葉仲基臺灣大學：生物產業機電工程學研究所卓奕全Tso, Yi-ChuanYi-ChuanTso2007-11-262018-07-102007-11-262018-07-102005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/52900摘要 本研究將GPS精準的定位能力與GSM無遠弗界的傳輸能力，藉由RS-232介面結合，並自行以VB 6.0撰寫軟體，將在遠端行進之車輛路線即時地在本地端的顯示出來，並分別與實際路線及GPS接收器紀錄的航跡比較，為系統未來在農用車輛應用提出初步可行性的探討。 軟體方面考量各地區的泛用性，可讀取不同的電子地圖檔並可自行設定描繪軌跡時使用的不同參考點。並使用人機介面與加入防呆措施，使操作更為方便且不易出錯。 測試範圍為台灣大學周遭與校園內，先以經濟部提供之座標資料為參考點，在GPS未開啟差分修正時，本系統即有不錯的表現；而在差分修正開啟後，因參考點的誤差而須另外訂定一組參考點，惟描繪之軌跡與實際路線便極為雷同。 實驗結果顯示：此系統可即時在本地端觀測到在遠端行進的軌跡，並且在台大校園內大部分地區皆具可信度，因農業上的使用也因多為空曠區域且GPS收訊良好，本系統應極具潛力。若能有效地解決GPS定位在都市的誤差，本系統的應用將更為廣泛。Abstract In this study, the track matching the actual path of a vehicle by means of GPS (Global Position System) / GSM (Global System for Mobile Communication) technology, can be shown in a remote terminal by a VB(Visual Basic) program. We also compared the tracks drawn in a remote terminal to the tracks recorded in the GPS receiver. These results will provide us with a preliminary assessment towards the application of this system inside agricultural vehicles. The software developed in this study has a function that loads different e-maps so that the software can be used in different places. For ease of use, it has a human-computer interface and a idiot-proof design to prevent any mistakes when using the software. This system was tested in NTU (National Taiwan University) campus and the surrounding area. The Ministry of Economic Affairs, ROC, offered the coordinates of two reference positions of the map. When the DGPS function of the GPS receiver was not enabled, the performance of the system was average. However, when the DGPS function was enabled, the track obtained was not of a satisfactory level, as originally anticipated. Therefore another set of reference points positioned by the GPS receiver must be chosen to improve the reliability of the system’s performance. Experiments showed that this system was usable in and around NTU. There is great potential for this system’s application within the agricultural industry. The amount of wide-open space normally found in an agricultural field causes the errors of GPS to be reduced. If some methods are devised to improve the accuracy of GPS in cities, the system could be suitable for all kinds of purposes.目　　　　　錄 頁次 致謝 ………………………………………………………ii 摘要 ……………………………………………………iii Abstract ……………………………………………………iv 第一章　緒論與研究目的 ……………………………………1 第二章　文獻探討 　 …………………………………………2 2.1 文獻回顧 ………………………………………………2 2.2 GPS系統 ………………………………………………3 2.3 GSM系統 ………………………………………………10 第三章　研究方法 ………………………………………15 3.1 系統架構設計 ………………………………………15 3.2 位置傳輸系統 ………………………………………16 3.3 軌跡顯示系統 …………………………………………22 3.4系統設定與測試 …………………………………………27 第四章 結果與討論 …………………………………………29 4.1 結果 …………………………………………………29 4.2 討論 …………………………………………………46 第五章 結論 …………………………………………………48 第六章 建議 …………………………………………………49 參考文獻 ……………………………………………………50 附錄一 VB程式碼 ……………………………………………52 圖目錄 頁次 圖2.1 NMEA-0183標準格式定義 …………………………………6 圖2.2 GPS座標轉換流程 …………………………………9 圖2.3 GSM系統架構 ……………………………………12 圖3.1 系統架構 …………………………………………15 圖3.2 位置傳輸系統硬體設備 ………………………………16 圖3.3 GPS接收機 (Garmin eTrex Legend) …………………17 圖3.4 差分修正接收儀 (CSI WireLess SBA-1) ……………18 圖3.5 GSM模組 ……………………………………19 圖3.6 自製之RS-232轉接線 ………………………………21 圖3.7 軌跡顯示系統 ……………………………………22 圖3.8 GSM數據機外觀 ……………………………………23 圖3.9軌跡顯示程式設計流程 …………………………………24 圖3.10 引用Microsoft Comm Control 6.0 …………………25 圖3.11 原始電子地圖檔 …………………………………27 圖3.12 修改後之電子地圖檔 …………………………………27 圖4.1 程式畫面(文字模式分頁) ………………………………29 圖4.2 ComPort設定視窗 ………………………………31 圖4.3 Pro Mode指令輸入視窗 ………………………………32 圖4.4 檢視GPS定位資料視窗 ………………………………32 圖4.5 程式視窗(軌跡分頁) ………………………………34 圖4.6 舟山路測試一(第一組參考點，無差分修正) ………35 圖4.7 舟山路測試二(第一組參考點，無差分修正) ………36 圖4.8 知武館頂樓測試實際路線 ………………………37 圖4.9 知武館頂樓測試一(第一組參考點，無差分修正) ……38 圖4.10 知武館頂樓測試二(第一組參考點，經差分修正) ……38 圖4.11 知武館頂樓測試三(第二組參考點，無差分修正) …39 圖4.12 知武館頂樓測試四(第二組參考點，經差分修正) ……40 圖4.13 廣域測試：基隆路段(第一組參考點，無差分修正) …41 圖4.14 廣域測試：校園南方路段(第一組參考點，無差分修正)42 圖4.15 廣域測試：校內路段(第一組參考點，無差分修正) …42 圖4.16 椰林大道重複路線測試(第一組參考點，無差分修正)…43 圖4.17 校園路段測試(第一組參考點，無差分修正) ………43 圖4.18 台大操場測試(第一組參考點，無差分修正) ……44 圖4.19 知武館頂樓測試。MapSource之軌跡(左) ……………45 圖4.20知武館頂樓測試。本研究之軌跡(右) ………………45 圖4.21 MapSource軌跡與本研究系統軌跡比較 ………………45 表目錄 頁次 表2.1 TWD-67 與TWD-97 於虎子山座標值的比較 ………………8 表3.1 GSM數據機I/O定義 ………………………………………19 表3.2 WAVECOM GSM數據機電子特性 ……………………………20 表3.3 GSM 模組接腳定義(WMO2 USER MANUAL) ………………21 表3.4 GSM數據機接腳定義 ……………………………………23 表3.5 GSM 數據機電子特性 ……………………………………23en-US全球衛星定位系統數位式行動電話軌跡監視系統GPSGSMTrack monitoring Systemthesis