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原文传递简易船载导航仪的设计与开发

论文题名：	简易船载导航仪的设计与开发
关键词：	船载导航仪;硬件电路;软件设计;性能指标
摘要：	无线电导航技术的发展极大提升了船舶航行的安全性，而美国GPS在船舶上的广泛应用对船舶交通更是具有革命性的意义。我国自1994年开始自主建设北斗卫星导航系统，经过多年的发展与完善，北斗系统已经在交通运输、农林渔业、通信授时等领域发挥了巨大的作用。　　在船舶领域，北斗船载导航仪应用尚处在初级阶段，与GPS相比，它在产品种类、数量等方面还存在明显的差距。随着北斗系统的进一步完善和国家政策的大力推动，我国即将迎来北斗导航产品研发的黄金时期，具有广阔的发展空间和巨大的市场需求。为此，本文面向小型船舶，设计并制作一台简易船载导航仪，具有实时显示船舶经纬度、航速、航向、可见卫星颗数、定位精度等信息的功能，并且还能作为电子海图的外接导航设备。设计内容主要包括以下几个部分：　　（1）导航仪总体功能的设计。分析并确定导航仪需要实现的功能；选择了合适的GPS/北斗双模定位导航模块ATGM332D、主控器STC12C5A16S2单片机、稳压芯片LM2576S5.0和液晶显示屏CJT04301。　　（2）导航仪硬件电路的设计。利用单片机采集、解析和处理接收到的定位信息，并驱动液晶屏显示处理后的定位数据；设计了卫星定位电路、主控器外围电路及稳压电路，选择了合适的串口通讯模块；利用Altium Designer绘制总体电气原理图和PCB图，并完成了焊接电路板电路的连通性测试。　　（3）导航仪控制软件的设计。通过程序设计，不同的硬件模块才能联合工作。主程序包括系统初始化程序、串口接收中断程序、定位信息解析处理程序和屏幕刷新显示程序等；通过导航仪用户界面设计和定位信息的处理，实现了显示信息的功能。　　（4）导航仪整体调试和电子海图实现。测试导航仪独立工作时的电性能和不同环境下的首次定位时间，利用串口通讯方式，将定位信息传送到计算机中，在电子海图上定位导航。结果表明导航仪电性能指标符合设计要求，在各种天气下冷启动定位平均时间为34S，并且能够快速准确在电子海图上实现船舶的定位导航。
作者：	郑丽彬
专业：	交通运输工程
导师：	丁天明;楼然苗
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江海洋大学
学位年度：	2020
正文语种：	中文