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中国计量学院本科毕业设计(论文)基于GPS的四轴飞行器的导航系统设计TheDesignOffourShaftAircraftNavigationSystemBasedOnGPS学生姓名江克楠学号0700107129学生专业机械电子工程班级07机电1班二级学院机电工程学院指导教师李运堂中国计量学院2011年6月郑重声明本人呈交的毕业设计论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。学生签名：日期：2011年5月29日分类号：TP242.6密级：公开UDC：621学校代码：10356中国计量学院本科毕业设计(论文)基于GPS的四轴飞行器的导航系统设计TheDesignOfFourShaftAircraftNavigationSystemBasedOnGPS作者江克楠学号0700107129申请学位工学学士指导教师李运堂学科专业机械电子工程培养单位中国计量学院答辩委员会主席评阅人2011年6月致谢随着这篇本科毕业论文的最后落笔，我四年的大学生活也即将划上一个圆满的句号。回忆这四年生活的点点滴滴，从入学时对大学生活的无限憧憬到课堂上对各位老师学术学识的深沉沉湎，从奔波于教室图书馆的来去匆匆到业余生活的五彩缤纷，一切中的一切都是历历在目，让人倍感留恋，倍感珍惜。在此论文撰写过程中，要特别感谢我的导师李运堂老师。为人随和热情，治学严谨细心的他，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改，都始终认真负责地给予我耐心的指导，帮助我开拓研究思路，点拨与鼓励。正是李老师的无私帮助，我的毕业论文才能够得以顺利完成，谢谢李老师。最后我还要感谢机电工程学院和我的母校—中国计量学院四年来对我的大力栽培。I基于GPS的四轴飞行器导航系统设计摘要：四轴飞行器执行任务就必须人工进行遥控或进行自主巡航。人工遥控只能完成视野内的任务，若要在人类难以到达的地方执行任务，如灾区、极地等，就必须使用自主巡航。用于民用的自主巡航飞行器可执行水灾、火灾、地震等灾情调查救援任务；化工厂等场所有毒气体浓度监测；重要设施连续监控；输油管线和输电线路的巡查；区域性空－地、空－海通讯中继；农田、林区农药喷洒；当对特定地区进行日常环境监测，也可以使用这种飞行器，自动巡查完后自动返航并自动记录存储数据，大大减少人力成本。本文提出了一种基于GPS的简易四轴飞行器导航系统的设计与实现。该系统能接收并分析出需要的GPS定位信息，与存储的定位坐标进行简易地自主导航，并在显示屏上模拟和显示。同时也可测量飞行距离以及获得准确的卫星时间。详细介绍了GPS系统的组成、定位误差、数据接收和参数提取的方法，并同时研究了点阵液晶显示屏字库的建立与字符的显示，以及I2C总线串口传输技术的实际运用。关键词：GPS；四轴飞行器；自主导航中图分类号：TP242.6IIThedesignoffourshaftaircraftnavigationsystembasedonGPSAbstract：Toperformtasks,fourshaftaircraftmustberemoteartificiallyforcontrolorcruiseindependently.Artificiallyremotecontrolcanonlycompletethetaskwithinsight,Ifwanttoperformtasksintheplacethathumaninaccessible,Suchasdisasterarea,polar,etc,youmustuseindependentcruise.Forcivilianuseindependentcruisevehicleexecutabletothedisasterinvestigationrescuemissionsuchasflood,fireorearthquake;poisonousgasesconcentrationmonitoringinchemicalfactories;Importantfacilitiescontinuousmonitoring;Oilpipelinesandtransmissionlinesearch;Regionalair-to-ground,air-to-marinecommunicationrelay;Thefarmlandandforestpesticidesprays;ifweneedgettospecificareasfordailyenvironmentmonitoring,Alsocanusethisaircraft.Automaticreturnafterbeautomaticsearchandautomaticrecordstoredata,greatlyreducethemanpowercost.ThispaperputsforwardamethodofsimplefourshaftvehiclenavigationsystemdesignandimplementationwhichbasedonGPS.ThesystemcanreceiveandanalyzeGPSpositioninginformationthatweneed,andstoragepositioningcoordinateeasily,andautonomousnavigation,simulateandthendisplayonthescreen.Italsocanmeasurableflightdistanceandgetaccuratesatellitetime.Introducesthecomposition,positioningerror,datareceivingofGPSsystem,andmethodofparameterextraction,andtheestablishmentoftheLCDscreenfonts,andtheapplicationofcharactersI2Cbuspracticaltheserialtransmissiontechnology..Keywords：GPS;Fourshaftvehicle;AutonomousnavigationClassification:TP242.6III目录摘要................................................................................................错误!未定义书签。目录.............................................................................................................................III1绪论............................................................................................................................11.1研究背景.................................................................................................................11.2国内外四轴飞行器自主导航系统发展现状.........................................................11.2.1国内外飞行器的发展和应用..............................................................................11.2.2全球定位系统GPS发展概述.............................................................................31.3系统简介.................................................................................................................41.3.1系统功能简介......................................................................................................41.3.2系统设计简介......................................................................................................42硬件设计....................................................................................................................52.1硬件总体设计.........................................................................................................52.2处理器的选择.........................................................................................................52.2.189C51系列单片机简介......................................................................................52.2.2单片机管脚说明：..............................................................................................82.3GPS模块...............................................................................................................102.3.1GPS硬件介绍....................................................................................................102.3.2GPS卫星信号.....................................................................................................112.3.3GPS定位误差.....................................................................................................112.4LCD显示模块介绍..............................................................................................122.5键盘模块.....................