基于移動(dòng)GIS的GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)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(duì)的公共點(diǎn)數(shù)據(jù)，使用最小二乘原理，列出誤差方程，求解出四個(gè)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(diǎn)在地方獨(dú)立坐標(biāo)系下的平面坐標(biāo)。

　　5 實(shí)例開發(fā)

　　實(shí)例硬件條件為HTC Touch HD 智能手機(jī)和內(nèi)置嵌入式GPS 模塊（定位精度10m）；坐標(biāo)系為阜新獨(dú)立坐標(biāo)系；開發(fā)平臺(tái)為Visual Studio.NET（2008），加載ArcGIS Mobile SDK 組件。

　　系統(tǒng)作為移動(dòng)GIS 的一部分，采用與移動(dòng)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(diǎn)，在充分利用客戶端資源的同時(shí)支持與服務(wù)器的實(shí)時(shí)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(chǔ)卡里。

　　系統(tǒng)實(shí)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(hào)強(qiáng)度。

圖3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)圖。

為了驗(yàn)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(shí)地測(cè)試為安裝了本系統(tǒng)的智能手機(jī)，加載制作的遼寧工程技術(shù)大學(xué)PDA 電子地圖，測(cè)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(diǎn)出發(fā)，東行到達(dá)街道口，經(jīng)莘銘路、紫蔭路到達(dá)學(xué)校南門。測(cè)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(hào)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(chǔ)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(jìn)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(qiáng)的可視化表達(dá)能力。

　　6 結(jié)論

　　使用GPS 中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)能夠簡(jiǎn)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(jìn)一步的擴(kuò)展和定制。當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用到車載導(dǎo)航，系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象變更為路面行駛車輛時(shí)，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(kù)；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(jī)可以集成差分GPS 模塊，定位精度可達(dá)到分米級(jí)。