1. 研究目的与意义
全球定位系统( GPS,Global Positioning System)是美国从上世纪70年代开始研制、历时20年、耗资200亿美元、于1994年全面建成、具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。全球定位系统（GPS）的出现与发展，为人类的导航和定位提供了可靠的保障。GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
GPS拥有体积小、重量轻、功耗低、携带方便、价格低廉等优点。作为现代地学研究工具的GPS，经过了20世纪80年代10个年头的试验研究，90年代初出现了利用GPS的精密大地测量，此后它的全球应用呈现生气勃勃之势。GPS在科学应用方面，包括了地学的广泛领域，如地壳构造学、地球自转、海洋学、地震学、冰川学、气象学、全球气候、水文学和生态学等。GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。GPS主要由空间卫星、地面监控系统和系统设备三大部分组成。24颗卫星组成的GPS系统凭借着其独特的卫星分布和“多星、高轨、测时一测距”体制，实现了全球覆盖、全天候、高精度、连续实时导航定位。GPS系统的地面监控系统由一个主控站、3个注入站和5个监测站组成。计算每颗GPS卫星的的星历和卫星钟差、状态数据以及信号的大气层传播改正，并以一定形式编制成导航电文，传送到注入站，用户接收设备主要是GPS接收机，它由无线前置放大器、信号处理、控制与显示、记录和供电单元组成。
本课题针对GPS技术在多个领域广泛应用的要求，设计一个在FPGA控制下GPS数据接收与解析的电路，按照GS-89模块的数据传输格式，由FPGA接收GS-89模块获取的相关数据并解析为相应的定位信息，再由FPGA控制LCD显示器件实时显示出来。所用的GS-89模块是由杭州晶控电子有限公司生产的，该模块采用SIRF3芯片组，灵敏度达-159DB，定位时间精度达到1微秒，速度为0.1米/秒，采用外接天线。为此，我提出通过单总线技术设计一个GPS定位数据接收与解析及其无线传输系统。通过FPGA接收总线GS-89实现位置定位，并通过由FPGA控制LCD显示，显示出位置信息。
2. 研究内容与预期目标
本课题针对GPS技术在多个领域广泛应用的要求，设计一个在FPGA控制下GPS数据接收与解析的电路，按照GS-89模块的数据传输格式，由FPGA接收GS-89模块获取的相关数据并解析为相应的定位信息，再由FPGA控制LCD显示器件实时显示出来。
研究内容：
（1）学习FPGA开发环境、设计流程及硬件描述语言Verilog HDL;
3. 研究方法与步骤
一、研究方法：
采用FPGA作为主控模块，通过对 Verilog HDL硬件描述语言的编程来实现具体操作，并且通过quartus Ⅱ软件实现仿真。
二、研究步骤：
4. 参考文献
[1] 张会娟，张健，贾敏强等，导航GPS接收机校准数据自动处理方法研究[J]. 工业计量,2021(4). DOI:10.13228/j.boyuan.issn1002-1183.2021.0027.
[2] 张健，赵东升,于志善等. 导航型GPS接收机校准中数据处理方法的研究[J]. 计量技术,2015(10).
DOI:10.3969/j.issn.1000-0771.2015.10.17.
5. 工作计划
1. 第1周~第3周：查阅相关文献资料，研究多点GPS数据获取的相关方式、硬件开发模块及相关技术的发展状况，分析总结并撰写开题报告；
2. 第4周~第5周：学习Verilog HDL语言、FPGA的软硬件的开发环境QuartusII等；
3. 第6周~第7周：设计并制作整体硬件电路；
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