服务平台已经转型升级,通过导航定位服务接口和各种终端的连接,通过演示接口和应用系统进行连接存储大量的定位信息和基本地理信息,在此基础上实现大数据的数据分析统计和决策,通过应用接口为每个应用系统提供高精度的北斗差分数据产品,最终成为北斗高精度定位服务平台服务数百万行业用户,为各行业示范应用提供支持,大规模共享信息最终实现大规模数据分析。
基于北斗的高精度定位服务平台根据功能分为定位服务子系统地图系统。
高精度定位服务平台的功能定位可以支持北斗各行业的示范应用为主要方向的应用服务提供支持高精度差分定位信息数据、终端定位数据地图信息服务,实现定位服务子系统、基础服务子系统和地图信息服务子系统。
二、存在的不足与目前导航定位服务多技术集成多行业应用渗透、技术和行业快速发展的需求相比,我国导航定位服务标准的制定还存在诸多问题,主要是国家标准总数仍然不足技术层面的导航和定位服务需要卫星定位地理信息系统技术和多技术如通信。
在工业层面,它们具有广泛的工业相关性。
应用已经广泛渗透到许多领域如测绘智能交通,电子生产和移动通信。
现有的多个国家标准显然不能满足需要标准导航和定位服务系统不完善。
现有的导航和定位服务国家标准主要分散在设备和导航电子地图上,国家标准对信息集成的发展和专业应用的扩展仍然不存在迫切需要基于标准系统的指南来开发和应用信息集成。
收稿日期:2018-03-08摇摇摇摇摇摇修回日期:2018-07-03摇摇摇摇摇网络出版时间:2018-11-15基金项目:国家自然科学基金(61572260,61572261,61672296,61602261);江苏省科技支撑计划(BE2015702,BE2016185,BE2016777)作者简介:沈磊贤(1998-),男,研究方向为软件工程;徐摇鹤,副教授,CCF会员(19957M),研究方向为信息网络与通信软件。网络出版地址:http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20181114.1557.054.html
基于北斗导航的定位服务平台设计与实现沈磊贤,庞佳逸,张卿云,徐摇鹤(南京邮电大学计算机学院,江苏南京210023)
摘摇要:针对目前市场上定位服务的需求以及当前市场上的定位系统部署维护成本高的现状,给出了定位服务平台方案的设计与实现,提供Web平台化定位服务。该平台以北斗卫星导航系统为基础,辅助以GPS和GNSS导航系统,综合卫星定位、GPRS通讯等技术设计硬件。采用B/S架构,通过数据库、无线通讯和AJAX等手段实现数据的存储和传输,最后在Web端展示处理数据的效果。目标为用户提供位置查询、轨迹查询、地理围栏、路线规划、天气查询以及数据可视化等服务。后期还可以结合深度学习等前沿技术提供时间序列预测,驾驶行为分析等大数据功能。个人及企业用户只需要使用相应的硬件即可直接接入平台,方便快捷且降低了部署成本,有利于北斗卫星导航系统的推广和中小企业的业务发展。关键词:卫星导航;GPRS通讯;Web平台;定位服务中图分类号:TP302摇摇摇摇摇摇文献标识码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1673-629X(2019)01-0173-05doi:10.3969/j.issn.1673-629X.2019.01.036
DesignandImplementationofPositioningServicePlatformBasedonBeidouSatelliteNavigationSystem
SHENLei-xian,PANGJia-yi,ZHANGQing-yun,XUHe(SchoolofComputerScience,NanjingUniversityofPostsandTelecommunications,Nanjing210023,China)
Abstract:Inviewofthecurrentmarketdemandforpositioningservicesandthehighcostofpositioningsystemdeploymentandmainte鄄nanceinthemarket,thedesignandimplementationofpositioningserviceplatformschemeisgiventoprovideWebplatformpositioningservices.TheplatformisbasedontheBeidousatellitenavigationsystem,assistedbyGPSandGNSSnavigationsystem,integratedsatel鄄litepositioning,GPRScommunicationsandothertechnologiestodesignhardware.B/Sarchitectureisadoptedtorealizedatastorageandtransmissionthroughdatabases,wirelesscommunication,AJAXandothermeans.Finally,theeffectofdataprocessingisdisplayedontheWeb.Thegoaloftheplatformistoprovideuserswithservicessuchaslocationquery,trackquery,geofencing,routeplanning,weatherqueryanddatavisualization.Wecanalsocombinecutting-edgetechnologiessuchasdeeplearningtoprovidetimeprediction,drivingbehavioranalysisandotherbigdatafeatures.Personalandbusinessusersonlyneedtousetheappropriatehardwaretodirectlyaccesstheplatform,whichisconvenient,fastandreducesthedeploymentcost,andisconducivetothepromotionofBeidousatellitenavigationsys鄄temandSMEbusinessdevelopment.Keywords:satellitenavigation;GPRScommunication;Webplatform;positioningservice
0摇引摇言北斗卫星导航系统(Beidounavigationsatellitesys鄄tem)是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫
星导航系统。北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算,供用户三维定位数据。它除了具有GPS卫星定位的功能以外,还增加了通讯功能,能够在海洋监测、军事通信等一些领域发挥很大的作用。目前GPS垄断国内导航产业95%以上,世界范围内,手机GPS的集成率超过80%。北斗卫星导航系统要挤入市场,在精度没有落后的情况下,降低部署成本是推动企业使用北斗卫星导航系统的最大动力[1-3]。而硬件成本和平台搭建维护成本是部署成本中的两大组成部分,其中硬件成本是一次性投入,而平台维护成本是长期投入,尤其对于中小企业来说,维护一个平台需要大量的人力物力。定位服务平台的出现可以完美地解决这个问题。平台为用户提供各种需要的功能,包括位置查询、轨迹查询、地理围栏、路线规划等。用
第29卷摇第1期2019年1月摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇计算机技术与发展COMPUTERTECHNOLOGYANDDEVELOPMENT摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇Vol.29摇No.1Jan.摇2019户只需要使用硬件接入平台即可。硬件的拥有者可以给用户发放权限。任何用户只要拥有相应的权限就可以通过平台了解并管理相应的硬件或硬件组所在的位置。使用定位服务平台的优势巨大。对企业用户而言,降低了定位系统平台的研发和维护成本,更有利于中小企业在与定位相关领域的发展;此外,对个人用户而言,可以以更低的成本和更便捷的方式实现一整套包括老人、儿童、车辆、电脑、手机等的监控和寻找系统。定位服务平台的应用前景很广,市面上已有的任何与定位相关的业务,包括物流管理、共享单车、外卖、公交定位、网约车等,都可以直接接入平台管理,降低企业维护负担,提高开发效率。还有自行车赛、马拉松赛等长途赛事情况监控这样的非持续性业务也可以轻松搞定,此外,敬老院、学校,尤其是幼儿园可以轻易地部署地理围栏,减轻管理负担。1摇相关研究现状从定位技术上来说,目前的定位服务平台多使用GPS。相比于北斗卫星导航系统,GPS进入市场较早,目前垄断国内导航产业95%以上。但是,国内拥有自主产权的北斗卫星导航系统在安全性上处于优势,在定位精准度上,中国的北斗卫星导航由35颗卫星组成,卫星数目的提高,带来的将是定位精度和服务范围的提高。北斗是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统。三频信号可以更好地消除高阶电离层延迟影响,提高定位可靠性,除此之外,北斗还拥有自身特有的短报文通信功能。从服务定位上来说,目前的定位服务专注于实现单一功能,比如实现车辆位置可视化、老人儿童位置监控、野生动物跟踪、物流服务等[4-7],针对性比较强,自然也就导致普适性较弱,用户无法在同一平台上使用针对不同需求的定位服务。如今针对市场上个人和企业不同需求的定位服务,传统的基于行业用户需求而建立的定位服务模式在可靠性、扩展性和服务多样性等方面已无法满足大众用户的定位需求。此外,现有的很多移动目标定位平台大都依赖于专用的GIS平台和专用网络,普遍存在价格昂贵、维护困难的问题[8-9]。国内的百度地图、高德地图等的服务普适性虽好,但其一般只提供定位功能,其他部分功能只是提供了API接口,就专业人员来说开发和维护需要大量成本,而非专业人员就根本无法享用这类功能[10]。定位服务可以选择在安卓平台或Web平台开发。通过安卓平台开发的定位服务需要通过安卓智能终端使用相应软件才能够进行访问,而Web端定位服务平台只需要浏览器便可轻松访问,避免了用户不必要的软件安装。文中提出的基于北斗卫星导航系统的定位服务平台安全性高,推广了中国的专有技术;通用性强,能够满足不同用户的不同需求;在保证基本定位功能的基础上还提供了信息查询、轨迹查询、地理围栏等功能模块,实用且易操作。
2摇相关技术2.1摇卫星定位技术定位原理:卫星定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。如图1所示,设时刻t在测站点P用接收机同时测得P点到四颗卫星S1,S2,S3,S4的距离P1,P2,P3,P4
,通过电文解译出四
颗GPS卫星的三维坐标(Xi,Yi,Zi
),i=1,2,3,4,用距
离交会的方法求解P点三维坐标(X,Y,Z)的观测方程如下:P21=(X-X1)2+(Y-Y1)2+(Z-Z1)2+c啄t
(1)P22=(X-X2)2+(Y-Y2)2+(Z-Z2)2+c啄t(2)P23=(X-X3)2+(Y-Y3)2+(Z-Z3)2+c啄t(3)P24=(X-X4)2+(Y-Y4)2+(Z-Z4)2+c啄t(4)
其中,c为光速;啄t为时钟[11]。
PS1
S2S3
S4
XZY图1摇卫星定位原理2.2摇GPRS通信技术
GPRS是通用分组无线服务技术的简称,它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务,GPRS
和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包式来传输,采用分组交换技术,能兼容GSM网络并在网络上更加有效地传输高速数据和信令,允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,不需要电路交换模式的网络资源。GPRS的传输速率可提升至56甚至114kbps。GPRS技术可以在任何时间、任何地点快速
·471·摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇计算机技术与发展摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇第29卷
