北斗论文：北斗gps双模导航终端关键模块的设计与实现

1、北斗论文：北斗/GPS双模导航终端关键模块的设计与实现【中文摘要】基于卫星导航系统的导航终端既广泛应用于交通运输领域,也应用于监测与救灾活动等领域。未来五年中国导航市场年均增长率将达到99.3%,年均消费导航终端上千万台。但我国现有的导航终端95%是采用GPS技术,北斗系统仅占有不到1%的市场份额。我国政府大力支持发展北斗卫星导航事业。北斗一号导航系统已于2003年建成运行。目前,北斗二号导航系统的第九颗卫星已成功送入太空预定轨道,2020年左右将建成具有35颗卫星的北斗全球卫星导航系统。课题源于重庆市科技攻关计划项目,本文的是设计以Android为操作系统的北斗/GPS双模导航终端,将终端设

2、计为具有两种卫星接收状态,从而保证用户终端在任何时间、任何空间都能接收到卫星定位信号,既有GPS的高定位精度,又有北斗卫星的报文通信。本论文主要工作如下:进行了系统软硬件开发平台的构建。根据功能要求选用了处理器为S3C6410的开发板,UT_GPS模块和HMBY/CZ4型北斗一号接收机。以源码方式构建了基于ARM11的Android操作系统,对关键驱动模块进行了修改。对比接收机定位信号和GPS信号格式,设计并实现北斗信号转换扩充为GPS信号格式的功能模块。分析Android操作系统中GPS数据从硬件上报到GIS的整个流程,设计实现对转换后的北斗定位信号与GPS信号以相同模式上报,实现GIS无差

3、异化调用,供用户自主选择定位模式。在Android系统中设计实现图形化北斗通信模块,实现用户终端短报文新建、发送、接收功能及定位信息转发功能。设计实现进程、线程间通信机制,维护进程、线程的正常运行,解决了主进程对文件的读写与子线程写文件动作冲突的问题。该终端的研制将很好的加速推动我国北斗导航的民用化。终端既可以应用于定位导航,也可应用于通信及监控。具有很高的应用价值和极大的推广价值。【英文摘要】Satellite-based navigation device is widely used in transportation,monitoring and rescue activities.

4、It will rise at the average speed of 99.3% growth in the navigation market of China in the next five years. It means an average annual consumption of tens of millions. But 95% of navigation terminals are using GPS technology. While our Beidou navigation system only shares less than 1%. Our governmen

5、t actively develops the Beidou satellite navigation.Beidou navigation experimental system was successfully biuild up in 2003.Until now the ninth satellite of Beidou II navigation system is successfully launched. In 2020, the 35-satellites Beidou global navigation system will be completed.This paper

6、is to develop a BeiDou/GPS dual-mode navigation terminal using Android OS and is based on one Science and Technology research project of Chongqing.The terminal is designed to receive two kinds of satellite signals with both the GPS high positioning accuracy and Beidou satellite packet communication,

7、 thus ensuring the user terminal can receive satellite positioning signal whenever and wherever.This thesiss main contents include the following:Build the hardware and software development platform. Using UT6410 and HMBY/CZ4 Beidou receiver,build Android system in the way of source code.Compare the

8、output format of signals of Beidou receivers with GPS signals. Change the format of Beidou signal into GPS format.Rearch the process of GIS geting GPS signal from the hardware. Design functions to make the converted signal and Beidou GPS signal reporte to the GIS in the same mode, so the user can ch

9、oose the positioning mode easily.Design and implement the graphic Beidou communication program on Android.Design and implementation communication mechanisms for process and threads, solving the conflict between the main processfile reading and writing with the child threadswriting action.The rearch

10、and development of this terminal can promote Beidou navigation technology. This terminal can be applied to positioning, navigation, communication and monitoring. It is highly valueable and great promotional.【关键词】北斗 双模导航终端 Android ARM11【英文关键词】BeiDou dual-mode navigation terminal Android ARM11【目录】北斗/G

11、PS双模导航终端关键模块的设计与实现摘要3-4ABSTRACT41 绪论8-131.1 研究背景和意义8-91.2 国内外研究现状9-111.3 研究目的与内容111.4 论文组织结构11-132 相关背景及技术13-302.1 定位导航系统13-18 北斗定位导航系统13-16 GPS 定位系统16 北斗一号与GPS 系统比较16-17 北斗/GPS 兼容可行性论证17-182.2 NMEA0183 协议18-21 协议概述18-19 协议常用语句定义19-212.3 北斗一号接收机21-22 北斗导航接收机概述21-22 北斗导航接收机的功能222.4 Android 系统22-292.4

12、.1 Android 架构22-242.4.2 Android 应用程序的构成24-252.4.3 Android Dalvik 虚拟机和JNI 技术25-272.4.4 Android 驱动技术27-282.4.5 Android NDK 技术282.4.6 Android 下的GIS 软件Tiger Map 介绍28-292.5 本章小结29-303 导航终端关键模块设计30-503.1 导航终端总体概述30-31 终端总体结构30-313.2 导航终端硬件平台设计31-39 导航终端硬件概述31-323.2.2 ARM11 处理器介绍32-34 UT6410 开发板介绍34-35 UT_

13、GPS 硬件模块35-37 HMBY/CZ4 型北斗接收机37-393.3 Android 中GPS 模块分析393.3.1 Android 中GPS 数据获取39 GPS 信息的上报框架393.4 北斗数据处理程序总体设计39-44 串口数据通信39-40 HMBY/CZ4 型北斗接收机输入输出信息分析40-42 数据处理程序总体设计42-443.5 北斗定位数据采集模块44-45 北斗定位数据采集44-45 北斗定位信号转换453.6 北斗通信模块45-49 北斗通信功能45-46 发送北斗短报文的处理流程46-47 对通信数据的存取策略47 通信模块IPC 机制47-48 主进程对文件的读写与子线程写文件冲突的处理48-493.7 本章小结49-504 导航终端系统实现50-634.1 Android 系统移植50-534.1.1 Android 源码获取50 Linux 内核移植50-524.1.3 Android 文件系统52-534.2 Android 开发环境搭建53-54 安装android SDK53 更新Eclipse 并下载ADT53 安装和配置NDK 开发环境53-544.3 Android 中GPS 模块实现54-584.4 终端北斗定位实现58-604.5 终端北斗通信实现60-624.6 本章小结62-635