基于GSM/GPS的运动汽车定位跟踪监控中心软件设计

摘要

我国是一个汽车保有量已达数千万辆的国家，随着汽车种类和数量的不断增多，频发的各种车辆盗窃、行车安全事故给人民群众造成的危害越来越大，因此加强和提高对运动汽车实时的定位跟踪监控以便提高车辆的运行效率和保障行车安全就显得尤为迫切。而随着全球定位系统GPS(Global Positioning System)中SA(Selective Availability)政策的取消以及GPS民用不断普及；全球移动通信系统GSM(Global System of Mobile communication)已发展到3G时代和地理信息系统GIS(Geographic Information System)的快速发展，使得基于GPS/GSM运动汽车定位跟踪监控系统设计的可行性不断增强。
　　 本论文以GPS/GSM移动车辆作为监控终端硬件平台并在VC++环境下结合GIS进行定位跟踪监控中心软件设计，为了减小GPS模块定位误差，系统应用卡尔曼滤波算法对GPS数据进行滤波以增加GPS定位的精度。系统在功能上主要包括串口通信模块、卡尔曼滤波模块、Access数据库模块、电子地图模块和人机交互界面模块。针对系统各功能模块的设计，论文首先分析了GPS全球卫星定位跟踪技术，GSM网移动通讯技术，GIS地理信息系统基本原理方法，而后重点论述了VC++环境下MSComm控件实现串口通信的过程、ADO技术操作Access数据库的详细流程、卡尔曼滤波算法的实现过程、MapInfo电子地图的设计和MapX控件的二次开发过程以及人机界面的设计过程。
　　 最后对系统各功能模块以及整个系统进行了调试和测试。测试结果显示，定位跟踪监控中心各模块运行良好，可以对GPS/GSM监控终端移动车辆进行实时的定位跟踪，实验结果分析表明，监控中心通过卡尔曼滤波算法降低了GPS定位误差，提高了GPS模块的定位跟踪精度，实现了对终端GPS/GSM车辆的实时定位跟踪，运行稳定，效果良好。

目录

文摘

英文文摘

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 课题研究发展现状

1.2.1 定位跟踪系统研究现状

1.2.2 卡尔曼滤波算法研究现状

1.3 本文所做工作及各章节安排

第2章 GSM/GPS运动汽车定位跟踪系统综述

2.1 GPS定位系统基本原理

2.1.1 GPS全球定位系统组成

2.1.2 GPS卫星定位基本原理

2.1.3 GPS定位误差

2.1.4 GPS坐标转换原理

2.2 GSM通信技术

2.2.1 GSM通信系统简介

2.2.2 短消息服务SMS

2.2.3 SMS通信模式及通信协议

2.3 THEGM-1型GPS/GSM移动车辆

2.3.1 系统硬件结构

2.3.2 系统运行原理

2.4 本章小结

第3章 监控中心软件设计与实现

3.1 系统需求分析

3.2 监控中心系统设计

3.3 串口通信模块

3.3.1 MSComm控件实现串口通信

3.3.2 发送/接收GPS数据的实现

3.3.3 实现坐标转化类

3.4 卡尔曼滤波模块

3.4.1 离散型卡尔曼滤波基本方程

3.4.2 离散型卡尔曼滤波误差分析

3.4.3 VC++下实现卡尔曼滤波

3.5 数据库模块

3.6 电子地图模块

3.6.1 地理信息系统

3.6.2 MapInfo系列电子地图

3.6.3 Maplnfo电子地图的数据组织结构

3.6.4 MapInfo电子地图的绘制

3.6.5 电子地图的实现

3.6.6 MapX控件介绍

3.6.7 MapX对象模型

3.6.8 VC环境下利用MapX进行二次开发

3.6.9 GPS目标定位跟踪监控功能

3.7 人机交互界面模块

3.7.1 VC++环境下菜单与对话框编程

3.7.2 VC++环境下菜单调用对话框

3.8 本章小结

第4章 系统实验与结果分析

4.1 系统实验目的环境

4.1.1 实验目的

4.1.2 实验环境

4.1.3 实验步骤

4.2 系统各项功能实验

4.2.1 串口通信模块

4.2.2 电子地图模块

4.2.3 GPS定位跟踪监控功能

4.2.4 数据库模块

4.2.5 卡尔曼滤波误差分析

4.3 系统整体功能测试

4.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文

附录B 部分程序代码