2。1。1 GPS 工作原理

GPS 的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用 户接收到这些信息后经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和 时间信息[9]。

通常我们所说的 GPS 指的是用户设备部分，GPS 接收设备接收到空中不同位 置的三颗卫星信号，通过三维坐标中的距离公式来计算 GPS 接收器的所在位置。 但由于卫星的时钟和接收设备时钟的误差，所以需要接收到第四颗卫星的信息来 计算[10]，以保证定位的准确性和精确度。如图 2-1 所示：

图 2-1 GPS 定位原理

2。1。2 GPS 特点与应用

全球定位系统有很多特点，其主要特点如下：

(1) 全天候：GPS 自 24 颗人造卫星发射以后就在开始了定位的功能，提供 实时的、连续的、全天候的定位导航信息和授时服务；

(2) 全球覆盖：GPS 的 24 颗卫星分布在地球外围 20200KM 处，分布在 6 个 轨道平面，可以将地球上的任何地点都覆盖到，因此无论在哪里都可以接收到 GPS 信号的定位信息；

(3) 三维定速定时高精度：GPS 是采用三维空间定位方法，提供三维位置、 三维坐标，极大的提高了定位坐标的精确度；

(4) 快速省时高效率：现在市场上的 GPS 定位接收设备有很多，而且手持 类的定位设备也有很多，只要打开设备就可以接收到 GPS 信号；

(5) 应用广泛多功能：GPS 可以应用在交通导航、海上定位、野外考察、 军事等方面。GPS 不仅可以实现定位导航的功能，还可以进行地质勘探，土地的 测量等功能。

2。2 树莓派简介

树莓派是由英国剑桥大学埃本·阿普顿研发并发售的一款基于 Linux 系统 的、只有信用卡外形大小的卡片式计算机。外观虽小，但却具有同计算机相同的 所有基础功能，并且还具有嵌入式的一些功能。研发树莓派的最初目的是通过低 廉的硬件以及开放自由的软件来推动计算机基础教育，后来受到了计算机和硬件 爱好者的喜爱，虽然树莓派的结构比较简单，只有 USB 端口、HDMI 端口和音频 接口，但可以用树莓派创造出了各式各样的软硬件应用，并逐渐应用到更多的领 域。

2。2。1 树莓派介绍

树莓派系统的核心是 Broadcom BCM2835 的片上系统。这是一种多媒体处理 器系统，意味着绝大部分的系统组件，包括中央处理单元、图形处理单元以及音 频和通信硬件，都可以集成在一块芯片上，并置于主板中央的内存芯片下面[11]。 Broadcom BCM2835 还使用一种指令集结构，即 ARM 结构。ARM 结构主要应用在移 动设备上，很少用于电脑桌面上，所以树莓派在这点上有了很大的创新。相比于 桌面处理器具有高功耗和复杂指令集而言，ARM 结构指令集结构简单、功耗低， 因此树莓派能够在 MicroUSB 接口提供的 5V 和 1A 电源驱动下运行。

树莓派能够运行 Linux 系统，与 Windows 不同，Linux 是开源的，所有代码 都是公开的，这方便了树莓派使用者使用。树莓派没有自带的频幕显示器，可以 通过连接电脑显示器或通过 HDMI 接口连接外接显示器使用。树莓派没有输入设 备，可以通过 USB 接口连接键盘和鼠标使用。文献综述

简而言之，树莓派是一个卡片大小的开发板，上面可以运行 Linux 系统，我 们可以用它开发我们想要的设备。

2。2。2 树莓派类型

树莓派早期只有 A 型和 B 型两种类型，但随着需求的改变，树莓派也不断更 新着自己的类型以满足市场用户的需求，现在树莓派主要有 A 型、A+型、B 型、 B+型、2 代 B 型、3 代 B 型等，各种类型的具体参数如表 2-1：