NMOE_项目结题论文_GPS+ARM+GSM的智能电子导游设计与实现.docVIP

国家大学生创新性实验计划项目结题论文 中央民族大学 项目组成员： 邵燕 郑旅军 孙福成 指导教师：程卫军 职称：副教授　 项目编号：NMOE200811016 2009年12月15日 目录： 一、 选题背景 - 3 - 二、 系统设计的关键问题及解决方案 - 4 - 1、GIS电子地图制作： - 4 - 2、ｇｐｓ数据的接收及精度的提高 - 8 - 1）测量的误差来源 - 8 - 2）GPS NMEA0183接受协议 - 9 - 3）定位信息的提取及处理 - 10 - 4）改善定位精度 - 11 - 3、GSM数据处理 - 12 - 4、 GPS与GSM及地图显示部分相互整合 - 14 - 1．系统硬件的选择 - 15 - 2．系统软件的选择 - 15 - 3．系统整个程序流程的设计 - 18 - 五、 研究成果 - 21 - 参考文献： - 22 - 致谢 - 23 - 基于GPS+ARM+GSM智能电子导游设计与实现 中央民族大学 邵燕 郑旅军 孙福成 指导教师：程卫军 职称：副教授 摘要：本项目GPS、GSM的技术基础上，中央民族大学电子地图开发智能导游。ARM9-2410开发板嵌入式Linux 操作系统进行设计。通过改进卡尔曼算法实现更高精度的GPS定位GSM模块短信通信关键字：GPS；ARM；GSM；电子导游关键问题b.电子地图数据：制作好本校的电子地图之后，将其转换成MIF/MID 文件， Mapinfo 主要通过MIF、MID两个文件向外交换数据以及与其他GIS软件建立数据接口，其中MIF数据文件主要保存空间数据的图形信息，MID数据文件主要保存空间数据的属性信息。MIF由头文件和数据段组成，数据段包含mapinfo定义的点、线、面、多义线、区域、圆弧、文本、矩形、圆角矩形和椭圆等实体，具体如图1-2所示。MID文件为对应实体的属性。掌握了文件关系之后，就可以用Ｃ或Ｃ＋＋语言编程实现对.mif文件的读取。 图1-1 mipinfo编辑软件制作民大地图 图1-2 .mif文件内容 c.地图投影和坐标转换：由于从mapinfo的MIF文件中获得的数据是位于地球椭球面上的经纬度坐标，所以需要经过地图投影将经纬度坐标数据投影为平面坐标数据，才能在QT图形界面里正确绘制地图。具体原理过程如下： ①大地坐标转换成地图平面坐标[2]。 以O 为圆心,长轴a 为半径做圆弧RQ ,又以O 为圆心, 短 轴b 为半径做圆弧L M ,如图3 所示, K′K 垂直OP 轴,设O K′与OP 轴夹角为u , KT 为K 点在子午椭圆的切线,得: 　 图1-3 则椭球圆上一点K 坐标( P , Z) 为: 其中: 由图1-3可得: 其中, H 为高度。 ②地图平面坐标转换成大地坐标 。 由式(2) 可得其逆变换为: ③地图平面坐标转换为屏幕坐标[3] 由于地图平面坐标系和屏幕坐标系都是平面直角坐标系,它们之间的差别在于坐标原点的不同,坐标轴的方向和刻度单位不同。因此,它们之间的变换只要通过比例变换、平移变换和旋转变换就可以实现。假设原坐标系的坐标值为( X , Y) ,变换后的坐标值为( sx , sy) , x 轴, y 轴的比例变换因子分别为xs , ys ;平移变换因子分别为t x , ty ,旋转角度为α;则它们之间的坐标变换可用下列方程实现 : 比例变换方程为: 平移变换方程为: 旋转变换方程为: 本项目中采用高斯-克吕格投影。经过地图投影后，原来的经纬度坐标数据就转化成了平面上以米为单位的坐标数据。但是要把地图绘制在嵌入式设备的屏幕上，还需要把平面坐标数据转化为屏幕上以像素为单位的坐标数据。代码实现为：首先调用translate（）函数转化绘图设备坐标系统的原点（0，0）到窗口的左上角。具体实现的核心代码如下所示- r.moveTopLeft( QPoint(-r.width()/2, -r.height()/2) ); eraseRect = eraseRect.unite( mtx.map(r) ); eraseRect.moveBy( -1, -1 ); eraseRect.setSize( QSize( eraseRect.width() + 2,eraseRect.height() + 2 ) ); um.translate( pw/2, ph/2 ); // 0,0 is center um = mtx * um; p.setWorldMatrix( um ); 在QT图形界面的图形绘制： 图形的绘制包括点、线等的绘制，绘制工作都是在类Show中的paintEvent(QpaintEvent*)函数