[摘要] 車載信息系統中,如何實時接收GPS數據信息,并將其轉化為電子地圖可用的數據信息,成為一個新的研究領域。本研究以VB為開發平臺,以MapX控件為圖形平臺,以MSComm控件為通信接口,開發一個GPS數據讀取與映射系統。能實時接收GPS接收機的數據信息,并將其轉化為相應的可用數據,將被測量點直觀的顯示在數字地圖上,最終結果表明本系統運行良好,能夠接收信息并映射。
[關鍵詞] GPS 地理信息系統 MapX控件
車載信息系統技術的發展,正在逐漸的改變人們的生活。在車輛導航、交通監控等多方面的應用,使車載信息系統成為電子信息領域中一個重要的研究方向。車載信息系統是結構較為復雜的一個復合應用系統,既要集成衛星定位技術(GPS)和地理信息系統(GIS),又要結合Windows組件技術和電子地圖技術,最終實現終端軟件顯示相應的電子地圖,使用戶與終端監控方能夠進行實時信息交流。由此分析可見,終端軟件是最重要的環節之一,如何在終端實現定位數據,并轉化為數字地圖的具體坐標,成為目前一個新的研究領域。
一、GPS數據的采集、處理與傳輸
1.GPS數據的采集
一般設計使用的GPS接收機支持RS232協議,不用改動任何驅動程序即可實現GPS數據的讀取。NMEA-0183規定GPS數據的輸出速率為4800波特,在應用程序上打開串口,設置串口速率為4800波特,工作模式為8-N-1.NMEA-0183輸出的是ASCII字符,應用程序要對GPS接收機支持的GGA,GSV,RMC,VTG等消息進行解析,得到運動目標的經度、緯度、高度、速度、方向、時間等信息,存入緩沖區。
2.GPS數據的處理
由于選擇可用性政策的取消,當前普通GPS接收機的精度基本上可以滿足對運動目標進行定位監控的需要。但是在有遮擋物的情況下,GPS的精度會嚴重地下降,對于這種情況可以采用平均值法和地圖匹配法。
3.GPS數據的傳輸
通常采用TCP/IP協議來傳輸數據。在移動IP環境下,分組的時延可以達到1000 ms以上,從而可以滿足監控的要求。
GPS數據:監控終端->數據中心->移動終端
GPS數據:移動終端->數據中心->監控終端
二、地理信息系統GIS概念及開發
1.GIS的概念
Geographical Information System,簡稱GIS,它是在計算機硬件、軟件系統的支持下,以地理空間數據庫為基礎,采集、儲存、管理、分析和描述整個或部分地球表面(包括大氣層在內)與空間和地理分布有關的數據,為地理研究和地理決策服務的空間信息系統。
2.GIS開發方法的選擇
獨立開發是指不依賴于任何GIS工具軟件,從空間數據的采集、編輯到數據的處理分析及結果輸出,所有的算法都由開發者獨立設計,然后選用某種程序設計語言在一定的操作平臺上編程實現。集成二次開發的優勢在于既可以充分利用GIS工具軟件對空間數據庫的管理、分析功能,又可以利用其他可視化開發語言所具有的高效、方便的編程優點。尤其是使用OCX技術利用GIS功能組件進行組件式GIS (Components GIS, ComGIS) 更能體現這些優勢。經過分析和研究,本文在WindowsXp環境下,采用VB6.0+ MapX5.0進行集成二次開發。
三、GIS組件MapX應用設計
1.組件技術
COM是組件式對象模型(Component Object Model)的英文縮寫,是組件之間相互接口的規范,是OLE(Object Linking Embedding)和ActiveX共同的基礎,其作用是使各種軟件構件和應用軟件能夠用一種統一的標準方式進行交互。
ActiveX控件可以由VB、VC、Delphi等開發工具生成OCX文件時自動進行注冊,也可以手工注冊,其實質都是通過運行應用程序Regsvr32.exe來實現。Regsvr32.exe一般在操作系統的系統文件目錄下,在Regsvr32.exe應用程序的命令行中輸入ActiveX控件的網絡共享路徑。網絡路徑的形式為\\\\ 機器名\\共享目錄名\\文件名。如圖1所示。
2.MapX技術
Geodictionary Manager程序:
Geodictionary其實是一個二進制文件,默認文件名為GeoDict.dct,在這個文件中包含了MapX進行自動數據綁定時可以進行匹配的 MapInfo表的注冊信息。只有能夠被匹配的MapInfo表可以在Geodictionary中注冊。每當創建一幅地圖時,MapX就會在注冊表的HKEY_LOCAL_MACHINE\\Software\\MapInfo\\MapX\\5.0\\中查詢GeoDictionary的注冊鍵值。如圖2所示。
四、設計及調試
1.功能設計
用戶界面是一個應用程序最重要的部分,對用戶而言,界面就是應用程序,他們感覺不到幕后正在執行的代碼。本文實現功能如下:放大:圖層放大;縮小:圖層縮小;平移:平移圖層;GPS通信:連接GPS接收模塊;顯示座標:根據數據庫內的信息顯示相應座標。
2.菜單設計
按照系統的功能來組織菜單,并選用廣而淺的菜單樹。根據菜單選項的含義進行分組;并且按一定的規則排序。
3.MapX工具設計
數據加載,GST文件由GeosetManager50.exe程序生成。在程序使用gst文件:Mapl.Geoset=Filepath+FileName,使用LayerInfo對象,這種方式下加載地圖數據源的地圖集和屬性集均可直接使用。如圖3所示。
4.MSComm控件應用
VB6.0的MSComm通信控件提供了一系列標準通信命令的接口,它允許建立串口連接,可以連接到其他通信設備(如Modem)。計算機都有一個或多個串行端口,它們依次為Com1、Com2、…,這些串口還提供了外部設備與Pc進行數據傳輸和通信的通道。本文使用Com2端口進行GPS數據的上收。
五、結論
以上海地區地圖為例,計算機終端能準確的定位并顯示出GPS接收機的數據信息。總結本文,主要做了以下幾方面的工作:研究了控件MapX的應用,對電子地圖中的關鍵操作進行了分析,對例如放大、縮小、移圖等基本操作的原理重點加以研究;應用VB進行軟件編程,界面整體設計;研究了GPS坐標下的WGS-84坐標與北京54坐標之間的轉換,實現了7參數坐標轉換模塊與高斯投影正反算模塊;并最終通過MSCOMM控件讀取GPS數據信息并顯示。
參考文獻:
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