-附件1 文献综述

基于GPS的车辆防盗系统

专业班级：电子本033  姓名：陈健  学号：03010102

本次课题研究的是通过GPS系统、全球定位技术、嵌入式技术的结合，研究开发基于Mobile的车辆定位报警系统。该系统除了具有多种报警功能外，还利用现在迅速兴起的GPS定位技术，实现车辆实时定位报警的功能。

一、车载GPS的广泛应用领域

随着科学的发展，人类对信息的需求变得更重要。交通运输的合理调度和管制是一个重要问题，也是促进社会和人类生活的关键环节。汽车已成为现代社会不可缺少的组成部分。在国民生产和人民的日常生活中，有很多情况下需要对车辆的位置进行了解，以便处理所发生的事件。为此，过去各个部门根据自己建立了自己的专用系统。自GPS出现以来，这一应用得到了长足的发展。目前车辆定位系统在国内外得到了广泛的应用。

作为GPS应用的三个主要方面之一的车辆定位(Automatic Vehicle Location，AVL)和车辆管理(Automatic Vehicle Management，AVM)系统，伴随着GPS、无线通信手段、地理信息系统与计算机技术的不断进步，近年来得到了飞速的发展。AVL系统主要由车辆上安装的定位设备，将位置住处传递给基地中心的通信设备和基地的中心计算机以及地理信息系统软件等四部分组成。采用GPS无疑会大大降低系统的施工费用和维护费用，同时由于GPS接收机供应商之间的竞争，使AVL车载设备的成本急剧下降，从而也使各种小型系统的实现成为可能。

二、GSM在生活中的应用

随着科学技术的发展，各种通信技术日新月异。无线、有线通信技术的不断完善，使我们能够利用GSM短信息业务。近年来，我国移动通信事业发展速度惊人，为了提高网络运营环境，改善网络运营质量，网络优化已成为重要课题。短信业务是目前基于时分多址技术的移动通讯中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信网的主要方式。主要提供话音、短信息、数据等多种业务。GSM短消息功能可以做成传输各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通信系统，能广泛用于远程监控、定位导航、个人通信终端等。由于公众GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游，建立上述系统不须再组建专用通信网络，所以具有实时传输数据功能的短消息应用将得到迅速普及。

三、文献中系统描述的共同特点

全球定位系统技术用于汽车车辆定位系统，已开始从最简单的单信道、单辆车的跟踪控制，发展到多信道、多辆车的同时控制。系统应完成下列功能：

(1) 不加差分的情况下车辆定位精度达到30米左右。通过差分可将精度提高到2—5米左右。

(2) 能够显示时间、精度、海拔、纬度等观测量。

(3) 能够显示车辆行走轨迹。由于单片机具有体积小、重量轻、电源单一、功耗低等优点。全部集中在一芯片上，步线短、合理;数据大都在单片机传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高。

四、参考文献的主要概括

参考文献[1]讲述了GPS系统的组成，及其工作的大概过程。大体介绍了GPS系统的主要特点，是美国开发的全球卫星定位系统，具有高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活等优点。通过使用来自多颗卫星的信号来确定地面或者近地面任何位置的移动接收机的位置。满足军事部门和民用部门对实时导航的要求，所以GPS有着广泛的应用，已经成为当今国际公认的有效定位系统的原因。

参考文献[2]讲述了GPS系统定位系统的地面控制部分及其基本原理。GPS系统的用户接收部分的基本设备就是GPS信号接收机，其作用是接收、跟踪、变换和测量GPS卫星所发射的信号，以达到导航和定位的目的。GPS系统的用户是非常隐蔽的，它是一种单程系统，用户只接收而不必发射信号，因此用户的数量也是不受的。利用GPS进行定位的基本原理，就是把卫星视为“飞行”的控制点，在已知其瞬时坐标（可根据卫星轨道参数计算）的条件下，以GPS卫星和用户接收机天线之间距离（或距离差）为观测量，进行空间距离后方交会，从而确定用户接收机天线所处的位置。

参考文献[3]讲述了GPS的定位有两种，静态定位与动态定位。如果在定位时，接收机的天线在跟踪GPS卫星过程中，位置处于固定不动的静止状态，这种方式称为静态定位。此时接收机高精度地测量GPS信号的传播时间，根据GPS卫星的已知瞬间位置，算得固定不动的接收机天线的三维坐标。由于接收机的位置固定不动，就有可能进行大量的重复观测，所以静态定位可靠性强、定位精度高，它在大地测量、工程测量中应用相当广泛，是精密定位中的基本模式。如果在定位过程中，接收机位于运动着的载体，天线也处于运动状态，这种方式叫作动态定位。动态定位是用GPS信号实时地测得运动载体的位置。动态定位的特点是测定一个动点的实时位置，多余观测量少，定位精度较低，除了要求测定动点的实时位置外，一般还要求测定运动载体的状态参数，如速度、时间和方位等。

参考文献[4]讲述了单点定位和相对定位。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式。通过GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离。由于会有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对OA码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。单点定位时，至少需要4个同步伪距观测值，也就是说至少必须同时观测4颗卫星。相对定位(差分定位)是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它即可以采用伪距观测量也可采用相位观测量。

参考文献[5]和参考文献[9]介绍了一种新型GPS接收机，并给出了实现它的方法，即在APD后所有的工作（包括数字混频、相关、信号的摘获与跟踪等）都交给DSP来完成，并进行了GPS接收机伪随机码测距算法的研究。这不仅节省了硬件资源，降低了成本，而且增强了系统的灵活性。介绍了GPS接收机在车载系统中的组成及应用。在设计时充分考虑了GPS接收机伪随机码测距的问题。此系统体现了简便、易控、模块化以及保密性好等优势。

参考文献[6]和参考文献[8]介绍了GPS的测位原理。以一个模型说明原理，用二维平面进行测位。A点的坐标为（XA、YA），B点为（XB、YB），由A、B到本身的距离设为RA，RB。用圆规画圆找出交点α（Xα，Yβ），β（Xβ，Yβ），然后确定本身处在哪一个交点。很明显β不在地球上，所以α点为目前本身所处地点。若预先知道所处地点的正确的经纬度，同时本身又进行单独测位，由于除去了计算结果中含有的误差，故可得到高精度的测位，这一般称为相对测位（DGPS）法。

参考文献[7]介绍了GPS的GPSP码。GPS系统采用典型的CDMA，系统以码分多址形式区分各卫星信号。相关峰峰值在P码序列的周期后重复出现。自相关函数的特性常用来同步接收机复制产生码和接收信号P码。P码的捕获过程就是同步接收机中的复制产生码和接收信号P码的过程。P码的直接捕获正是利用P码以上的相关特性来实施捕获的。系统中P码的捕获通常是先捕获到C/A码，然后利用C/A码调制的导航电文中的转接字（HOW）所提供的P码信息对P码进行捕获。然而，C/A码的码长短、码速率低，易受敌方干扰和欺骗，在强干扰和欺骗的战争环境下，很难通过C/A码来捕获到P码。因此，直接捕获P码一直倍受美方的关注。产生P码并对其特性进行分析对进一步研究直接P码的捕获有着重要的意义。

参考文献[11]介绍了GSM基本传输特点和规范等。简要的说GSM的协议规范规定了，SMS消息的最大长度为140个字节，如果发送的信息太长，则需要拆分成多个消息分段。但是，多媒体消息业务（MMS）将去除简短消息长度受限的。从理论上讲，MMS可以运行于任何承载业务之上，但实际上可能要等到GPRS、EDGE或者3G出现之后才会流行开来。SMS使用信令信道作为GSM系统的传送信道。

参考文献[12]、文献[13]和文献[14]介绍了GSM的传输特点和协议等。GSM短消息是移动通信部门利用GSM网络在提供电路交换的各种电信业务和承载业务之外提供的基于数据分组交换的一项增值业务。SMS以数字蜂窝终端发送和接收字母数字消息的功能为基础，使用SS7信令信道来传输数据分组，在无业务信道呼叫时使用专用控制信道（SDCCH），有业务信道呼叫时使用慢伴随控制信道（SACCH）。因此允许用户在做一个话音或数据呼叫的同时接收一个文本消息。同时，SMS是目前GSM网内惟一采用分组方式的数据业务，一个活跃移动台能够在任何时候发送和接收一个短消息的传输协议数据单元（TPDU），不管当时业务信道上是否有正在进行的话音和数据呼叫。

参考文献

[1] Kaplan E D．Understanding GPS．principles and applications[M]．Boston：Artech House Publishers，1996．

[2] 周忠谟，易杰军编著．GPS卫星测量原理与应用[M]．测绘出版社，1992．

[3] 张凤举，王宝山编著．GPS定位技术[M]．煤炭工业出版社，1997．

[4] 王广运等编著．GPS卫星定位的应用与数据处理[M]．测绘出版社，2003．

[5] Elliott D．Kaplan著．邱致和，王万义译．GPS原理与应用[M]．电子工业出版社，2002．

[6] 真木，康隆等（日）．正确检测本车位置的GPS系统[J]．变流技术与电力牵引杂志2004，2：56～58．

[7] Bond L．Overview of GPS interference issues[J]．Boston：GPSInterference Symposium Volpe National Transportation Systems Center，1998：16～20．

[8] 朱华统等著．GPS坐标系统的变换[M]．北京测绘出版社，1994．

[9] 张守信等著．差分GPS定位技术与应用[M]．国防工业出版社，1994．

[10] GSM 07.05 Version 5.9.1，ETSI[EB/OL]．http://www.etsi.org.2003-5-12/2007 -3-25．

[11] A tutorial overview of the short message service within GSM[J], Computing & Control Engineering Journal 2000.4：26～30．

[12] SiemensTC35TerminalUserGuide[EB/OL]．http://www.siemens.com.2001-8-10 /2007-3-26．

[13] GSM 07.05 Version 5.9.1，ETSI[EB/OL]．http://www.etsi.org.2005-9-10/2007- 3-20．

[14] AT-Commands for GSM-Engine TC35[EB/OL]．http://www.siemens.com.2000- 8-12/2007-3-26．

[15] SiemensTC35TerminalUserGuide[EB/OL]．http://www.siemens.com.2005-7-16 /2007-3-26．