嵌入式gps%2fgis导航系统的研究与设计

《嵌入式gps%2fgis导航系统的研究与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国内图书分类号：V448.13学校代码：10213国际图书分类号：629.783密级：公开工学硕士学位论文嵌入式GPS/GIS导航系统的研究与设计硕士研究生：斯亮导师：宁永臣副教授申请学位：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：控制科学与工程系答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V488.13U.D.C:629.783DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHERESEARCHANDDESIGNOFEMBEDDEDGPS/

2、GISNAVIGATIONSYSTEMCandidate:SiLiangSupervisor:AssociationProf.NingYongchenAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringAffiliation:Dept.ofControlScienceandEngineeringDateofDefence:June,2009Degree-Conferring-Institution:HarbinI

3、nstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要全球定位系统（GPS）是为用户提供免费而精确的经度，纬度和海拔三维位置信息与时间信息的无线电导航系统。地理信息系统（GIS）是用于采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统，是以数字形式分析和处理海量地理实体属性，即地理数据的一种技术。其技术优势在于它对地理数据的综合、模拟、分析、评价与预测能力。将GPS技术与GIS技术进行整合应用，其目的是把GPS接收机所提供的空间数据按照某种地理坐标进行编码，以实现对GPS接收机的定位、定性

4、与定量描述。这种整合应用的意义之一在于：GIS拓展了GPS的应用与发展空间，GPS则为GIS提供了更为丰富的信息源，并促使GIS向更高层次发展。本文利用面向对象软件工程技术对基于Linux操作系统的嵌入式GPS/GIS导航系统进行了研究与设计，取得了以下主要成果。首先，创建了基于Linux操作系统的嵌入式系统开发平台。在系统硬件平台方面，给出了系统硬件平台结构框图，并对所选用的处理器与GPS接收机进行了介绍，在系统软件平台方面，确定了以Linux操作系统和qt/embeddedGUI图形用户界面开发工具为软件开发平台，并介

5、绍了软件开发平台的建构方法与移植方法。其次，完成了GPS/GIS导航系统软件的总体设计与实现。制定了系统软件总体设计原则，给出了系统主控模块与数据采集模块，信息显示模块，坐标变换模块，信息检索模块，路径导航模块，地图匹配模块等子模块的设计，确定了各功能模块之间的逻辑调用关系，并完成了系统主控模块的代码实现。在此基础上，还详细讨论了Linux操作系统环境下GPS接收机与系统主机的串口通信问题并给出了其代码实现。再次，完成了GPS数据采集与管理模块的设计与实现。为提取有效定位信息，对GPS接收机所采用的通信协议进行了解析，获得

6、了经纬度、海拔高度等有效定位信息，为实现准确定位，分析了GPS所使用的WGS-84坐标系与我国国家地图所使用的坐标系之间的差异及其转换方法，设计了数据采集识别模块与数据坐标变换模块并给出了两模块的代码实现。最后，完成了GIS地图信息显示与管理模块的设计与实现。为在第三方GIS地图中显示由GPS接收机所得到的定位信息，先利用高斯-克吕格（Gauss-Kruger）投影算法将GPS、GIS这两种地理信息球面坐标数据全部转换成平面坐标数据，然后利用C++语言的类设计方法完成了转换后数据的组织、管理与绘制。GPS-I-哈尔滨工业大

7、学工学硕士学位论文应用的核心问题之一就是最短路径搜索问题，A*算法是人工智能中的一种典型的启发式搜索算法，是解决静态电子地图中最短路径搜索问题的最有效的方法之一，本文给出了该算法的代码实现。系统运行结果表明，系统运行平稳可靠，效果良好，表明了分析方法、设计方法与实现方法的正确性，所用设计理论的有效性。关键词：全球定位系统（GPS）；地理信息系统（GIS）；嵌入式Linux操作系统；C++语言；最短路径搜索A*算法-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractGlobalPositioningSystem(GPS)i

8、saradionavigationsystemwhichprovidesfreeuserswithaccuratelongitude,latitudeandelevationofthree-dimensionalpositioninformationandtimeinformation.Geograph