基于电子地图的gps导航定位程序的设计与实现

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1、绪论一、选题背景以及意义随着计算机技术的飞速发展,全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)在各行各业中得到广泛的重视和应用,两者的集成化程度也日益加强，实现了GPS导航信息在GIS上的可视化、一体化和集成化，能够在地图上实时动态地跟踪目标和显示地理位置。GPS定位为GIS提供了采集数据信息的新方法，GIS为GPS提供了可视化的原始地图背景，两者关系愈加紧密。电子地图是随着计算机技术的发展而产生的一种崭新的地理信息载体，具备地图的内涵,是数字地图在计算机屏幕上的符号化显示,具有信息丰富、直观易懂、更新

2、方便、实用灵活等特点,因而受到用户的普遍欢迎。所以电子地图与GPS定位系统相结合成为两者未来发展的必然趋势。随着GPS车载导航设备和PDA设备的快速发展，GPS、电子地图与掌上电脑技术相融合，逐步形成一个嵌入式的掌上导航系统，是当前GIS、GPS研究领域的主要趋势。如今，作为GPS与GIS很好的结合体，GPS车载导航系统在国内外市场已经逐步普及，成为汽车行业的宠儿。本文选题意义在于利用GIS矢量数据（shapefile非拓扑关系数据）作为电子地图格式，结合GPS，在电子地图上实现实时定位，对基于电子地图G

3、PS定位技术的研究打下了坚实基础。二、国内外研究进展作为GPS导航与GIS的结合体，嵌入式掌上导航系统成为了国内外GPS厂商发展的重点，尤其是汽车行业的宠儿——车载GPS导航系统。车载GPS导航系统是一种先进的导航系统，能够探测到汽车在行驶途中的当时位置，协助驾驶者在陌生的道路环境中，通过电子地图与话音指南，准确地掌握前往目的地的路线。它是GPS导航定位技术与电子地图技术结合的焦点。现阶段，随着电子产和汽车产业的快速发展，国内外汽车生产商、GPS专业厂商加快了对汽车GPS导航系统研制，而我国汽车导航系统本

4、身起步比国外要晚了许多，在各个方面存在着较大差距，下面简述国内外在该行业上的研究进展状况。（一）国外研究进展在硬件方面，全世界已经有包括IBM、MicroOptical、Xybernaut在内的超过100家公司生产与移动计算相关的产品，如带LCD显示器的眼镜、手执微型键盘、手执鼠标、声控输入设备、GPS天线等。在应用系统开发方面，美国麻省理工学院、哥伦比亚大学和欧洲的瑞士联邦技术学院、荷兰Delft技术大学等都在医学、工业等各个移动计算领域进行应用系统的开发工作。33在地图数据方面，美国爱荷华州立大学和加

5、利福尼亚大学美国地理信息与分析中心（NCGIA）正在合作为NASA和联邦统计机构进行一项名为Batutta的计划，旨在研制一套专为地学野外采样使用的移动作业系统，包括地理环境与地理信息系统在无线移动环境中的集成以及穿戴式计算机、便携计算机、PDA和台式服务器的联合使用。在软件开发方面，作为GIS市场的领头雁Autodesk、ESRI和Intergraph三大公司为MobileGIS技术做出了极大的贡献。Autodesk公司开发AutodeskOnSite的“移动访问”模块。ESRI研制了ArcGIS软件产

6、品—ArcPad。而Intergraph建立自己的移动GIS解决方案—IntelliWhere。这些软件极大方便了MobileGIS个人导航系统的开发。（二）国内研究进展在硬件方面，国内的硬件技术很不成熟，相关导航产品的结构设计、生产已接近国际水平，硬件差距较大，绝大多数产品尚未达到工业级技术标准。同时这几年，所有的自主导航仪的硬件几乎是清一色的日本货，全是丰田、索尼、日立和先锋等名牌产品。在应用系统开发方面，从1981年到1985年，完成了技术引进、数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析

7、算法及应用软件的开发等环节，对GIS进行了理论探索和区域性的实验研究。从1986年到现在，我国GIS的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段，逐步建立了不同层次、不同规模的组织机构、研究中心和实验室。在软件开发方面，在科技部等国家有关部门的大力组织和支持下，国产GIS基础软件开发工作取得了重要进展，出现了一批GIS高技术企业，开发出了较为成熟的国产GIS软件，如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等，并形成了一定的产业规模，同时一些导航系统软件

8、也逐步出现，例如灵图的天行者，MAPKING、LEADSTAR、领路人等，打破了国外GIS软件对我国市场的垄断，有力促进了我国地理信息系统技术和自主导航技术的发展。在地图数据方面，经过了20年的努力，国家测绘局与其他相关部门协作完成了全国l：100万、1：25万基础地理空间数据库以及全国七大江河数字地形模型的建设，并启动了全国l：5万，部分省份1：1万基础地理空间数据库的建设。这些基础数据有力促进了GIS技术的广泛应用。与此同