嵌入式GPS-GIS導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、全球定位系統(tǒng)（GPS）是為用戶提供免費而精確的經(jīng)度，緯度和海拔三維位置信息與時間信息的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)（GIS）是用于采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和表達地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)，是以數(shù)字形式分析和處理海量地理實體屬性，即地理數(shù)據(jù)的一種技術(shù)。其技術(shù)優(yōu)勢在于它對地理數(shù)據(jù)的綜合、模擬、分析、評價與預(yù)測能力。將GPS技術(shù)與GIS技術(shù)進行整合應(yīng)用，其目的是把GPS接收機所提供的空間數(shù)據(jù)按照某種地理坐標進行編碼，以實現(xiàn)對GPS接收

2、機的定位、定性與定量描述。這種整合應(yīng)用的意義之一在于：GIS拓展了GPS的應(yīng)用與發(fā)展空間，GPS則為GIS提供了更為豐富的信息源，并促使GIS向更高層次發(fā)展。本文利用面向?qū)ο筌浖こ碳夹g(shù)對基于 Linux操作系統(tǒng)的嵌入式GPS/GIS導(dǎo)航系統(tǒng)進行了研究與設(shè)計，取得了以下主要成果。
　　首先，創(chuàng)建了基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺。在系統(tǒng)硬件平臺方面，給出了系統(tǒng)硬件平臺結(jié)構(gòu)框圖，并對所選用的處理器與GPS接收機進行了介紹，

3、在系統(tǒng)軟件平臺方面，確定了以Linux操作系統(tǒng)和qt/embedded GUI圖形用戶界面開發(fā)工具為軟件開發(fā)平臺，并介紹了軟件開發(fā)平臺的建構(gòu)方法與移植方法。其次，完成了GPS/GIS導(dǎo)航系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計與實現(xiàn)。制定了系統(tǒng)軟件總體設(shè)計原則，給出了系統(tǒng)主控模塊與數(shù)據(jù)采集模塊，信息顯示模塊，坐標變換模塊，信息檢索模塊，路徑導(dǎo)航模塊，地圖匹配模塊等子模塊的設(shè)計，確定了各功能模塊之間的邏輯調(diào)用關(guān)系，并完成了系統(tǒng)主控模塊的代碼實現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，還

4、詳細討論了Linux操作系統(tǒng)環(huán)境下GPS接收機與系統(tǒng)主機的串口通信問題并給出了其代碼實現(xiàn)。再次，完成了GPS數(shù)據(jù)采集與管理模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。為提取有效定位信息，對GPS接收機所采用的通信協(xié)議進行了解析，獲得了經(jīng)緯度、海拔高度等有效定位信息，為實現(xiàn)準確定位，分析了GPS所使用的WGS-84坐標系與我國國家地圖所使用的坐標系之間的差異及其轉(zhuǎn)換方法，設(shè)計了數(shù)據(jù)采集識別模塊與數(shù)據(jù)坐標變換模塊并給出了兩模塊的代碼實現(xiàn)。最后，完成了GIS地圖信息顯

5、示與管理模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。為在第三方GIS地圖中顯示由GPS接收機所得到的定位信息，先利用高斯-克呂格（Gauss- Kruger）投影算法將GPS、GIS這兩種地理信息球面坐標數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)換成平面坐標數(shù)據(jù)，然后利用C++語言的類設(shè)計方法完成了轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的組織、管理與繪制。GPS應(yīng)用的核心問題之一就是最短路徑搜索問題，A*算法是人工智能中的一種典型的啟發(fā)式搜索算法，是解決靜態(tài)電子地圖中最短路徑搜索問題的最有效的方法之一，本文給出了該算法的