一、 课题国内外现状

1.国外发展现状

以美国GPS技术和俄罗斯的GLONASS为代表的卫星导航定位系统在世界范围内得到了广泛的认可与应用。尤其是美国为保持这一领域的垄断地位，一方面取消限制政策，一方面改进GPS系统性能（即GPS技术现代化：增加卫星数目，改变星座方案，增辟第二民用频率等），鼓励私营公司投资GPS事业，鼓励GPS导航定位系统成为国际标准。这一政策大大鼓舞了美国及世界各大公司发展GPS产业的信心，并推进了GPS应用和产业发展（据美国GPS产业协会推测，2000年仅美国GPS产业销售额由1995年的12.6亿美元猛增到近85亿美元）。除俄罗斯外欧盟等国也在相继发展各自的全球定位系统（筹划多年的欧洲伽俐略全球导航定位卫星计划终于在2001年4月5日举行的欧盟交通部长会上获得一致批准，标志着伽俐略计划的启动），自主开发定位系统产品，以便占有导航定位市场，掌握控制权。因此，卫星导航定位产业和竞争都将进入新的阶段。根据专家们预测其今后发展趋势有如下特点：

(1)卫星系统的更新与多个卫星定位系统共存将明显改善卫星导航定位的精度和可靠性，广泛性更为明显。

(2)双频高精度测地型接收机将继续高度垄断在几个技术领先的GPS厂家手中，在一定时期内美国继续保持其绝对优势

(3)单频测地型接收机和导航接收机OEM板产业将扩散到世界各地生产，虽是低档次的GPS产品，但用途广、用户多、市场大。美国把GPS单频OEM板的生产技术也转让出口，因而推动了世界各地企业投资GPS-OEM的生产事业。

(4)陆地导航定位产品将成为发展最快的GPS产业。

2.国内发展现状

中国北斗卫星导航系统是继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后，全球第四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统2012年将覆盖亚太区域，2020年将形成由30多颗卫星组网具有覆盖全球的能力。高精度的北斗卫星导航系统实现自主创新，既具备GPS和伽利略系统的功能，又具备短报文通信功能。

北斗卫星导航系统能够提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，具有导航和通信相结合的服务特色。通过19年的发展，这一系统在测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益，特别是在四川汶川、青海玉树抗震救灾中发挥了非常重要的作用。

北斗卫星导航系统的建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。

二、研究主要成果

近几年来我国在应用GPS技术上所取得了一定的成绩：

(1)国家测绘局已完成了国家高精度GPS空间定位A、B级网，总参测绘局完成了全国一、二级GPS网，形成了我国具有厘米级精度的三维地心框架基础及我国大板块间的速度场模型；建立了我国GPS永久性跟踪站及数据处理中心，自1997年起就可发布我国GPS精密星历。

(2)中国地震局、总参测绘局和国家测绘局共同完成了高精度地壳运动监测网的建设，为监测板块运动和区域地壳形变奠定了基础。

(3)交通部门为船舶导航技术更新，在我国沿海建立10个差分台站，实现了近海精密GPS导航。

(4)科研院所、大专院校等成功地开展GPS动态监测系统在大坝、桥梁、高层建筑变形监测的应用；在全国完成了分布式广域差分科学实验，并建立了多种服务模式的GPS差分示范站，其中解决了包括通讯链路接口、数据处理软件、服务信息库管理等多种技术难点，为差分GPS技术应用推广做了有益有效的前期工作。

(5)众多国内外厂商介入国内市场，推出了车载GPS自主导航系统、GPS车辆监控与调度管理系统、便携式地理数据采集设备、国产GPS-RTK测量系统、星基差分定位系统、广域差分终端等，扩大了GPS技术应用。

(6)城市规划、设计部门将GPS技术广泛应用于城市建设测量、工程测量、交通设计与施工测量等。石油、地质部门利用GPS技术进行石油地质勘探以及地质灾害监测，取得了良好的社会和经济效益。

(7)为了缓解日渐拥挤的城市交通，利用GPS与通讯相结合用于车辆指挥调度，大大改善交通拥堵及交通事故的及时处理。如，北京、上海的交通管理部门均建立了GPS车辆指挥调度中心。此外，如警用车、急救车、运钞车、长途货运车等特种车辆都在尝试利用GPS进行监控指挥调度，这是对GPS技术的深层次开发应用的前奏。

三、发展趋势：

1.GPS技术的陆地应用

各种车辆的行驶状态监控；旅游者或旅游车的景点导游；应急车辆（如公安、急救车等）的快速引导行驶；高精度时间比对和频率控制；大气物理观测；地球物理资源勘探；工程建设的施工放样测量；大型建筑和煤气田的沉降检测；板内运动状态和地壳形变测量；陆地以及海洋大地测量基准的测定；工程、区域、国家等各种类型大地测量控制网的测量和建设；请求救援在途实时报告；引导盲人行走；平整路面的实时监控，精细农业。

2.GPS技术的海洋应用

远洋船舶的最佳航线测定；远洋船队在途中航行的实时调度和监测；内河船只的实时调度和自主导航测量；海洋救援的搜索和定点测量；远洋渔船的结队航行和作业调度；海洋油气平台的就位和复位测定；海底沉船位置的精确探测；海底管道铺设测量；海岸地球物理勘探；水文测量；海底大地测量控制网的布测；海底地形的精细测量；船运货物失窃报警；净化海洋（如海洋溢油的跟踪报告）；海洋纠纷或海损事故的定点测定；浮筒抛设和暗礁爆破等海洋工程的精确定位；港口交通管制；海洋灾难检测。

3.GPS技术的航空应用

民航飞机的在途自主导航；飞机精密着陆；飞机空中加油控制；飞机编队飞行的安全保护；航空援救的搜索和定点测量；机载地球物理勘探；飞机探测灾区大小和标定测量；摄影和遥感飞机的七维状态参数和三维姿态参数测量。

4．GPS技术的航天应用

低轨道通讯卫星群的实时轨道测量；卫星入轨和卫星回收的实时点位测量；载入航天器的在轨防护探测；星载GPS的遮掩天体大小和大气参数测量；对地观测卫星的七维状态参数和三维姿态参数测量。

四、存在问题

当前GPS技术已经延伸到各个领域的方方面面，它给我的生活带来相当多的便利。但由于其技术本身一些局限性，当设备处于静止状态下或者比较偏僻的山区无法接收到GPS信号时就无法准确及时的测量出当前的方向。所以本设计在基于GPS强大优点的前提下，融合的电子罗盘的功能进而解决的GPS的一些弊端。

五、主要参考文献

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2. 李明峰, 冯宝红.GPS定位技术及其应用 [M]. 北京:国防工业出版社2006,125~130

3. 王惠南.GPS导航与原理应用 [M]. 北京:科学出版社,2003:140~160

4. 张华宇, 谢凤芹, 王立滨. AVR单片机开发入门与典型实例 [M].北京:机械工业出版社,2011(65)

5.  (英) Tim Williams.电路设计技术与技巧 [M]. 北京:电子工业出版社,2006,71~75

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7. 谢钢. GPS 原理与接收机设计 [M]. 北京:电子工业出版社,2009:11~16

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9. 冯正,韩焱,王黎明.多线程串口通信技术在GPS导航中的应用 [J] .现代电子技术2009(5)

10. 赵志礼,孟庆辉,张松涛. 基于单片机的GPS定位信息处理 [J] .电子测试2009(10)