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基于LTE及北斗导航的物联网终端位置系统的研究与仿真

作　者: 颉啟奎
导　师: 杨文考
学　校: 北京交通大学
专　业: 信息网络与安全
关键词: 北斗导航 接收机 定位精度 位置管理系统 系统测试
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 42次
引　用: 0次
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内容摘要


随着科技的进步,人们对智能终端的需求与日俱增,并且人们对智能终端提供的服务提出了更多和更高的要求。近年来,基于位置的服务发展迅速并极大地改善了人们的生活,互联网时代的SoLoMo已经成为新的发展趋势。因此,智能终端一项必不可少的功能就是满足用户的精准定位需求。目前,我国自主研发的北斗卫星导航系统已完成了对东南亚地区的覆盖,并已经在我国的军用、民用领域发挥了重要作用,其可以为授权用户提供定位、测速、授时和通信等服务。本文详细介绍了北斗系统定位的基本原理,即如何通过北斗系统来获取用户的位置信息,包括经度、维度、高度和速度等。由于在计算用户位置坐标的过程中存在许多干扰因素,从而影响了定位的精准度,所以,本文又分析了北斗系统定位过程中存在的误差源,并提出了一些解决方法和措施来减弱和消除这些误差。北斗导航定位系统中北斗接收机的一个典型应用就是与移动终端设备相结合,准确获取这些终端的位置信息,并同时利用应用软件系统对这些终端进行综合管理,如智能物流系统和车辆监控系统等。本文第二部分详细介绍了这样一个终端位置管理系统的设计和开发。为了提高开发效率并保证系统的稳定性,该系统采用了基于MVC设计模式的SSH框架。该系统面向三级用户,不同级别的用户访问系统的权限不同,也从系统获取的服务不同。该系统主要由5个功能模块组成,即信息管理、信息查询、轨迹回放、电子围栏和片区监控。这些功能模块既独立又统一,能够高效地管理车辆终端并对用户提供便捷的服务。在这部分的最后,针对片区监控模块的开发过程中遇到的判断点与多边形位置关系的难点,本人提出的一种改进的算法很好地解决了这个问题。最后,针对论文中终端位置管理系统的应用场景、系统需求以及系统总体设计目标,使用单元测试、系统测试和压力测试这三种软件测试方法对系统中五个核心的功能模块进行了测试。测试结果表明该管理系统设计合理、功能正常、性能良好,达到了预期目标。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-16
  1.1 课题背景  11-13
    1.1.1 北斗卫星导航系统简介  11-12
    1.1.2 LTE发展概况  12-13
    1.1.3 物联网简介  13
  1.2 课题研究现状及意义  13-14
  1.3 本人主要工作和论文组织结构  14-16
2 北斗导航系统定位  16-30
  2.1 时间系统  16-17
    2.1.1 协调世界时(UTC)  16-17
  2.2 坐标系统  17
  2.3 北斗导航系统定位计算  17-28
    2.3.1 北斗系统的构成  17-18
    2.3.2 定位基本原理  18-19
    2.3.3 卫星位置坐标的计算  19-23
    2.3.4 伪距测量  23-24
    2.3.5 接收机位置的计算  24-28
  2.4 本章小结  28-30
3 北斗系统定位误差分析  30-40
  3.1 误差来源  30-35
    3.1.1 误差分类  30
    3.1.2 信号传播误差  30-33
    3.1.3 与卫星有关的误差  33-34
    3.1.4 与接收机有关的误差  34
    3.1.5 其他误差来源  34-35
  3.2 误差修正  35-39
    3.2.1 减弱电离层影响的方法  35-38
    3.2.2 减弱对流层影响的方法  38-39
    3.2.3 减弱多径效应影响的方法  39
  3.3 本章小结  39-40
4 管理系统的设计  40-60
  4.1 系统分析  40-44
    4.1.1 系统功能需求分析  40-43
    4.1.2 系统设计原则  43-44
    4.1.3 系统总体设计目标  44
  4.2 系统设计方案  44-49
    4.2.1 系统架构图  44-45
    4.2.2 数据库设计  45-46
    4.2.3 系统构建包与操作类设计  46-49
  4.3 系统中主要功能模块介绍  49-54
    4.3.1 信息管理模块  49-50
    4.3.2 信息查询模块  50-51
    4.3.3 电子围栏模块  51-52
    4.3.4 轨迹回放模块  52-53
    4.3.5 片区监控模块  53-54
  4.4 片区监控模块中的关键问题  54-58
    4.4.1 判断点与多边形位置关系的方法  54-57
    4.4.2 改进射线法算法实现  57-58
  4.5 本章小结  58-60
5 系统测试  60-67
  5.1 测试方法  60-61
  5.2 测试环境  61
  5.3 功能测试  61-66
  5.4 本章小结  66-67
6 总结与展望  67-69
  6.1 全文研究工作总结  67
  6.2 全文研究工作展望  67-69
参考文献  69-71
作者简历  71-73
学位论文数据集  73

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