基于移動(dòng)GIS的GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)

　　4 GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

　　智能設(shè)備GPS 接收的NMEA 格式數(shù)據(jù)為WGS-84 坐標(biāo)系下的大地坐標(biāo)，即用經(jīng)緯度高程（B,L,H）表示的坐標(biāo)；PDA 電子地圖使用的是國(guó)家大地坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系下的直角坐標(biāo)，是用（X,Y）表示的平面坐標(biāo)。因此，在不考慮高程參與轉(zhuǎn)換的前提下，通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的統(tǒng)一。

　　轉(zhuǎn)換過(guò)程分為兩步，第一步將WGS-84 橢球下的（B,L）坐標(biāo)，通過(guò)高斯正算，轉(zhuǎn)換為該橢球下的平面坐標(biāo)；第二步將高斯平面坐標(biāo)，通過(guò)解析變換法，轉(zhuǎn)換為國(guó)家大地坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系下的平面坐標(biāo)（X,Y）。

　　4.1 高斯正算

　　根據(jù)不同的精度要求可以給出不同的高斯正算公式，下面采用一種適合于計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)的電算公式，使用1975 國(guó)際橢球參數(shù)，平面坐標(biāo)精度可達(dá)0.001m。

　　4.2 平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

　　根據(jù)地方的實(shí)際情況和需要，將高斯平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地方獨(dú)立坐標(biāo)系下的平面坐標(biāo)（X,Y），采用四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型。使用此模型求解平面坐標(biāo)分為三個(gè)步驟，第一步是將WGS-84 平面坐標(biāo)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；第二步將旋轉(zhuǎn)后的WGS-84 平面坐標(biāo)系與地方平面坐標(biāo)系進(jìn)行尺度統(tǒng)一；第三步進(jìn)行平移。

　　以下為模型的具體形式：

　　其中： , 通過(guò)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)架構(gòu)，即Smart Client（智能客戶端）架構(gòu)，架構(gòu)如圖2 所示：

　　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(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下載到客戶端存儲(chǔ)卡里。