基于单片机的北斗定位显示终端设计.docx

17第1章绪论1.1选题背景及研究意义环球卫星导航系统，（GlobalSatelliteNavigationSystem，GSNS）即能够实现全宇宙范围内实时高精准的目标定位以及路线导航。该系统可以堪称国家高科技发展产物，GSNS是国家整体科技实力的象征，不仅能够监控领土的各项数据，从而达到安全保障，而且能够推动人类物质精神文明前进的步伐。尽人皆知，自从二十世纪中后期至今，西方巨头以欧美为代表，特别是美苏的发达国家，这可谓航天卫星领域的领头羊，他们纷纷意识到外太空的资源十分重要，不约而同，逐步展开发射高领域导航卫星的任务。为了与发达国家相媲美，更重要的是拥护广大人民群众的利益所在，我们是不屈不挠的民族，果断不甘落后，并于二十世纪八十年代初期，我国便独立建设卫星导航系统，其名为北斗。可喜可贺的是，在2003年中，我国已将三颗北斗成功发射到外太空，与此同时，卫星导航定位技术不断完善，系统更加稳定可靠，基本能够实现全天任意时刻卫星导航通信，可以达到实时无死角。这一伟大成果，是我国成为世上第三个拥有完善卫星导航的国家，弥补了定位导航领域的空白[1]，即使这样与美苏相比仍然有一定的差距，要戒骄戒躁不断学习与完善。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状迄今为止，市面上的环球卫星导航已出现了不少种类，首先西方巨头美国以“全球定位系统”（GPS）最为著名，其次就是亚洲俄罗斯的“格洛纳斯”（GLONASS）。两者各有各的特色，不易从局面上分清哪款更优，在此期间欧洲也奋发图强开始针对“伽利略”（Galileo）这一系统展开研究，不久就会有所成果。95年的四月份，美国成功实现了GPS系统的完全组网运行。从整体来看，所谓的GPS分别由二十四颗小卫星构架而成，并且其均匀等距排布在6个类圆形的轨道，不难得出结论，每个类圆形轨道都有4颗。其中GPS系统的信号接收由一个主控站与五个监控站协同完成。具体运行过程中，在某一特定时刻节点上，能够准确得到4种卫星信号的传送时间间隔，即可实现三维坐标性质的实时定位情况。目前所看，正是第二代GPS卫星导航系统，其突出特点引入了星钟、星链以及自控导航等，这将导致其实用性大幅上升。95年末，GLONASS导航在俄罗斯本土诞生，不过当时受限于美方的恶性抵押，在资金储备方面也是一大硬伤，导致补网部分未成功及时运行，GLONASS还称不上全导航定位。该系统同样是24颗卫星构成，不同点在于只有三项轨道，民用指标不是很高仅仅为50米，基本可以满足需求。欧盟联合研制的伽利略导航（Galileo），它的星体较为丰富，想法也更具独特，在该系统里有30颗参与，但是其中只有27颗参与运转，其余3颗即为备用选项。直到2014年的8月份，二批次的第一颗卫星才进入轨道，此前有6颗生在运行当中，这样便可实现基本的定位性能。不过它对GPS系统加以分析，取其精华，去其糟粕，它与美苏两国的导航定位系统相兼容，而且能够完美处理加密、密钥以及拒用。不仅这样，其精度可达十米以内[3]，响应速度也是极快的。不难看出，未来的发展方向便是差分导航多系统相融。并将数字化铯钟引入其中，惯性与无线电等穿插其中，这将使我国面临更加严峻新格的挑战，针对这一现实问题进行北斗导航的探索。1.2.2国内研究现状北斗导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS），构架大体可分为三块，空间区、陆地区以及用户区共同实现。自研制以来，已经有22颗北斗卫星成功送入外太空中。在亚太区域已经实现全面覆盖，而且能够实现无源导航，这可是市面上前所未有的事情。据估计在2020年左右，无源导航信息服务将在全球成为现实。中国的步伐正在大步前进，在军工方面、制造方面乃至人类生活出行上都全方位运用北斗。在现实生活中，大陆基本已经离不开北斗了，譬如车辆驾驶监控与导航；应急最佳线路指引，板块间相对运动与地壳运动检测；气象预报；工程预算；大气污染智能反馈等等。都与北斗卫星密不可分。乃至海洋船舶方面，也是不可或缺的一项，茫茫大海航行船载自身定位，焦石飓风预测，避险归害，规划最佳航线，果断提高效率和实时安全性；实现海陆无缝通讯的同时还能进行实时调度与监测；14年荣幸通过国际海事审议北斗导航安全通行函件，由此可知，北斗即将正式融入环球导航成为其中的一员，在国际中占稳一席之位[5]。航空航天领域中，众所周知，空中加油站是避免不了的，那么准确定位上就更加离不开北斗，再有准确的着陆点意味着定点停机，也需要北斗的帮助。北斗已经贯穿于国内的各行各业，都发挥着不可替代的功效，北斗导航卫星得以实施，必然离不开信号收发以及在任意时刻的数据显示。信号输出具体要考虑到本体的三维坐标，也就是说俗称的经纬与天线高程，除了这些还有全球时刻、相对速度和卫星数量等等信息。中国北斗起步较晚，在精度上与国外的技术相比还