gps设计技术难点与解决方案.docx

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gps设计技术难点与解决方案

gps设计技术难点与解决方案

　　篇一：

GPS巡检系统技术设计方案

　　慧友安智能巡检系统功能介绍

　　一、系统构成、详细介绍

（一）系统构成：

主要由以下几部分组成：

　　1、硬件设备：

GPS巡检器、射频信息钮；

　　2、系统软件：

巡检管理系统平台

（二）详细介绍

　　1、硬件设备：

GPS巡检器

　　GPS巡检器安卓以上操作平台、4寸电容触摸屏、双核高速处理器、1G运行内存、4G存储空间、高清图像采集模块。

包括：

GPS卫星定位模块、GPRS通讯模块、射频采集信息模块、图像采集模块、语音模块。

　　文字描述巡检器的操作和功能，GPS巡检器第一次与管理系统平台连接时需要输入用户名和密码，以后就可直接登陆。

GPS巡检器可以支持脱机工作、在没有网络信号或SIM卡欠费不能通讯时可以正常巡检不影响巡检工作。

在人员靠近一个巡检点位50米至500内可以语音播报已将到达的地方详细信息，播报距离可以在管理平台用户自行设定。

巡检人员读卡信息钮后巡检器会语音播报这个巡检点的相应信息，方便人员巡检工作。

在发生破损或事故时可以对现场进行文字、图像或视频记录现场情况并及时发送到服务上。

如果遇到特殊事件可以在点击“一键报警”系统制动会将报警信息发送指定人员的手机上并在监控页面直接弹出报警信息位置和内容。

　　设备介绍：

　　1、第三代GPS卫星定位模块，准确定位，误差小于等于10米。

　　2、GPRS通讯模块兼容中国联通、中国移动2G、3G网咯平台。

　　3、射频信息采集可以读取最新NFC技术地点卡。

　　4、自动读卡，在巡检器离巡检点2到5厘米是自动读取，非常方便。

　　5、500万像素摄像头可以清楚拍摄图片和视频信息。

还有红外灯、闪光灯辅助采集设备。

　　6、语音播报模块可以播报文字信息。

　　GPS巡检器效果如下图：

　　1、巡检器操作界面2、读取巡检提示

　　事件文件输入界面

　　图像采集效果

　　一键报警操作界面考勤打卡

　　射频信息钮：

采用最先进的NFC技术，选用飞利浦芯片。

PVC材质完全密封封装。

读卡稳定、耐热、抗冻、防水、防震、抗电磁波；

　　ＮＦＣ信息钮图片

　　2、巡检管理系统平台采用BS网络框架设计模式，无需安装查询端可以直接查看，在电脑、平板、手机等移动平台上就能直接使用。

　　登陆界面，输入正确的用户名和密码就可以直接登陆查询。

　　查看功能介绍：

查看界面操作简单，可以选择不同的查询方式，

　　查看电量：

可以了解巡检器及时电量情况，防止人员恶意关机，虚报巡检器没电，不巡检。

如图：

巡检人员：

范旭东下午19:

52分到20：

40分，运行48分钟共计耗电2%，正常巡检器电池可以使用20个小时以上。

　　采集记录是显示巡检器上报到管理平台的文字、图片、视频信息，可以“资源”栏内点击“查看”显示图像、视频信息。

　　篇二：

车辆GPS解决方案

　　宁夏龙安迅达科贸有限公司解决方案车辆GPS定位解决方案宁夏龙安迅达科贸有限公司

　　宁夏龙安迅达科贸有限公司解决方案解决方案简介“工程车辆定位GPS方案”主要针对工程车辆推出的全面管理办法。

本方案涵盖工程车辆的实时定位、车速检测、轨迹统计、运行时间等内容，形成一整套完成的车辆管理体系。

本方案采用世界领先的全球卫星定位技术（GPS）、全球移动通信技术（GPRS/CDMA）、地球信息系统（GIS）和计算机网络通信与数据处理技术。

车辆GPS系统结构图

（一）、应用技术?

GPS全球卫星定位系统（GlobalPositionSystem）系美国最初为军方服务而提出并实施的庞大的宇宙、航天工程。

系统共有24颗卫星运行于太空特定的轨道上向地球发定位信息，地面GPS接收机可获取经度、纬度、高度、方向、速度、时间等信息1

　　宁夏龙安迅达科贸有限公司解决方案为其军事情报服务。

随着科技的发展和民用需求，已全面对民用开放，被广泛用于航天、测绘、交通管理等领域，其中地面移动目标（如车辆等）的定位、监控是使用定位技术最为成功的行业。

?

GIS地理信息系统本系统是为了获取、储存、显示、查询定位数据而建立的计算机数据库管理系统，将所需要的信息和资料直观、形象地在电子地图上以图形或表格的形式显示出来，为GPS卫星定位提供有良好的地图环境，能将空间信息与属性信息的处理完美结合起来，以直观的方式显示车辆的位置和状态等信息。

本系统的电子地图可对任意指定区域的车辆进行查询，可根据需要显示信息；可任意放大、缩小、移动；可进行同屏多窗口显示监控，或将目标锁定在某窗口，自动跟踪等。

?

GPRS/CDMA通讯网络系统GPRS/CDMA全球数字移动系统是目前国内覆盖最广、可靠性最高、容量最大、保密性强的数字移动蜂窝通讯系统。

依托GPRS/CDMA通讯网络作为GPS产品的无线数据传输平台，确保了报警信号和数据传输通道的可靠性。

车辆终端上的GPS接收机获取车辆的实际位置、速度、运行方向等信息经过处理后通过GPRS/CDMA网络传送到客户端，客户可以对车辆进行管理、调度和控制。

（二）、车辆GPS管理系统给用户带来的利益?

监控生产质量2

　　宁夏龙安迅达科贸有限公司解决方案?

降低生产事故?

车速实时监控（三）、功能介绍1、实时定位跟踪实时定位功能详细介绍实时定位跟踪功能是GPS监控系统通过各级监控平台终3

　　宁夏龙安迅达科贸有限公司解决方案端监控单辆车或按特定条件组合的多辆车，命令发送到车载设备后，车载设备将自身的位置自动发送到监控平台，可以选择指定车载设备按一定时间间隔或按一定位置间隔发送位置信息，电子地图上显示车辆位置及发动机等状态信息。

2、多窗口监控多窗口监控功能详细介绍：

GPS定位系统可以实现同时监控多辆车实时定位或历史轨迹，在电脑配置允许情况下可以根据需要显示多个窗口与窗口在界面显示状态，对管理员监控车辆提供方便的管理方法。

4

　　篇三：

新型GPS技术方案与芯片及其应用

　　新型GPS技术方案与芯片及其应用关键字：

卫星接收定位控制网络轨道参数传输

　　GPS是全球卫星定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）的英文缩写，GPS利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。

能提供个人候的定位、授时、测速功能。

　　GPS已被广泛／业用于航天、航空、航海、运输、测量、勘探等诸多领域。

随着数字大规模集成电路的发展和定位功能需求，GPS已经开始更多地嵌入到移动手持设备、消费电子产品中。

为此本文将对新型GPS技术方案与芯片及其应用作分析说明。

首先应了解GPS的构成及特点。

　　1、GPS的基本架构及特点

　　GPS是一种精密的卫星导航系统。

该系统由24颗绕地球旋转的卫星组成，卫星连续不断地发送位置和时间信息。

这些卫星均匀地分布在6个轨道上，每个轨道有4颗卫星。

地面GPS接收机可接收5到12颗卫星信号。

为实现地面定位功能，GPS接收机至少需要接收4个卫星信号，其中3个信号用来计算GPS接收机的纬度、经度和海拔高度，第四个信号提供同步时间校准。

　　GPS系统主要分为三个部分：

其一、卫星，在天上提供定位信息；其二、控制系统，在地面维护卫星的正常运转，保证卫星的健康状态；其三、接收机，一般用户所使用的部分。

其定位原理是将地球分为12个横切面，每个横切面上有两颗定位卫星，互成180度的夹角，因而站在地球上的任一点，头顶上总有十二颗定位卫星。

卫星与卫星之间的距离、坐标和角度是已知的，卫星和人之间的距离是可测量的，根据几何原理，通常接收机只要接到三颗卫星的信息便可确定二维坐标即经纬度，接收到四颗卫星的信息便可确定海拔高度。

　　目前卫星（多达27颗）网络运行于非同步、近地轨道并覆盖全球，保证了定位系统的运行。

而GPS接收机至少需要锁定4颗星，才能提供定位信息。

这些卫星广播或发送的长系列码（或数字组合）称伪随机码。

GPS接收机可通过已知的卫星伪随机码、光速以及保持卫星位置的查询表等参数，就能够计算出卫星的传输时间，再将传输时间转为距离。

在多个卫星（大于4）的条件下，通过求解三角方程就可以算出GPS接收机的位置，也提供了用户的位置。

　　而GPS芯片是由一块射频集成电路、一块数字信号处理电路和标准嵌入式GPS软件构成。

射频集成电路用于检测和处理GPS射频信号，数字信号处理电路用于处理中频信号，标准嵌入式GPS软件用于搜索和跟踪GPS卫星信号，并根据这些信号求解用户坐标和速度，

　　其主打市场是无线于持设备、汽车、便携式汁算设备以及一些CPS专业用户。

其图1所示是以手持式GPS系统芯片结构示意框图。

　　图1

　　2、传统的GPS与新技术GPS方案的优势

　　到目前为止，传统GPS，如移动设备中所采用的全球定位技术都存在价格高、功耗大、尺寸大等问题。

因此开发纯软件GPS接收机，通过软件完成GPS芯片的功能，从而进一步降低成本，促使更多的手持便携设备采用GPS功能是针对市场对下一代技术的主要需求。

　　新技术GPS方案的优势

　　在于它与其它基于硬件的多芯片方案相比，大大降低了系统成本、功耗和尺寸。

该软件方案可工作在自动和辅助两种GPS模式，在每一秒钟为系统（如汽车跟踪）提供方位信息。

也可以对算法进行调整，使其符合步行或室内应用的要求，为蜂窝电话、PDA、数码相机、MP3播放器、膝上型电脑、便携式DVD播放器等移动产品提供最优的GPS设计。

　　新技术GPS方案的术特征

　　是将专有的RFIC设计技术与新的软件GPS技术相结合，开发出了完全符合移动和便携产品苛刻要求的解决方案，例如Maxim的RFIC设计技术与Philips创新的软件GPS技术相结合优武就是典型代表。

为此可从以下二点具体说明。

　　a关于初始设计。

基于该新技术GPS方案的第一款是针对膝上型电脑USB附件而优化的参考设计。

该设计启用了低成本／高性能的GPSadd-ons。

其最简单的形式可以是一个GPS

　　条，将膝上型电脑转化成一个大屏幕导航装置。

另一种应用是USBGPS附件，用于连接具备USBOTG的智能电话。

此外，这一小尺寸、低功耗设计可以与其它设备，如：

USB存储器驱动器或USBMP3相结合，在这些设备中实现GPS功能。

　　b硬件/软件的融合。

整个参考设计基于GPS接收器前端,如基于Maxim的MAX2741GPS接收器前端，其MAX2741内置LNA、自适应AGC和VCO。

此外，MAX2741集成了一个1、2或3位ADC，用于支持2MHz至26MHz的参考频率，采用至电源供电。

而软件（如Philips的Spot软件）是用ANSIC编写的600Kb程序代码，能够装载并运行在各种标准处理器上，例如：

ARM、IntelXscale或TI-OMAP。

软件获取GPS前端接收器输出和卫星定位信息，然后下载卫星星历，利用新技术进行信号处理，提取卫星信号，产生有效的定位信息。

　　3、例举新技术GPS方案的应用

　　应用信息娱乐系统中现有的应用处理器完成GPS／Galileo功能

　　独特的基于软件的GPS方案，无需改动的硬件即可完成GPS／GalileoGa升级。

与全球定位系统（GPS）类似，Galileo是欧洲太空总署正在开发的欧洲导航系统Galileo。

预计在几年之内完全运转起来。

向GPS卫星系统中加入Galileo导航系统，与仅仅具有GPS的系统相比，将会使性能得到极大地改善。

由于汽车市场具有较长的设计周期，当今制造商们正在为这项新技术的应用做积极的准备。

GPS／Galileo（GNSS）技术利用系统主处理器来执行所需的GNSS定位计算，无需价格昂贵而又庞大的基带IC。

因此将GNSS的整个硬件物料清单缩减为只需RF前端电路。

这项新的技术所提供的性能与传统的硬件连线多芯片GPS方案相当，但成本却是当前业界最低的，尺寸也最为纤小。

该GNSS方案可为信息娱乐系统提供无与伦比的灵活性。

软件提供单机模式和援助模式，并可为满足您的汽车导航需求而进行优化。

图2为传统的GPS方案与新型基于软件GPS方案比较示意框图。

　　图2

　　将UMPC或膝上型电脑变为一个功能完备的GPS导航系统

　　独特的软件GPS，成本和尺寸削减50％。

全球定位系统（GPS）技术利用系统主处理器来执行所需的GPS计算，无需价格昂贵而又庞大的GPS基带IC。

此外，高度集成和极为灵活的RFIC（如MAX274l），可以最大程度的再利用其它系统资源，例如参考时钟。

并且，这种基于软件的GPS只需要元件数较少的BOM表，进一步削减了GPS方案的尺寸和成本。

GPS方案提供无与伦比的灵活性，可拓宽超级移动PC（UMPC）、膝上型电脑、PDA和智能电话中基于位置的应用功能。

提供独立及辅助GPS模式和不同大小的软件，并可针对不同的应用进行优化，例如汽车导航、个人导航或单点位置校正应用。

其示意图与图2相同。

　　4、核心芯片是GPS系统的关键部分之—

　　核心芯片的优劣在很大程度上决定了不同GPS产品的性能差异，芯片技术直接关系到GPS产品的技术指标和未来发展走向。

　　GPS芯片由一块射频集成电路、一块数字信号处理电路和标准嵌入式GPS软件构成.射频集成电路用于检测和处理GPS射频信号，数字信号处理电路用于处理中频信号，标准嵌入式GPS软件用于搜索和跟踪GPS卫星信号，并根据这些信号求解用户坐标和速度，其主打市场是无线于持设备、汽车、便携式汁算设备以及一些CPS专业用户。

　　这可以由嵌入式CPS导航系统的核心技术来看，以三星ARM9系列中的16／32位RISC处理器S3C2410A芯片为例，该芯片强大的实时处理能力和丰富的外围接门非常适合嵌入式系统的开发。

而该系统就是基于该芯片的这些特点而设计的。

该系统以SC2410A微处理器为核心，与2片32M的SDRAM（HY57V561620CT）和64M的NANDFlash（K9F1208UOB）整

　　合为最小的一套系统；另外，就是在系统外部加装可用于收GPS信号的GPS模块，用于显示的液晶面板，以及LJDAl341TS的语音芯片系统。

　　而ST公司提供完整的GPS解决方案，包括GPS基带控制器以及RF接收器。

ST的STA2051采用ARM7TDMI内核，增加了一个专用APB和12通道的GPS相关器,内部B256K+16K的FLASH存储器和6K的SRAM，以及标准STR710的所有外设资源。

ST配合STA2051发布基于ST专有嵌入式操作系统OS的完整的软件运行库实现，实现GPS完整解决方案同时可提供开放的ARM和外设资源给用户，在功耗和成本上更具优势。

STA2051产品家族包括TQFP64的汽车级的STA201和消费级的STA2051GO，以及TQFPl44的更多I／O资源的STA2051E。

　　STA2051主要特性：

工艺，单电源工作，低功耗；ARM7TDMI，32位RISC引擎，Debug接口，JTAG；内嵌256k字节+16k字节FLASH，64k字节SRAM；EMI（ExternalMemoryInterface）扩展存储器接口（仅TQFPl44），分为4区，最大可扩展至64M字节；12通道GPS硬件相关器（STMicroelectronicsIP）；独立的RTC（Real-Time-Clock）带唤醒功能；CAN控制器（CANProtocolrev．andB）高达1Mbit／s；四路16-位多功能定时器（捕捉,比较，计数，PWM）；四路UARTS，双SPI，双I2C和USB（仅144PIN）等串口通信;智能卡（1S07816-3incl．Clockgeneration）；看门狗及唤醒控制（RTC或外部触发）；HDLC控制（incl．NRZI，FM0andManchesterencoder）；4通道12位ADC变换器（Sigma-Delta）；片上电压稳压器为CPU及核心逻辑；工作温度：

-40℃～+85℃。

　　50通道LEA-5GPS模組，可提供超越现有水平的速度、灵敏度及整合方便性。

　　LEA-5GPS模块系列拥有GPS市场最快的首次定位时间。

这些单机多用途的GPS接收器采用u-blox5GPS与GALILEO芯片，不仅具有丰富功能和弹性连结能力，应用整合也很方便，使体积与成本都受严格限制的汽车电子、消费和工业等各种应用能够迅速上市。

u-blox5提供超快速的首次定位时间，它所采用的GPS架构不仅拥有50个通道，还提供超过100万个相关器（correlators）以及独立的定位与搜寻引擎，可以进行大规模的平行搜寻。

在u-blox的AssistNowA-GPS服务协助下，u-blox5芯片与模块不到1秒就能取得卫星讯号和完成首次定位。

　　这些LEA-5模块不但是目前市场上最快速和最灵敏的GPS模块，而且体积很小及成本很低，最适合大众市场的GPS消费装置采用。