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VC++环境下GPS导航电子地图的应用研究

作　者: 韩卫济
导　师: 毛奔
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: GPS GIS 电子地图 MapX MSComm 地图匹配
分类号: TP311.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,随着科学技术的快速发展,GPS、GIS、电子地图等技术日益成熟并且开始紧密结合起来,这就促使了GPS/GIS导航服务业的产生。在这个背景下,GPS/GIS导航电子地图的应用研究成为了许多科研工作者关注的焦点,也成为了许多公司和企业日益竞争的领域。GPS/GIS导航电子地图的应用研究日益深入,目前国内外的学者在GPS车载定位导航和个人手机导航方面都做了深入的研究,简单来说,GPS提供快速的定位信息,然后结合导航电子地图给用户提供丰富全面的地理信息如：交通路线选择、路况信息、相关的公共服务设施等。在这方面,国外的应用技术都已经相对成熟,而国内由于技术、经济等原因,尚处于初级发展阶段,因此具有很大的市场潜力,研究意义十分重大。本文在参阅大量国内外相关文献资料的基础上,结合GPS定位导航的实际应用,从GPS导航电子地图的研究及应用现状出发,阐述了本课题研究意义。论文介绍了GPS系统的工作原理和组成,并对定位数据坐标系变换的相关问题进行了深入的探讨。论述了MapInfo地理信息软件的三种开发模式,并详尽阐述了本课题用到的基于MapX组件的开发模式。接着,在详细的分析了导航电子地图的数据结构和组织结构后,针对哈尔滨的部分地区进行了导航电子地图的设计和制作,并对制作好的电子地图的图层控制和管理进行了细致的分析。本文对要开发的GPS导航电子地图系统进行了总体模块的设计,并说明了该软件要实现的主要功能。在VC++6.0环境下基于MapX控件和MSComm控件实现了该软件系统的功能,主要包括电子地图的GIS功能如缩放、漫游、图层控制、折线距离计算等和GPS定位功能,实现了GPS定位信息在电子地图上的实时显示。为了提高GPS导航电子地图系统的定位精度,分析了传统的垂直投影匹配算法,并在此基础上对其进行了改进,阐述了改进后的垂直投影匹配算法的原理,在综合了以上情况后,提出了一种几何和算术相结合的地图匹配算法,并进行了仿真实验,证明了的确能够极大的提高GPS导航定位系统的精度。最后,总结了本文所做的工作,分析了论文中存在的问题及需要完善的地方。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 引言  10-11
  1.2 国内外发展状况  11-12
  1.3 选题的背景和意义  12-14
  1.4 本论文主要内容及章节安排  14-15
第2章 GPS组成原理及导航电子地图的制作  15-29
  2.1 GPS工作原理  15-17
    2.1.1 测边交会法  15-16
    2.1.2 双曲线定位  16
    2.1.3 多普勒定位  16-17
  2.2 GPS系统组成和定位流程  17-19
    2.2.1 GPS系统组成  18-19
    2.2.2 GPS接收器定位流程  19
  2.3 坐标系介绍及坐标转换问题  19-21
    2.3.1 坐标系介绍  19-20
    2.3.2 关于定位数据坐标转换的问题  20-21
  2.4 导航电子地图的制作  21-28
    2.4.1 Mapinfo产品及其开发模式简介  21-23
    2.4.2 导航电子地图的数据组成及组织结构  23-24
    2.4.3 导航电子地图的制作  24-25
    2.4.5 导航电子地图的图层控制与管理  25-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章 GPS导航电子地图的软件系统设计  29-34
  3.1 系统开发环境概述  29-30
    3.1.1 硬件环境  29-30
    3.1.2 软件环境  30
  3.2 系统设计的总体规划  30-33
    3.2.1 系统的总体框架  30-31
    3.2.2 系统的模块结构  31-32
    3.2.3 软件系统主要功能  32-33
  3.3 本章小结  33-34
第4章 VC环境下基于MapX和MSComm控件的GPS导航系统的实现  34-56
  4.1 基于MFC的软件界面设计  34-37
    4.1.1 VC6.0的特点  34
    4.1.2 VC应用程序的设计方法  34-35
    4.1.3 应用程序框架生成及控件的创建  35-37
  4.2 基于MapX控件的基本GIS功能的实现  37-45
    4.2.1 MapX控件的介绍  37-38
    4.2.2 电子地图基本GIS功能的实现  38-45
  4.3 基于MSComm控件的VC串口通信模块的实现  45-50
    4.3.1 串行通信的一般步骤  46-47
    4.3.2 MSComm控件介绍  47
    4.3.3 利用MSComm控件实现串口通信  47-50
  4.4 GPS数据处理模块的实现  50-55
    4.4.1 GPS导航数据的格式  50-51
    4.4.2 GPS导航数据的提取  51-53
    4.4.3 定位数据在电子地图上的实时显示  53-55
  4.5 本章小结  55-56
第5章 GPS数据与电子地图数据匹配算法的研究  56-62
  5.1 地图匹配的基本原理和算法  56-57
    5.1.1 地图匹配的基本原理  56
    5.1.2 传统的垂直投影匹配算法  56-57
  5.2 改进的垂直投影匹配算法  57-59
  5.3 一种几何与算术相结合的地图匹配算法  59-61
  5.4 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-68
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  68-69
致谢  69

VC++环境下GPS导航电子地图的应用研究

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