GPS汽车定位系统车载终端的设计4282.docx

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1、7密 级： 学 号号：本科生毕毕业（设设计）论论文GPS汽汽车定位位系统车车载终端端的设计计系别： 电子子信息工工程系 专业： 电电子信息息工程 班 级： 007电子子本科班班 学生姓名名：指导老师师：完成日期期：20011-4-26 学士学位位论文原原创性申申明本人郑重重申明：所呈交交的设计计（论文文）是本本人在指指导老师师的指导导下独立立进行研研究，所所取得的的研究成成果。除除了文中中特别加加以标注注引用的的内容外外，本设设计（论论文）不不包含任任何其他他个人或或集体已已经发表表或撰写写的成果果作品。对对本文的的研究作作出重要要贡献的的个人和和集体，均均已在文文中以明明确方式式表明。本本人

2、完全全意识到到本申明明的法律律后果由由本人承承担。学位论文文作者签签名（手手写）：签字日日期： 年 月 日学位论文文版权使使用授权权书本学位论论文作者者完全了了解学校校有关保保留、使使用学位位论文的的规定，同同意学校校保留并并向国家家有关部部门或机机构送交交论文的的复印件件和电子子版，允允许论文文被查阅阅和借阅阅。本人人授权可可以将本本论文的的全部或或部分内内容编入入有关数数据库进进行检索索，可以以采用影影印、缩缩印或扫扫描等复复制手段段保存和和汇编本本学位论论文。本学位论论文属于于保 密密 ， 在在 年解密密后适用用本授权权书。不保密 。（请在以以上相应应方框内内打“” ）学位论文文作者签签

3、名（手手写）：指导老老师签名名（手写写）： 签字日期期： 年 月 日日 签字日日期： 年 月月 日摘要全球卫星星定位系系统利用用导航卫卫星进行行测时和和测距，它它是一种种将卫星星及通讯讯发展很很好的结结合在一一起的技技术。全全球卫星星定位系系统(简简称GPPS)有有着很多多功能和和特点，例例如：全全天候、高高精度、自自动化、高高效益等等。GPPS用在在大地测测量、工工程测量量、航空空摄影、运运载工具具导航和和管制、地地壳运动动测量、工工程变形形测量、资资源勘察察、地球球动力学学等许多多学科中中都有着着不可取取代的优优点,并并且在经经济和社社会中都都取得了了很好的的效益。全球定位位系统是是以空间

4、间为基准的的导航系系统，是是由美国国国防部部研制的的一种全全天候的的，可在在全球任任何地方方或近地地空间的的军事用用户连续续地确定定三位位位置和三三位运动动及时间间的需要要方面上上提供很很好的帮帮助。它它是一个个相对于于中距离离类似圆型型的轨道卫卫星导航航系统。GPS全全球定位位系统是是如今信信息时代代发展中中不可缺缺少的重重要部分分，在现现在生活活中已经经被广泛泛应用，而而且定位位系统是是最受欢欢迎的导导航定位位系统，因因为定位位系统具具有性能能好、精精度高、应应用广的的特点。本本设计讨讨论了在在GPSS接收系系统中关关于单片片机的设设计, 并根据据现代智智能交通通系统的的工作需需求，提提出

5、了GGPS全全球定位位系统如如何进行行定位信信息的接接收和通通过GPPRS网网络建立立无线通通信链路路问题的的相关过过程,以及在在把车载载移动终终端的GGPS 定位信信息如何何传到建建立在IInteerneet网上上服务器器的问题题做了相相关的介介绍,给出了了系统的的硬件电电路和定定位系统统传输信信息的软软件流程程图。关键词：GPSS；GPPRS；单片机机ABSTTRACCTGlobbal Possitiioniing Sysstemm iss a commbinnatiion of sattelllitee annd ccommmuniicattionns ttechhnollogyy de

6、evellopmmentt, tthe usee off saatelllitte nnaviigattionn annd rranggingg tiime meaasurremeent.Glooball Poosittionningg Syysteem (GPSS) tto aall-weaatheer, higgh ppreccisiion, auutommatiion, hiigh effficiienccy aand othher chaaraccterristticss, ssucccesssfullly appplieed ggeoddesyy, eengiineeerinng s

7、survveyiing, aeeriaal pphottogrraphhy, vehhiclle nnaviigattionn annd cconttroll, mmeassureemennt oof ccrusstall moovemmentt, ddefoormaatioon mmeassureemennt pprojjectt, rresoourcce eexplloraatioon, geoodynnamiics, annd ootheer ssubjjectts, andd acchieevedd goood ecoonommic andd soociaal bbeneefitts.

8、UU.S. Deeparrtmeent of Deffensse GGlobbal Possitiioniing Sysstemm iss ann alll-wweattherr reeseaarchh, sspacce bbaseelinne nnaviigattionn syysteem, cann meeet anyywheere in thee woorldd orr inn thhe nnearr-Eaarthh sppacee foor mmiliitarry uuserrs tto cconttinuuoussly andd acccurrateely dettermminee

9、thhe llocaatioon oof tthreee ssporrts andd thhreee hoourss off neeed.It is a mmidddle-disstannce cirrcullar orbbit sattelllitee naaviggatiion sysstemm.GPPS gglobbal possitiioniing sysstemm inn thhe ppressentt liife havve bbeenn wiidelly uusedd, iis nnow thee innforrmattionn agge, an impporttantt paa

10、rt of thee deevellopmmentt.Beecauuse thee poosittionningg syysteem hhas goood pperfformmancce, higgh ppreccisiion andd wiide apppliccatiion of thee chharaacteerissticcs, it hass beecomme tthe besst, thee moost poppulaar nnaviigattionn syysteem.TThe dessignn off mooderrn iinteelliigennt ttrannspoorta

11、atioon ssysttem bassed on worrk rrequuireemennts, diiscuussees tthe GPSS reeceiiverr onn thhe ssinggle chiip ssysttem dessignn, ppressentted on thee gllobaal pposiitiooninng ssysttem GPSS loocattionn innforrmattionn reeceiivedd annd tthrooughh thhe GGPRSS neetwoork to esttabllishh a wirreleess commm

12、unnicaatioon llinkk, tthe GPSS-veehiccle possitiioniing mobbilee teermiinallsInnforrmattionn paasseed tto eestaabliish thee Innterrnett weeb sservver, giivenn a sysstemm off haardwwaree annd ssofttwarre ffloww chhartt.Key Wordds: GPSS; GGPRSS; SSCM目录第一章 引言111.1 课题研研究的意意义11.2中中国车载载研发现现状和发发展趋势势1第二章 GP

13、SS全球卫卫星定位位系统222.1 GPSS系统结结构22.1.1 GGPS空空间段222.1.2 GGPS地地面段442.1.3 GGPS用用户段442.2 GPSS卫星定定位原理理62.3 GPSS卫星信信号7第三章 GPRRS移动动通信系系统简介介83.1 GPRRS系统统工作原原理83.2 GPRRS分组组数据路路由93.2.1互联联 PLLMN 数据传传输路由由93.3 GPRRS系统统的分层层考虑110第四章课课题设计计方案1114.1车车载终端端系统的的整体流流程114.2汽汽车定位位系统车车载终端端系统硬硬件1224.2.1定位位终端硬硬件体系系结构1124.2.2主要要接口原

14、原理1224.2.3各部部分采用用的模块块介绍1124.2.4硬件件系统设设计电路路图1334.3汽汽车定位位系统车车载终端端系统软软件144第五章 结论与与展望221参考文献献22致谢23333第1章 引言1.1 课题研究究的意义义汽车是现现代社会会中每个个人接触触最多的的一种交交通工具具，汽车车对人们们而言已已经不陌陌生。众众所周知知中国是是一个汽汽车业大大国，汽汽车给人人们带来来了很多多便利，也也会促进进了社会会经济的的发展，但但是随之之而出现现了交通通堵塞、汽汽车被偷偷、盗等等案例这这些问题题，因此此，完善善智能交交通系统统是十分分重要的的，也是是解决这这些问题题的有效效措施。在这种全

15、全球环境境下由美美国研制制出了一一种全天天候的以以空间为基准的的导航系系统（即即全球定定位系统统）。对对于全球球上任何地地方的用用户或近近地空间间的军事事用户，该该系统可可以连续续地确定定三位位位置和三三位运动动及时间间，能为为用户在在这方面面上的需需要提供供很好的的帮助。这个建建立在GGPRSS 上的的车载卫卫星定位位系统，它是一个相对于中距离类似圆型的轨道卫星导航系统。因此，它可以把在车载移动终端上接受到的GPS 定位信息通过GPRS网络上的无线通信链路传到服务器上,这个服务器是建立在Internet 网上的 ，这样就可以达到实现在线实时监测车辆行驶各类信息的作用，所以，这个对GPS汽车定

16、位的课题是很值得探索的。1.2中中国车载载研发现现状和发发展趋势势经过十多多年的发发展，中中国车载载导航的的市场得得到了很很大的扩扩张，车车载导航航技术也也得到了了很大的的提升。市市场用户户的需要要和使用用目的的的明确也也得到了了很大的的提高，在车载载技术方面面也得到到了多方方面的研研发、车车载技术术也在市市场培养养中不断断的提高高，市场也也出现了了有关车车用导航航装置的的应用市市场并且且日臻成成熟，车车载导航航技术在在道路交交通行业业上的应应用也有有了迅速速的发展展。中国国也发射射了北斗斗导航定定位系统统卫星，这这将为汽汽车定位位导航技技术提供供更加完完善的基基础，也也为定位位导航技技术的提

17、提高提供供了更加加广阔的的空间，在在交通行行业可以以得到更更好的应应用。另外，近年来来中国汽汽车市场场的大力力发展，道道路建设设的完善善，电子子地图技技术的提提高也推推动了车车载导航航技术的的发展的。随着现在在人民生生活水平平的普遍遍提高，大大多数的的家庭已已经都购购有汽车车这款人人们都不不陌生的的交通工工具。伴随着着汽车行业业的新兴兴，作为为新兴实实用技术术的汽车车导航技技术，也也将会有有更广泛泛的发展展前景。在我国已已经加入入WTOO的前提提下，那些开开发汽车车导航产产品的开发商商，提供供汽车行行业服务务的提供商商及国内汽汽车公司司都迎来来了新的的挑战，在在挑战中中也带来来了难得得的机遇遇

18、。如果果能够在在机遇与与挑战并并存中能能够很好好的把握握国内汽车车市场的发发展趋势势，并可可以有针针对性的的提出能能够解决决汽车行行业消费费特点的的解决方方案，汽车卫星星定位系系统将会会给那些开开发汽车车导航产产品的开发商商、提供供汽车行行业服务务的提供商商及国内汽汽车公司司带来很很好的展展现自身身实力的的舞台。第2章 GPSS全球卫卫星定位位系统GPS全全球卫星星定位系系统是新新一代精精密卫星星定位系系统，它它建立的的前提是是现代化化科学技技术的发发展。对对于GPPS系统统的研究究，美国国国防部部是19973年年开始的的，在经经过200年并且且耗资数数百亿美美元的不不断艰辛辛研究下下，才在在

19、19994年开开始投入入使用。对对于这个个新一代代卫星系系统的研研究美国国国防部部将之划划分为33个研究究阶段：第一阶阶段是对对GPSS整个系系统原理理方案的的研究和和GPSS定位系系统在实实用上的的可行性性阶段的的验证，从从19778年到到19779年这这10年年期间，共共发射了了4颗针针对定位位系统的的试验卫卫星，在在地面上上建立了了跟踪网网；第二二阶段为为对GPPS整个个系统的的研制和和系统试试验阶段段，从119799年到119844年，陆陆续发射射了7颗颗试验卫卫星；第第三阶段段为对GGPS定定位系统统不足的的完善和和完成阶阶段，从从19889年22月到119944年3月月期间，共共发

20、射228颗工工作卫星星。从全全球定位位系统建建立完善善开始，整整个系统统就对人人类活动动产生了了巨大的的不可取取替的影影响，其其中可以以看出的的是整个个系统对对人类社社会提供供了很多多实用的的功能，为为人类活活动带来来了很多多的便利利。2.1 GPSS系统结结构如图2-1所示示，在GGPS系系统的结结构中可可分为三三个部分分：由GGPS卫卫星星座座组成的的空间段段；为整整个系统统的中枢枢运行控控制系统统的地面面段；各各种类型型的GPPS接收收机组成成的GPPS用户户终端为为用户段段。这三三部分是是GPSS系统的的重要组组成部分分，三者者缺一不不可。图2-11GPSS系统结结构2.1.1 GGP

21、S空空间段在GPSS卫星的的卫星星星座空间间段中，其其中有221颗工工作卫星星，高度度一般都都达到2202000kmm，在轨轨道备份份中还有有3颗备备用卫星星。244颗工作作卫星分分别分布布在卫星星轨道的的6个轨轨道面内内中，每每个轨道道上分布布有4颗颗卫星。卫卫星轨道道和地球球赤道没没有在同同一个水水平面上上，两者者间有个个相对倾倾斜角，倾倾斜角大大约在555左右，各各轨道平平面升交交点的赤赤经相差差60度度。在相相距最近近的轨道道上，卫卫星的升升交距相相差300度。卫卫星运行行周期为为11小小时588分。由由这些方方面带来来的是这这样的结结果：在在一个观观测站上上，由每每天卫星星出现分分布

22、而成成的分布布图相同同，只是是每天提提前4分分钟。在在地平线线以上的的每颗卫卫星每天天约出现现有5个个小时，同同时位于于地平线线上的卫卫星数目目，随时时间和地地点的不不同而不不同，最最多可以以有 111 颗颗，最少少也会有有4颗。另另外，如如果有卫卫星出现现故障，在在空间部部分的33颗备用用卫星可可根据指指令代替替发生故故障的卫卫星，这这是一个个十分重重要的替替代工作作，可以以保障了了 GPPS 空空间部分分正常的的工作并并且提高高了空间间部分的的工作效效益，可可以看出出这3颗颗备用卫卫星也有有着极其其重要的的作用。目目前全球球定位系系统空间间段部分分的工作作卫星的的分布情情况如图图2-22所

23、示。图2-22 GPPS星座座图和卫卫星图 GPS是是一种全全球性、全全天候的的连续实实时定位位系统。其其中全球球性体现现在：根根据上述述提供的的关于GGPS卫卫星在空空间段的的分布配配置，保保障了无无论何时时何地在在地球上上均至少少可以同同时观测测到4颗颗卫星；GPSS全天性性的依据据是：天天气的变变化不会会影响到到卫星信信号的正正常传播播和接收收。播发导航航信号是是卫星工工作的主主要任务务。卫星星采用波波段（11.57754GGHz）、波波段（11.22276GGHz）和和波段（113811.055MHzz），其其中用来来卫星导导航定位位的波段段是波段段和波段段，波段段的作用用是附加加信号

24、并并且发射射星载传传感信息息。为了了确保卫卫星播发发导航信信号频率率的稳定定性，还还在卫星星上安装装了精度度很高的的原子钟钟。为了了能向所所有在全全球范围围内的任任意用户户提供全全天候的的、连续续的、高高精度的的、实时时的三维维测速、三三维定位位和授时时，卫星星上还有有安装可可以表示示卫星位位置广播播星历的的载波调调制系统统，这个个系统可可以用于于许多系系统上的的信息。例例如：在在L波段段上用于于测距的的 C/A代码码（粗捕捕获码）和和P代码码（精码码）的两两个频率率，每颗颗卫星都都能够连连续发射射用C/A代码码、P代代码调制制的扩频频信号。各各个卫星星都有固固有代码码，为了了GPSS接收机机

25、能够更更好的接接收来自自卫星的的信息，各各个卫星星的固有有代码GGPS接接收机都都必须了了解。2.1.2 GGPS地地面段星座系统统的控制制是GPPS整个个系统的的主要工工作，而而要完成成星座系系统的控控制主要要任务的的是地面面段，因因此地面面段成了了GPSS系统的的中枢。地地面段主主要任务务是：对对所有的的卫星进进行跟踪踪以进行行轨道和和时钟测测定、完完成卫星星时间同同步、为为卫星加加载导航航电文和和预测修修正模型型参数。 地面段段的结构构为：11个主控控站、33个注入入站和55个监测测站。下下面介绍绍的是地地面段的的各组成成部分。首先介绍绍的是主主控站，接接收各监监测站对对GPSS卫星的的

26、监测数数据、卫卫星在工工作状态态下的数数据、各各监测站站和注入入站工作作状态数数据是主主控站的的主要任任务，并并且主控控站还需需要根据据接收到到的各类类数据，完完成以下下几项工工作任务务：（1）及及时对每每颗卫星星的导航航电文进进行编算算并传送送给注入入站。（2）控控制和协协调监测测站间、注注入站间间的工作作，查看看卫星是是否将导导航电文文发给了了 GPPS 用用户系统统以及对对发送的的卫星导导航电文文是否正正确进行行检测。（3）诊诊断卫星星的工作作状态，改改变那些些偏离轨轨道卫星星的位置置及姿态态，调整整备用的的卫星替替代失效效卫星。其次介绍绍的是注注入站，注注入站有有3个，33个注入入站分

27、别别设在南南大西洋洋，南太太平洋，和和印度洋洋上，它它们的主主要任务务是：接接收主控控站发送送来的导导航电文文，并用用S频段段射频链链上行将将导航电电文注入入到相应应的卫星星上，导导航电文文上行每每天工作作一次或或两次，每每次注入入14天天的星历历。如果果由于某某个地面面站发生生故障，那那么导航航定位的的精准度度在一段段时间内内将会慢慢慢降低低，在这这段时间间内预存存在各卫卫星中的的导航信信息还是是可以用用。此外外，注入入站每分分钟会报报告一次次自己的的工作状状态，并并且自动动向主控控站发射射信号。最后介绍绍的是监监控站，监监控站有有5个，55个监控控站分别别设在科科罗拉多多、夏威威夷、大大西

28、洋、印印度洋、北北太平洋洋马绍尔尔群岛。监监测站配配有伪距距测量接接收机和和精密的的铯钟，配配置这些些这两个个仪器是是为了完完成为主主控站提提供卫星星测量数数据的主主要任务务。每隔隔1.55s在主主控站的的遥控下下，监控控站会进进行一次次伪距测测量，利利用电离离层和气气象数据据，每115miin进行行一次数数据平滑滑，然后后发送给给主控站站。2.1.3 GGPS用用户段上面介绍绍了空间间段和地地面段，现现在我们们来了解解下用户户段，用用户端的的重要组组成部分分各种类类型的GGPS接接收机。在在这些组组成用户户端的GGPS接接收机中中，我们们又可以以根据作作用的不不同分为为两大类类型：导导航型和

29、和测地型型。导航型接接收机的的作用原原理与上上述介绍绍的卫星星播发导导航信号号有些相相同：为为了达到到 155m的定定位精度度，采用用单频 C/AA 码伪伪距接收收结束，也也有极少少的军方方专用接接收机为为了使单单点定位位精度达达到 33m而采采用的是是P码接接收技术术。导航航型接收收机的作作用一般般是用于于陆地、航航海、和和航空实实时的各各项导航航。测地型接接收机就就像导航航型接收收机用于于各项导导航中一一样，是是用于各各项对于于地方的的检测上上，例如如：精密密测距、地地壳形变变监测、大大地测量量。侧地地型接收收机的工工作原理理是采用用载波相相位和双双频伪距距的接收收技术，其其中对于于基线的

30、的测量一一般可以以达到的的精度，最最高精度度可以达达到。GPS 接收机机主要构构成部分分是接收收机主机机，其中中接收机机的构成成还有由由天线单单元和电电源两部部分。对对于GPPS接收收机主要要构成部部分的接接收机主主机的构构成有信信号通道道、变频频器、微微处理器器、存贮贮器，其其中的构构成如图图2-33所示。GPS天线CPU存储器D（t） 信号 接扩 解码C/A码 P码 发生器发生器 电源前置放大器基准频率 频率综合频率变换伪码测量载波相位测量图2-33 GPPS接收收机原理理图（1）GGPS 接收机机天线其中天线线的作用用是将 GPSS 卫星星信号的的极微弱弱的电磁磁波能转转化为相相应的电电

31、流，而而前置放放大器则则是将 GPSS 信号号电流放放大。GGPS天天线就是是由接收收机天线线和前置置放大器器这两部部分组成成。提供供了让接接收机工工作变得得跟加方方便的作作用。以以了确保保接收机机的正常常工作，减减少信号号损失，天天线与前前置放大大器应该该密封为为一体；能够接接收任何何的卫星星信号；有防护护和屏蔽蔽多径效效应；天天线的几几何中心心应尽量量达到一一致，确确保相位位中心能能够保持持高度的的稳定。（2）接接收机主主机接收机主主机中包包括变频频器和中中频放大大器两个个重要组组成部分分；其中中的结构构还有：信号通通道；存存贮器和和微处理理器。必须采用用变频器器和中频频放大器器的原因因是

32、因为为经过 GPSS 前置置放大器器的信号号比较微微弱，这这样可以以让接收收机得到到稳定的的高效增增益的信信号通道道。GPS信信号通道道是个很很重要的的组成部部分，它它是由硬硬软件结结合的电电路而成成的，是是GPSS信号通通道接收收机的核核心部分分。作为为核心的的信号通通道，它它的作用用是有很很多，这这里介绍绍的作用用有三点点：第一一搜索卫卫星并跟跟踪卫星星运行轨轨迹；第第二进行行伪距测测量、载载波相位位测量及及多普勒勒频移测测量；第第三解扩扩广播电电文数据据信号，解解调出广广播电文文。接收机内内设有存存贮器，存存贮器是是用来存存贮卫星星星历、卫卫星历书书、接收收机采集集到的码码相位伪伪距观测

33、测值、载载波相位位观测值值及多普普勒频移移的。为为了便于于进行数数据处理理和数据据保存接接，在现现代的GGPS接接收机中中都备有有存贮器器，这样样收机内内存数据据就可以以传到微微机上。微处理器器是GPPS接收收机的核核心部分分，微处处理器可可以通过过指令统统一调节节 GPPS 接接收机的的工作。从以上所所述中可可以看出出，GPPS接收收机的主主要任务务是：当当GPSS卫星在在用户视视界升起起时，接接收机能能够捕获获到按一一定卫星星高度截截止角所所选择的的待测卫卫星，并并且能够够跟踪这这些卫星星的运行行；有变变换、放放大和处处理接收收到的 GPSS 信号号的功能能，这样样对测量量出 GGPS 信

34、号从从卫星到到接收天天线的传传播时间间提供了了便利，解解译出 GPSS 卫星星所发送送的导航航电文，从从中计算算出测站站的三维维位置，甚甚至三维维速度和和时间，还还有就是是可以实实现使用用GPSS进行导导航和定定位的目目的。2.2 GPSS卫星定定位原理理卫星定位位可以理理解为导导航卫星星定位，又又称为导导航台定定位。卫卫星的轨轨道参量量和星历历确定了了卫星的的位置，导导航台是是导航系系统的位位置基准准点。使使用卫星星定位一一般可以以分为33个步骤骤：（1）已已知卫星星在某指指定坐标标系的坐坐标。（2）测测得用户户相对于于卫星的的位置。（3）计计算用户户在指定定坐标系系中的坐坐标。采用测距距定

35、位的的原因是是对于不不同的地地位系统统，GPPS定位位卫星会会采用高高度为2202000kmm的中高高度轨道道，利用用24颗颗卫星组组成对地地多重覆覆盖星座座。三球交会会原理为为几何原原理，是是GPSS定位的的基本原原理。2.3 GPSS卫星信信号GPS系系统采用用伪随机机码测距距，卫星星信号包包括3种种信号分分量：载载波、测测距码和和数据码码。时钟钟频率=10.23MMHz，所所需的频频率可以以用频率率综合器器产生。其其中，测测距码分分为C/A码和和P码两两种。用用于标准准定位服服务SPPS的是是 C/A码粗粗码，码码率为11.0223Mbb/s，波波长约3300mm，周期期为1mms；用用

36、于精密密定位服服务PPPS的是是P码，PP码是精精码，码码率100.233Mb/s。具具有军事事用途的的是P码码的定位位精度。 GPSS信号的的产生如如图2-5。除204600基本频率10.23Mhz除10乘154 1.1 C/A P码 数据码1575.42Mhz 1.023Mhz 10.23Mhz 1.2 P码 数据码1227.6Mhz 10.23Mhz 图2-55 GPPS信号号的产生生乘120图2-55GPSS信号的的产生第3章 GPRRS移动动通信系系统简介介通用分组组无线业业务的简简称就是是GPRRS（GGeneerall Paackeet RRadiio SServvicee）,G

37、GPRSS是在GGSM 系统上上发展出出来的一一种承载载业务，为为 GSSM 用用户提供供分组形形式的数数据业务务提供了了作用。GGPRSS 的构构成是在在 GSSM 系系统的基基础上引引入新的的部件，是是一种无无线数据据传输系系统。它它有在移移动终端端、GPPRS网网内以及及和Innterrnett网络的的路由器器之间传传输分组组数据的的基本功功能。GPRSS采用的的方式是是IP分分组交换换方式，在在计费方方面有着着很好的的作用。GGPRSS计费的的基础是是以数据据流量、时时间、服服务质量量三者的的结合，在在相同的的数据流流量的情情况下，根根据用户户数据传传输质量量的不同同产生不不同的费费用

38、。因因此GPPRS有有为用户户节省上上网费用用，让计计费合理理的作用用。3.1 GPRRS系统统工作原原理GPRSS 是采采用分组组交换技技术的无无线数据据传输系系统，能能兼容GGSM网网络，并并且在网网络上能能更加有有效的传传输数据据和信令令，它是是由在现现在有的的GSMM网络中中增加了了GPRRS支持持节点和和服务支支持节点点来实现现的。系系统的原原理如图图 3-1所示示。 SGSSN服务GGPRSS支持节节点； GGGSN网关关GPRRS支持持节点； PCUU 分组控控制单元元； PDNN 公用数数据网；图3-11 GPPRS系系统原理理图在移动台台（MSS）和GGGSNN之间完完成移动

39、动分组数数据的发发送和接接收的是是SGSSN，它它主要作作用是用用来记录录移动台台的当前前位置信信息；连接GSSM网络络和外部部分组交交换网（如如因特网网和局域域网）的的网关是是GGSSN，它它主要的的作用是是作为网网关实用用；PCU主主要用来来处理数数据业务务量，并将数数据业务务量分离离出来。PPCU增增加了分分组功能能，可控控制无线线链路，允允许用户户接入同同一无线线资源。PDN提提供了分分组数据据业务的的外部网网络。移移动终端端通过GGPRSS接入不不同的PPDN时时，采用用不同的的分组数数据协议议地址。SGSNN和GGGSN的的功能可可以在一一个物理理节点内内或者是是在不同同的物理理节

40、点内内实现。SSGSNN和GGGSN处处于不同同的PLLMN内内时，具具有不同同PLMMN之间间通信所所需要的的安全功功能。他他们通过过接口互互连，接接口提供供（SGGSN 和 GGGSNN之间的的接口）接接口的功功能。3.2 GPRRS分组组数据路路由GPRSS移动分分组数据据路由是是由内部部PLMMN数据据传输路路由和互互联PLLMN数数据传输输路由两两个路由由组成。下下面重点点介绍互互联PLLMN：3.2.1互联联 PLLMN 数据传传输路由由互联 PPLMNN 数据据传输路路由如图图3-22所示。图3-22 互联联PLMMN的分分组数据据路由3.3 GPRRS系统统的分层层考虑系统设计

41、计需要进进行分层层考虑。包包含各层层网络协协议是进进入GPPRS数数据的必必备条件件，由数数据端完完成系统统对数据据的加工工、协议议的加载载。一般般情况下下系统完完成的只只需要是是以下四四层网络络协议：物理层层、数据据链路层层、网络络层和传传输层。如如下图33-3所所示。图3-33 网网络分层层示意图图第4章课课题设计计方案4.1车车载终端端系统的的整体流流程一个完整整的GPPRS车车载定位位系统主主要是由由三部分分年组成成：GPPS车载载系统、GGPRSS无线网网络以及及监控中中心。GGPS 车载系系统中又又由四个个部分组组成：单单片机处处理器、GGPS卫卫星接收收模块、GGPRSS 无线线

42、通信模模块以及及各种扩扩展子卡卡。其中中GPSS卫星定定位模块块的作用用是获得得汽车的的时空坐坐标；GGPRSS无线网网络建立立在移动动公司的的GPRRS移动动通信公公众网上上，包括括SGSSN业务务支撑节节点、GGGSNN 网关关支撑节节点；监监控中心心由网关关和信息息服务器器两部分分组成。其其整体构构成如图图4-11所示。图4-11 车载载终端系系统结构构图为了达到到能够完完成图中中的工作作模式，主主要由车车载终端端采运算算处理和和拆封处处理GPPS卫星星定位所所采集到到的数据据，从中中得到车车辆的地地理坐标标信息，获获取的信信息再通通过车载载系统的的处理，能能够通过过GPRRS无线线数据

43、链链路连接接到GPPRS无无线通信信网的IIP数据据网，再再由GPPRS网网络根据据相应的的协议在在车载系系统和接接入Innterrnett网的监监控中心心之间最最后建立立一条支支持TCCP/IIP的数数据通道道来访问问位于监监控中心心的服务务器。通通过数据据库和WWeb GISS技术，监监控中心心可以把把车辆位位置数据据显示在在按键操操作面板板上。同同时，监监控中心心还可以以通过该该通道向向下发送送控制命命令和服服务信息息。4.2汽汽车定位位系统车车载终端端系统硬硬件4.2.1定位位终端硬硬件体系系结构汽车定位位系统由由五部分分组成：控制电电源模块块、LCCD 显显示模块块、单元元 MCCU

44、、GGPS 定位模模块和GGSRSS 模块块。加电电启动，再再完成初初始化之之后，用用户如果果向该定定位终端端发送定定位请求求，并且且是通过过 GPPRS 网络建建立无线线通信链链路的形形式，终终端将同同时通过过 GPPS 定定位和 GSRRS 两两个模块块获取位位置信息息，并且且将定位位信息传传到 IInteerneet 网网上的服服务器。如如图4-2所示示。图4-22 硬件件构成图图4.2.2主要要接口原原理MCU 有UAART11和UAART00两个串串口。MMCU分分别通过过串口11和串口口0与GGPS模模块和GGPRSS 模块块通信。因因为MCCU的两两个串口口、GPPS 模模块通信

45、信串口、GGSPSS模块通通信串口口均为 TTLL电平，所所以不需需要电平平转换芯芯片，直直接将 MCUU的TXXD和RRXD与与另外两两个模块块的RXXD和TTXD互互联即可可。4.2.3各部部分采用用的模块块介绍单片机：控制数数据端的的核心，处处理器选选用的是是C80051FF0233。3.3V供供电，最最高工作作频率可可达255MHzz，在112个个MIPPS内有有很多指指令可以以完成，速速度很快快；有两两个UAART11口；编编写和运运行简单单的TCCP/IIP/PPPP协协议程序序要有片片载4KKRAMM和644KFLLASHH提供必必要的空空间；还还有充足足的I/O口。GPS接接收

46、模块块和液晶晶显示模模块：系系统采用用11.05992MHHz晶振振，串口口1接收GPPS信息息，P11口和P33口用于于128864 LEDD液晶显显示接口口，可以以显示实实时时间间、纬度度、经度度及其它它GPSS数据信信息。GPRSS模块：选用MMC355。GPPRS模模块提供供了9针针的标准准RS2232接接口，进进行全双双工的数数据通信信需要通通过MAAX32232电电平转换换芯片和和C80051FF0233的UAART00口相连连。MCC35需需12VV供电，在在上电后后还需要要DTRR的低电电平向高高电平跳跳变触发发启动。在在实际设设计中，采采用的是是C80051FF0233的P22.0口口经MAAX32232电电平转换换后作为为MC335的DDTR。4.2.4硬件件系统设设计电路路图图4-33 基于于单片机机的GPPS系统统GPS模模块可以以接收GGPS卫卫星的信信号，并并对收集集得