基于ATMEGA8单片机GPS定位系统设计.doc

基于ATMEGA8单片机的GPS定位系统设计 摘 要 本文主要是研究利用ATMEGA8单片机提取GPS卫星接收芯片（SDC Inc）接收到的数据，然后再把数据用软件滤波，并在LCD上显示经纬度等信息，以实现系统的功能。由于GPS定位数据中存在着影响定位精度的随机误差，文中对接收机的位置误差建立了线性卡尔曼滤波模型，并利用观测数据对GPS定位数据的自适应卡尔曼滤波算法进行了仿真，结果表明滤波后定位精度得到了提高。 关键词: GPS， AVR单片机，卡尔曼滤波 Abstract This article is extracted using ATMEGA8 SCM GPS satellite receiver chip (SDC Inc) to receive the data, and then the data filtering software and LCD display latitude and longitude and other information in order to achieve the function of the system. As GPS positioning data in a positioning accuracy of the impact of random error, the text of the receivers position error to establish a linear model Kalman filtering and use of data on the GPS positioning data adaptive Kalman filter the simulation results After that filter positioning accuracy has been enhanced. Key words: GPS, AVR microcontroller, Kalman filter 目 录 1 绪论 1 1.1课题的提出目的及意义 1 1.2国内外研究与应用现状 2 1.3论文构成及研究内容 4 2 GPS工作原理及组成 4 2.1 GPS工作原理 4 2.2 GPS系统的组成 7 2.3 GPS接收机 9 2.4 GPS信号结构与数据采集 9 3 硬件电路设计与实现 12 3.1 系统硬件框图 12 3.2 硬件电路的组成 12 3.2.1 GPS接口电路 12 3.2.2 复位电路设计 13 3.2.3 串口电路 14 3.2.4 LCD液晶显示电路 15 4系统软件设计与实现 18 4.1系统软件设计概述 18 4.2 GPS数据采集与处理的实现 20 4.2.1 GPS数据格式 20 4.2.2 系统串口设计 20 4.3 滤波算法的实现 21 4.4 LCD显示任务 23 5系统实验测试及定位精度分析 24 5.1实验方案 24 5.2 实验结果分析与讨论 24 结论 25 参考文献 26 致谢 29 附录 30  1 绪论 1.1课题的提出目的及意义 随着国民经济的迅猛发展及社会信息化的空前提高，因为GPS技术和全天候、高精度和自动测量功能先进的测量工具和新的生产力,已经集成到国家经济建设、国防建设和社会发展的各种应用程序。 GPS的主要用途有： 1、地面上应用，包括导航、压力反应,观测的大气物理、地球物理勘探、市政规划和控制车辆； 2、水上应用，包括了测定远洋外出船的最适宜的路线、实时的对外出船只进行调度与导航、此外还有海洋上的救援、水文环境地质的测量。 3、航空航天等方面的应用，其中包括对飞机进行导航、对低轨卫星进行定轨导航、导弹的制导、对航空发生突发情况的救援以及对载人航天器进行防护探测等。? ??三维导航在 GPS的各种功能中占据首位。GPS系统在汽车导航以及交通管理中的应用如下：（1）可以对特定车辆进行跟踪,运用的原理就是通过电子地图和卫星导航功能来实现的，实时显示具体车辆的实际位置,任意减少时,放大,改变地图,恢复,可以遵循移动目标,目标是在屏幕上,也多窗口、多车,多屏幕在同一轨道上显示。 （2）根据人们的需要，自动线路规划和人工线路设计。 （3）可以查询信息。（4）可以进行话务的指挥。 （5）可以对突发事件进行紧急援助。 除了GPS导航应用,基于位置的应用程序中,测量应用程序,在天基卫星精确时钟应用程序在地面站的实时监控,传输精确的全球定位系统(GPS)的时间和频率是另一个非常重要的应用这是基于GPS空间卫星上载有的精确时钟可以发布准确的时间和频率信息。应用该功能可以服务于各种各样的实验。除了上述的那些