基于移動GIS的GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
以下為模型的具體形式:
其中: , 通過采集兩坐標(biāo)系下至少三對的公共點數(shù)據(jù),使用最小二乘原理,列出誤差方程,求解出四個轉(zhuǎn)換參數(shù)。有了轉(zhuǎn)換參數(shù),就能夠通過上式,求解出其它點在地方獨立坐標(biāo)系下的平面坐標(biāo)。
5 實例開發(fā)
實例硬件條件為HTC Touch HD 智能手機和內(nèi)置嵌入式GPS 模塊(定位精度10m);坐標(biāo)系為阜新獨立坐標(biāo)系;開發(fā)平臺為Visual Studio.NET(2008),加載ArcGIS Mobile SDK 組件。
系統(tǒng)作為移動GIS 的一部分,采用與移動GIS相同的開發(fā)架構(gòu),即Smart Client(智能客戶端)架構(gòu),架構(gòu)如圖2 所示:
圖2 Smart Client 系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)圖
該模式繼承并結(jié)合C/S、B/S 模式的優(yōu)點,在充分利用客戶端資源的同時支持與服務(wù)器的實時雙向同步。PDA 電子地圖數(shù)據(jù)既可以直接部署在智能設(shè)備的地圖緩存中,也可以通過無線網(wǎng)絡(luò)下載到客戶端存儲卡里。
系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能如圖3 所示,其中地圖管理和地圖操作為通用功能,主要包括放大、縮小、漫游;GPS 設(shè)置和GPS 操作主要包括端口、波特率設(shè)定、GPS 端口的打開和關(guān)閉;衛(wèi)星信息顯示功能,主要包括顯示經(jīng)緯度坐標(biāo)、接收衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星位置和信號強度。
圖3 系統(tǒng)功能設(shè)計圖。
為了驗證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可行性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?,系統(tǒng)實地測試為安裝了本系統(tǒng)的智能手機,加載制作的遼寧工程技術(shù)大學(xué)PDA 電子地圖,測試PDA通過無線網(wǎng)絡(luò)訪問Internet的連通性,開啟GP S端口,從遼寧工程技術(shù)大學(xué)荃蕙路西起點出發(fā),東行到達街道口,經(jīng)莘銘路、紫蔭路到達學(xué)校南門。測試所經(jīng)過的路線具有利用GPS 采集地理數(shù)據(jù)和導(dǎo)航的典型代表性。
GPS 中間件技術(shù)通過調(diào)用以下方法設(shè)置端口號和波特率:
圖4 地圖在PDA 端顯示。
圖5 可用衛(wèi)星位置分布。
圖6 GPS 定位。
圖7 GPS 導(dǎo)航。
通過URL(統(tǒng)一資源定位符)和緩存存儲的路徑,來唯一確定地圖數(shù)據(jù)的位置:
通過以下代碼確定坐標(biāo)參考框架,加載端口接收的GPS 數(shù)據(jù),進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:
由以上調(diào)用主要函數(shù)的過程可以看出,GPS 中間件技術(shù)擁有更高的數(shù)據(jù)安全性,具有更強的可視化表達能力。
6 結(jié)論
使用GPS 中間驅(qū)動技術(shù)能夠簡潔、清晰、高效的開發(fā)出一套性能穩(wěn)定、功能全面的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。
系統(tǒng)可以做進一步的擴展和定制。當(dāng)系統(tǒng)擴展應(yīng)用到車載導(dǎo)航,系統(tǒng)的服務(wù)對象變更為路面行駛車輛時,就應(yīng)在系統(tǒng)中加入地圖匹配技術(shù)和導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)庫;GPS 的定位導(dǎo)航精度也可以依據(jù)不同行業(yè)的需求加以靈活定制。例如,PDA 或智能手機可以集成差分GPS 模塊,定位精度可達到分米級。
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