基于PDA手機終端的野外流動地震監測網巡航系統的開發與應用＊

方 韡

（廈門地震勘測研究中心，福建 廈門 361021）

野外流動地震監測網主要由流動重力監測網、流動地磁監測網、跨斷層水準測量、GPS監測網各部分組成。以福建流動重力監測網為例，全省一共布有200多點，一天跑五六百公里也是家常便飯，重力測量又分往返測，經常會遇到過點、漏測的情況，現在很多車載軟件只能根據名稱巡航，不能根據經緯度巡航，而專業的GPS手持（帶彩色地圖的）價格昂貴，如何減輕地震工作人員的工作強度，提高工作效率，降低工作成本，筆者通過幾期測量實踐，得到了一套基于 PDA手機結合 GPS模塊在野外流動監測測量中具體實施方案，包括室內配準地圖、室內展布全網測點，結合GPS模塊巡航的工作流程。經過應用實踐證明，采用此方法具有高效又節約成本的特點。

1 巡航系統組成

1.1 應用原理

本方法應用GPS定位方式中的動態定位技術，利用安裝在手機PDA終端設備上的 OZI軟件，在手機上對地震流動監測網進行巡航，通過手機中的 GPS模塊，實時測得GPS接收信號天線所在的位置，不僅可測得運動載體的實時位置，還可測定其運動速度、時間和方位等狀態參數，從而引導該物體向預定方位進行導航，見圖1。

圖1 應用原理圖

1.2 OZI軟件簡介

OziExplorer（簡稱 OZI）是一套全球知名的地圖，主要用于配合GPS（全球定位系統）一起使用。其有以下特點：

1.2.1 地圖來源極其豐富

由于使用位圖地圖資源，以極其強大的校正地圖功能，使得任何一位有電腦操作經驗的人員都可以把手上任何一種地圖資源轉換為OZI的地圖，從而使OZI成為全球地圖資源最為豐富的地圖軟件。

1.2.2 OZI可以運行于多種硬件平臺

OZI可以運行于PC和PPC兩大硬件平臺，用戶可以在PC版本OZI的強大編輯功能，也可以使用筆記本電腦直接進行定位導航；同時OZI For PPC版本的超級便攜特點，使得OZI成為除手持式GPS以外最受廣泛戶外運動愛好者喜歡的GPS軟件平臺。

2 巡航系統在野外流動地震監測網觀測應用的關鍵技術

2.1 軟件安裝

到網上下載 OZI For PPC軟件，安裝在裝有 window for Mobile6.0操作系統的PDA手機上，直接運行軟件中的SETUP運行安裝程序，即可使用。

2.2 查找GPS接收機串口號

在PDA手機上用GPSView工具查找GPS的串口號。標意圖見圖2。

圖2 查看GPS接收器串口示意圖

2.3 OZI中GPS設備配置

在OZI For PPC軟件中的“文件”的“設置”GPS設置里，COM端口要與上述GPSView工具查找出的驅動程序的端口號相對應，否則會出現GPS通訊錯誤。其他參數選默認即可，見圖3。

圖3 GPS端口設置示意圖

2.4 準備地圖

方法1：

第一步：生成底圖

我們可以在 http：//map.sogou.com/上找到想要的地圖。然后“截屏”，存儲為gif格式或jpg格式。如果想要更詳細的地圖，可以把 sogou上的地圖分區域截屏，然后再用 photoshop拼接起來，總之第一步要得到底圖。

例如，我們要給廈門市做一個OZI地圖而準備的一個底圖，見圖4。

圖4 Google Map截取示意圖

第二步：校準地圖

（1）啟動 OZI Explorer，選擇 File＝>Load and Calibrate Map Image，然后選擇我們的底圖。在底圖上找到兩個比較明顯的標志，比如大的立交橋、路口等?？傊@兩個地標性位置比較容易在Google Earth上辨認出來。

注意，這兩個位置最好在水平和豎直方向上都有一定的距離。

例如，我們所選取的兩個位置，見圖5。

圖5 OZI軟件地圖校準示意圖

（2）在google Earth上找到這兩個地標的位置，并記錄下經緯度坐標，例如：地標1∶24.078829，118.509151；地標2∶24.036782，118.570889，見圖6。

（3）將記錄下的地標 1和地標 2的經緯度分別填入 OZI Explorer中Point1和Point2中。注意修改的為“東京”，選擇“E”。

（4）存儲map文件，點“Save”就行。

（5）如果你對精度要求較高，可較準更多的定位點。

方法2：

由于OZI軟件地圖資源極其豐富，可在網上根據我們的需求，如（福建省交通圖，擴展名為OZF2格式的）進行相關搜索，即可下載到熱心的網友為廣大網民配置好的相關地圖，經實踐精度方面基本滿足我們巡航要求。

圖6 Google Earth上獲取較準點經緯度信息示意圖

2.5 地圖路徑設置

在GPS定位以后，OZI能夠自動查找其地圖系統里的地圖庫。查找的目錄需要首先指定，否則即使GPS定位了也找不到地圖。在OZI For PPC軟件“文件”的“設置”里，其中的“地圖及數據文件”的“數據文件路徑”一項必須設定正確，見圖7。

圖7 地圖文件路徑設置示意圖

圖8 布設巡航點示意圖

圖9 保存、載入航點文件示意圖

3 應用實例

3.1 全省流動監測點的導入（這里以流動地磁手段監測為例）

在導入的地圖中按工具條中的添加航點功能，添加所需的監測點信息，然后輸入點名及相關備注信息（如交通情況描述），接下去按編輯功能，輸入監測點經緯度，即可展布所需要的監測點，見圖8。

3.2 保存航點文件及載入航點文件

在OZI For PPC 軟件“文件”的“航點”選項中，點擊“保存航點記錄文件”及“載入航點文件”選項，即可進行相應的功能操作，見圖9。

3.3 野外測量巡航

圖10 監測網點巡航圖示意圖

GPS定位需要一定的時間，要在空曠的地方等一段時間。一旦GPS定位，OZI就從“地圖文件路徑”查找定位位置的所有地圖，并找到比例尺最小的一張地圖顯示定位，同時紅色箭頭代表GPS當前位置，就出現在地圖中。見圖10，箭頭頂點就是當前的位置。調入室內展布的監測網文件，查看當前實測情況。地圖可以進行簡單的放大或縮小。直接用放大比例或者“＋”/“－”都可以。OZI使用的是位圖，放大和縮小地圖會有失真。OZF2格式的地圖提供比其他格式更多縮小比例。OZI窗口信息相當豐富，左上角可顯示當前位置的經緯度信息，窗口下方又有軌跡速度、真實方位、海拔等相關信息，比例尺可大至估測當前位置與施測點的距離。確實可為地震工作人員提供有用的地理信息，提高工作效率。

4 結論

通過此方法的應用，很好的解決了地震工作人員在測量工作中存在的過點漏測的情況，減輕地震工作人員的工作強度，提高工作效率，降低工作成本，取材容易，簡單而實用，經實踐高效而實用適于推廣。

1 劉基余.全球定位系統原理及其應用［M］.北京：測繪出版社，1993.