论文总字数：24535字

摘 要

GPS技术在军事、通讯、气象、勘探、导航、遥感、大地测量、地球动力以及天文等众多学科领域得到极其广泛的应用，推动了多种领域技术迅猛发展。现在，GPS的外型设计已经转向便携式发展，逐步踏入寻常百姓的生活中。所以，对GPS的研究具有十分重要的意义。

论文主要研究GPS的定位原理与技术，单片机的编程及其应用，液晶屏的功能及其实现方法。制作了一套设计方案，以软、硬件相结合的方式完成整个GPS 数据接收和显示的过程。完成了一台液晶显示的手持式GPS定位接收设备，并能依次显示实时时间及所在地的经纬度。

关键词：GPS，卫星，导航，定位

Abstract：GPS technology an extremely wide range of applications in many fields of military,communications,meteorology,exploration,navigation,remote sensing, geodesy, geodynamic,and astronomy,and promote the rapid development of science and technology.Now,GPS, lightweight design has turned to a portable development. There fore,the GPS has great significance.

This principle of GPS positioning technology, microcontroller programming and its application, the function of the LCD screen and its implementation.Produced a design,a combination of hardware and software to complete the entire process GPS data receiver and display. Completed a LCD handheld GPS positioning receiving device, and in order to display real-time time and location of the latitude and longitude.

Keywords：GPS,Satellite,Navigation,Orientation

目 录

1 引言 4

2 GPS概述 4

3 硬件部分设计 5

3.1 TG35—D410接收模块介绍 5

3.2单片机引脚连接电路 7

3.3 TG12864E液晶显示器 8

4 软件设计部分 11

4.1 单片机的编程 11

5 通过GPS数据确定经纬度 13

总结 15

参考文献 16

致谢 17

附录一 GPS模块电路图 18

附录二 主程序代码 18

1 引言

GPS技术在军事、通讯、气象、勘探、导航、遥感、大地测量、地球动力以及天文等众多学科领域得到极其广泛的应用，推动了科学技术的迅猛发展，也丰富了人类的科学文化生活。现在，GPS 的外型设计已经转向便携式发展，逐步踏入寻常百姓的生活中。所以，对GPS 的研究具有十分重要的意义。

GPS由太空卫星、地面控制系统、用户设备三个部分组成。基本定位原理是：每颗GPS卫星时刻发布其位置和时间数据信号，用户接收机可以测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟，根据信号传输的速度可以计算出接收机到不同卫星的距离。同时收集至少4颗卫星的数据时，就可以算出三维坐标、速度和时间。

2 GPS概述

1 GPS特点

全球定位系统的主要特点：

（1） 全球、 全天候工作，定位精度高。

（2）观测时间短。

2 GPS用途

按接收机类型分类应用可分为以下几点：

（1）运动载体的导航

导航类接收机主要用于运动载体的导航，可实时给出载体的速度和位置。此类接收机可用于车辆导航、海洋救援、船只实时调度与导航、飞机导航、低轨卫星定轨、导弹制导、航空遥 感姿态控制、载人航天器防护探测和航空救援。

（2）精密大地测量和精密工程测量

测地型接收机主要用于精密的工程测量和大地测量。主要采用载波相位观测值进行相对定位，定位精度高。

此类型接收机可用于地球物理资源勘探、大气物理观测、变形监测、工程测量、市政规划控制、地壳运动监测、远洋船最佳航程航线测定、海平面升降监测、水文地质测量以及海洋平台定位和载人航天器防护探测

（3）天文台及无线电通讯中时间

同步授时型接收机可利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时。

3 GPS组成概述

全球定位系统 (GPS)主要有三大组成都分，即：

(1) 空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；

(2) 地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站和讯辅助系统组成；

(3)用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。

4 GPS原理

GPS导航系统的基本原理是对已知位置的卫星到用户接收机之间的距离测量，然后综合多颗卫星的数据计算出接收机的具体位置。而卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。

GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，从而用户在大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。

4.1 GPS定位方法分类

若按照参考点的位置不同，则定位方法可分为

（1）绝对定位，也叫作单点定位。

（2）相对定位。

按用户接收机在作业中的运动状态不同，则定位方法可分为

（1）动态定位，包含动态和静态两种方式。

（2）静态定位，可分为测相伪距法定位、测码伪距法定位、差分定位等。

3 硬件部分设计

硬件电路设计主要由接收部分、控制芯片、显示部分组成。如图所示：

3.1 TG35—D410接收模块介绍

本课题用到的信息接收模块为TG35-D410。它有以下特点：

①并行12通道，可同时接收12颗卫星；

②定位时间：重捕lt;2s，热启动为24s，自动搜索10s；

③1PPS秒脉冲信号输出，精度指标高达10 ；

④双串口输出，波特率4800；

TG35-D410模块的外形图和电路图如下所示：

TG35-D410模块的外形图

TG35-D410模块的电路图

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