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目 录

第一章 绪论 1

1.1 GPS定位系统的研究背景及发展前景 1

1.1.1 GPS定位系统的研究背景和意义 1

1.1.2 GPS定位系统的发展前景 1

1.2 GPS定位系统的国内外研究现状 2

1.2.1 GPS定位系统的国内研究现状 2

1.2.2 GPS定位系统的国外研究现状 3

1.3 论文的研究内容和组织结构 3

1.3.1 论文的研究内容 3

1.3.2 论文的组织结构 3

第二章 方案选择 5

2.1 GPS定位系统 5

2.2 北斗定位系统 5

2.3 伽利略定位系统 5

2.4 三种卫星系统的对比分析 5

第三章 硬件设计 5

3.1 STM32控制模块 5

3.1.1 STM32F103VET6与51单片机对比 5

3.1.2 STM32F103VET6与西门子PLC对比 5

3.1.3 STM32F103VET6处理器参数 5

3.2. GPS定位模块 5

3.2.1 GPS定位传感器的选择 5

3.2.2 GPS15L模块与GPS标准模块的对比 5

3.2.3 GPS标准模块的介绍 5

3.3 核心电路的设计 5

3.3.1 STM32控制模块电路的设计 5

3.3.2 GPS模块电路的设计 5

3.4 外围电路的设计 5

3.4.1 电源电路的设计与实现 5

3.4.2 LED显示电路的设计与实现 5

3.4.3 复位电路的设计与实现 5

3.4.4 晶振电路的设计与实现 5

3.4.5 BOOT电路的设计与实现 5

第四章 软件设计 5

4.1 GPS定位原理 5

4.1.1 GPS定位的基本原理及分类 5

4.1.2 GPS定位伪距定位法 5

4.2 GPS坐标转换 5

4.2.1 WGS84坐标 5

4.2.2 北京54坐标 5

4.2.3 高斯投影平面直角坐标系 5

4.2.4 坐标转换原理 5

4.3 程序设计流程图 5

4.3.1 单片机编程语言的选择 5

4.3.2程序流程的说明 5

第五章 GPS定位系统调试 5

5.1 调试准备工作 5

5.2 调试步骤 5

5.3 调试结果 5

第六章 结论 5

参考文献 5

致谢 5

基于STM32的无人船GPS定位系统设计与实时显示

卢雨晴

，China

Abstract：With the rapid development of the modern society, unmanned ship technology has emerged as a result of difficulties in resource collection and staff safety issues. The key factor in the development of unmanned ship technology is the design rationality and location information of the positioning system. The accuracy of the display. At present, the positioning of unmanned ships mostly uses GPS, GPRS and Beidou systems. This paper designs a GPS positioning system based on STM32 and realizes real-time display of location information.

This article primary mission is to design the GPS system, and completed job contents mainly as follows:

(1) Understand the principle of GPS positioning, analyze the GPS latitude and longitude geographical coordinates in detail, and solve the problem of coordinate transformation between latitude and longitude geographic coordinates to plane system coordinates;

(2) Use Altium Designer software to design STM32 minimum system and GPS module circuit diagram, build hardware circuit, and perform comprehensive debugging;

(3) A GPS positioning system based on STMicroelectronics' STM32 microprocessor was designed and practically used on an unmanned ship.

Keyword：GPS positioning;STM32;Unmanned Ship;Real-time display.

第一章 绪论

1.1 GPS定位系统的研究背景及发展前景

1.1.1 GPS定位系统的研究背景和意义

近年来，发展日新月异的GPS技术，无论是对于国家在世界全球的发展，还是对于人民的日常生活均意义非凡。以GPS技术为核心，把卫星跟踪站分别放在不同的国家和地区，这些卫星跟踪站得到的具体数据传输到用户手中，进一步反馈给用户，用户只需要一台接收机，通过相应的基本操作，就可以达到不同级别的实时、快速定位的目的^[1]。

然而，GPS定位技术还是有一定的局限性，需要长期后续研究进行改进升级。显而易见的是定位精度在城市受建筑影响较大，为了使定位精度提高，使定位实时性传输速度更快，一方面结合基站、WIFI、RFID、GPRS等技术提高定位的精确度，扩大其应用范围，另一方面，通过选择合适的控制器，目前研究大多基于80C51单片机和ARM微处理器两种^[2]。由于近年来ARM处理器的发展迅速，且功能强大，可实现更高要求，本论文采用基于ARM Cortex^® -M3内核的STM32单片机，通过无人船来实现定位与位置的实时显示来展现本次研究成果。

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