STC89C51单片机北斗卫星定位信息显示系统设计+源程序(2)

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致谢 24

附　录 25

1 引言

北斗卫星导航系统（BDS）是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。进一步服务，它具有军用与民用功能。中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统，之后开始构建服务全球的北斗卫星导航系统，于2012年起向亚太大部分地区正式提供服务，并计划至2020年完成全球系统的构建。北斗卫星导航系统除能够获取时间信息和位置信息外，其主要特点是具备有短报文通信功能，使得在系统覆盖区域内的终端用户可以进行双向通信，这是其他卫星导航系统所没有的创新性功能，具备了通信与导航相结合的特色服务。而目前市场上以北斗卫星作为导航系统的商品尚不是很多，特别是民用产品目前还处于起步阶段，因此北斗相关应用的巨大潜在市场还有待挖掘和开发。

本文首先介绍了北斗卫星导航系统的基本概念、及其发展、北斗接收机的工作原理及接收机定位流程。然后对单片机及其串口通信、UM220-III及其语句的数据格式、液晶显示器进行了详细论述，并且设计了所需的外围电路。接着详细地介绍了该北斗接收机的软件设计过程。通过C语言实现了北斗卫星信号的提取、显示等。经过实践测试,本接收机可以实现基本北斗卫星信息接收以及显示。它具有方便灵活、优质价廉、精度高、连续导航、抗干扰能力强，并可广泛应用于个人野外旅游探险、出租汽车定位及海上作业等领域。

1 北斗卫星导航系统的简介

1.1 北斗卫星的由来及发展

卫星导航系统是重要的空间信息基础设施，中国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。中国北斗导航系统已全面覆盖东南亚，根据中国科学技术部日前的消息，老挝和文莱将通过研究与合作协定初步采用北斗导航系统。2013年4月初，泰国已和中国签署类似协议，成为中国国产导航系统的首个海外客户。目前，北斗卫星系统已覆盖整个东南亚，目标到2020年覆盖全球。[1]

1.2 北斗卫星导航系统的构成与工作原理

北斗卫星是一个提供全中国范围内的卫星定位系统。它是中国自主开发的用于地面定位的第一代卫星系统，现在已发展成为可供民用定位和数据通信的系统。北斗卫星系统由三个主要部分组成：空间卫星，地面站(LES)及民用控制中心（神州天鸿控制中心）和用户终端，如图1.1所示。

（1）空间卫星：

空间卫星部分由2～3颗地球同步卫星组成，负责执行地面中心站与用户终端之间的双向无线电信号中继任务。每颗卫星的主要载荷是变频转发器，以及覆盖定位通信区域点的全球波束或区域波束天线。每颗卫星都有2个波束，定位在太平洋、印度洋二个区域。两颗工作卫星的波束分别为1、2、3、4。一颗备用星的波束为5、6。两颗卫星都可以覆盖中国全境。覆盖范围：北纬5～55度，东经70～145度。系统组成如图1所示。

（2）地面站：

终端与终端之间相互通信的中转站即为地面站。地面站设在北京，通过神州天鸿中心站系统为民用定位与通信提供服务。其功能是完成与卫星之间上、下行数据的处理；对各类用户发送的业务请求进行响应处理，完成全部用户定位数据的处理工作和通信数据的交换工作，并把计算所得到的用户位置和经过交换的通信内容，分别送给有关用户；同时可对发送方用户进行通信回执确认；此外神州天鸿网管中心还负责用户的注册、管理和业务开通。