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全球定位系统(GPS)带来了电子导航领域的一场革命,它具有的高精度、全天候、全球覆盖能力等诸多优点是其他导航设备无可比拟的。在所有应用中,GPS在航海领域所发挥的作用尤其显著,海上航行、避碰、自动驾驶、船舶自动识别等每个方面都需要GPS的支持。所以GPS定位与导航技术是每个船员应具备的最基本技能。由于GPS设备功能复杂,操作与控制面板小,实物教学受到多种因素限制,如不能保证每个学生有一台GPS设备,即使硬件能够保证,由于教师每次指导的学生数量有限,不能保证每个学生能跟随教师讲解同步操作。而且在教学环境下,GPS处于静止状态,其定位与导航功能不能直接显示。研究和开发GPS仿真与船舶自动导航系统对于提高航海教学与训练具有重要的理论和实用意义。本论文结合所在单位科研工作的实际需要,研究与开发GPS仿真与船舶自动导航系统。在深入分析了GPS在航海领域的应用情况及GPS的仿真技术研究现状、卫星信号处理及星座计算的基础上,提出了系统的设计框架和实现方法。在研究过程中严格按照国际海事组织(IMO)STCW国际公约关于航海模拟器的有关技术标准。对卫星定位有关的有关原理进行了深入分析,结合船舶运动方程,对GPS下航迹计算、船舶定位与自动导航进行了系统研究,解决了自动导航中航点、航线、指示、报警等问题,最终实现GPS仿真与船舶自动导航系统。系统实现使用了GDI、MFC、XML、HTML、图像处理、Install shield等开发环境与开发工具,采用面向对象程序设计思想完成了GPS128接收机的开发工作。系统界面友好、功能全面、能适应网络环境下教学方式,并具有完善的帮助系统,完全可满足航海院校GPS教学与培训的需要。通过实际应用,取得了较好的效益与效果。