2759.移动终端上GPS信号的处理【开题报告+毕业论文】 .doc

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1、开题报告一、目的和意义移动GIS已经成为GIS发展的一个重要方面，目前，移动GIS正处在一个关键的发展阶段，便携设备、蓝牙技术等为移动GIS注入了更多新的思路。 空间定位是移动GIS的一个基本功能，在中国，卫星导航定位技术的应用仍然以GPS为核心，相关产品都是建立在GPS卫星系统之上。传统的移动GIS导航定位软件系统是通过红外或串口技术获取GPS位置信息，但是，随着蓝牙技术的出现，GPS信息可以通过蓝牙通讯方式获取。本设计目的就是实现在手机或PDA上处理接收到的蓝牙GPS信号，使用户在使用这样的移动终端时可以直接在当前的电子地图上显示GPS信息，实质是将传统的串口通讯或外红外通讯方式的GPS应

2、用改变为蓝牙通讯方式的GPS应用。蓝牙（Bluetooth）是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。蓝牙技术的应用广泛而且极具潜力。GPS即 Global Position System（全球定位系统），是一种基于人造地球卫星的高精度定位系统，是目前世界上应用范围最广泛、实用性最强的全球精密授时、测距、导航、定位系统。GPS系统包括GPS卫星星座、地面监控系统以及GPS信号接收机。空间定位是通过捕获卫星信号，对GPS信号进行处理，实时计算出地面GPS信号接收机的空间位置。目前，移动GIS还有不少问题：缺乏标准；精确度不够；设备成本高，体积

3、大，不利于携带；无线网络发展缓慢，数据传输受限；空间信息目标实体的空间定位数据与其属性数据不能够实时地结合起来等。就本设计而言，GPS定位与蓝牙技术进行结合，对移动GIS一些问题的改进有重要意义。首先，GPS是一个全球性的定位系统，蓝牙技术又具有产权共享、统一标准的特点，因而不存在缺乏标准的问题；其次，GPS具有定位精度高，观测时间短，全天候，不受时间、天气影响的优点，而蓝牙技术抗干扰能力强，通讯能力好；第三，此题是基于手机或PDA这样的便携设备，同时蓝牙本身体积小、功耗低、成本低；第四，蓝牙技术克服了红外技术只支持点对点视距连接、受传输媒质本身限制的缺点；第五，对GPS坐标系（WGS-84坐

4、标系）进行转换，使定位数据能与电子地图实时结合显示。总而言之，本设计的意义在于，将传统的基于红外通讯技术或串口通讯技术的GPS应用变为基于蓝牙通讯技术的GPS应用，对移动GIS的发展有现实意义。二、国内外发展状况和发展趋势移动GIS是20世纪90年代的初期和中期，随着无线网络通信、互联网技术和移动设备的发展而发展的，目前，基本上可以作为室外或野外移动办公的辅助工具，应用的领域有数字城市虚拟现实，流域调查，国土资源调查等。移动GIS涉及的关键技术包括：无线用户终端技术；移动联网技术；空间数据库管理及空间数据引擎技术。其软件系统应包括：服务器端的空间信息服务与分发系统、无线传输软件系统、智能终端软

5、件系统和定位导航软件系统。主要应用方向在空间位置移动定位方面。本设计是移动终端上的GPS信号处理，所涉及的技术属于无线用户终端技术方面，所要开发的软件属于定位导航软件系统方面，服务于空间定位方面的应用。因此，主要介绍这三方面的发展状况。首先，无线用户终端技术方面，具有代表性的嵌入式无线终端设备包括：掌上电脑、PDA和手机等。基于便携移动设备的研究越来越多，如张秋琴，陈波，王仁礼，基于PDA移动导航定位系统的开发实践；童晓慧，PDA型移动地理终端的设计与实现。与此相应发展了各种各样的商用嵌入式操作系统，有Windows CE、Palm OS、嵌入式linux等。应用研究较多的嵌入式操作系统是Wi

6、ndowsCE，如朱晓武的基于WindowsCE的移动GIS开发，接收GPS信息使用的是串口通信，WindowsCE不支持重叠的I/O操作，也没有MSComm控件，必须采用API函数通信。其次，定位导航软件系统方面，目前，获取GPS位置信息主要依靠是通过红外或串口通讯，如张秋琴，陈波，王仁礼研究的基于PDA移动导航定位系统，在定位数据接收模块将GPS接收机于嵌入式设备物理连接，把接收机接收到的导航定位数据通过串口传输到嵌入式设备中。红外技术是一个出现较早的短距离无线通讯技术，操作简单、价格低廉，其主要研究集中在国外，如加州大学的Joseph M.Kahn教授对红外无线通信问题的研究，相反，国内

7、对红外无线通信研究很少，加上红外技术只能点对点传输等缺点，在GPS信号接收方面的研究不多。而通过串口获取GPS信息研究较多，比如鲍敏对车载导航定位系统中GPS接收机与PC机间串行通讯的研究，李拥军用VC实现串口通信获取GPS数据的研究，江永真和袁朝春使用JAVA实现GPS接收机的串口通信等。串口的缺点是：串口是一个较低速的通信口，耗能相对较大。要实现GPS信号在电子地图上的显示，导航地位软件开发时必须考虑坐标转换。这是因为GPS使用的坐标系是WGS-84 坐标系，我国普遍采用的80西安坐标系和54北京坐标系，只有对GPS坐标系参数进行转换，才能在地图上正确实时显示空间信息，因此，GPS坐标系转

8、换到导航地图的坐标系统的研究有不少，如王军中专门讨论了GPS坐标系参数转换，李彩霞在手持GPS接收机中研究坐标转换问题，李拥军实现用VC进行GPS坐标转换。最后，在应用方面，LBS即Location Based Service（空间定位信息服务）是移动GIS发展的最有前景的应用，最初应用于美国911紧急呼叫，近几年，定位服务在用户跟踪、汽车导航、智能交通、团队管理等方面的应用在国外发展较快。日本和韩国的位置服务业务获得了比较成功的应用，在美国提供的汽车导航服务也有一定的成绩，位置服务在中国的发展还比较缓慢。发展趋势：移动GIS发展还不成熟，需要改进。展望未来，移动G1S的发展趋势如下：(1)移

9、动GIS实现标准化。 (2)必须研制具有快速补给、方便灵巧、能量持久的动力供给设备和低能耗的数据显示算法。 (3)降低移动GIS设备各组件的生产成本，加速移动GIS技术的普及。 (4)开发研制高效的空间实体自动提取以及图像处理算法，实现快速处理、传输、显示，充分利用海量的高分辨率空间数据。 (5)设计定位精度更高、接收信息更丰富的传感设备，借以提高空间信息定位的精确性，并改变移动GIS数据显示的单调性，使得在显示空间图像的同时还可以查询相关的属性数据。(6)进一步提高和完善航空摄影量中的三角测量技术。三角测量技术可以消除GPS的盲区，并且能够实现控制点的自动选择及自动匹配。基于移动GIS的空间

10、定位信息服务，LBS (Location-Based Services) 将成为移动GIS发展的增长点。空间定位技术与蓝牙等先进技术的结合是移动GIS发展的必然。三、研究内容和技术路线主要研究内容：1. 蓝牙数据接收与解码技术。在手机或PDA上实现蓝牙GPS数据读取。2. GPS信息读取与坐标转换。定时读取蓝牙端口的GPS信息，选择读取需要的定位数据并进行正确的坐标转换。3. 电子地图显示技术。在PDA中显示电子地图上GPS信息。4.移动设备软件开发环境下编程。利用C#在NET环境下编程，开发相应的软件系统。技术路线（流程图）：确定软件功能体系确定该软件应该具有的功能模块软件系统的框架和界面设

11、计用C#实现移动终端GPS信号处理软件系统的功能系统功能完善装上数据，到设备上进行系统测试满意不满意成型的移动终端GPS信号处理软件四、研究的主要阶段和进度。1、 第1周，收集资料；2、 第23周，理论学习；3、 第46周，熟悉开发环境；4、 第79，编程实现；5、 第10周，试验；6、 第11周，撰写论文；7、 第12周，答辩。五：查阅的主要文献资料包括：1 陈汉卿，基于蓝牙的GPS位置信息无线接入技术及其应用研究，上海海事大学，2004.2 李洪涛，GPS应用程序设计，北京：科学出版社，1999.3 朱刚, 谈振辉, 周贤伟，蓝牙技术原理与协议，北京：北方交通大学出版社，2002.4 薛平

12、安，王永诚，浅析蓝牙技术，西北工业大学信息技术学院，20055 沈晓兵， .NET开发平台，微电脑世界-2001年4期6 William Robison著，邱仲潘等译，C#开发人员手册，北京：电子工业出版社，2002.7 王军中，如何求解GPS 坐标系参数的转换，西部探矿工程，2005年第5期8 李拥军，GPS定位系统中数据读取和坐标的转换，铁路计算机应用，2005年4月9 李彩霞，GPS手持接收机的发展及应用，三晋测绘，2004年12 月10赵东明，GPS卫星定位技术浅析，城市公共交通，2005年第6期11史剑珺，基于PDA的空间信息应用技术研究，国防科学技术大学，200312张秋琴，陈波，

13、王仁礼，基于PDA移动导航定位系统的开发实践，解放军信息工程大学，200413孔凡随1 ，邹学忠2，移动GIS关键技术及其应用，1江苏华东建设基础工程总公司， 2江苏省测绘工程院，200514刘海新， 刘惠德， 何虎军，赵玉玲，移动GIS的发展与应用，地理空间信息，2005年8月15童晓慧，PDA型移动地理终端的设计与实现，华东师范大学，2004.16 朱晓武，基于WindowsCE的移动GIS开发，武汉大学，2002.目录摘 要第一章 引言11.1 移动GIS的发展及应用11.2 位置服务21.3 PDA及蓝牙技术31.4目的和意义41.5论文结构内容安排5第二章 移动终端定位62.1 GP

14、S系统62.2定位原理72.3 GPS数据获取82.4 GPS坐标转换10第三章 电子地图数据143.1shapefile文件概述143.2shapefile文件的结构143.3 shapefile数据读取17第四章Visual C#.NET开发技术194.1 .NET平台介绍及其功能特点194.2 Visual C#.NET 特点及开发20第五章 串口通信225.1 API函数介绍225.2 API函数实现串口操作23第六章 蓝牙GPS信号处理的实现266.1 硬件设备266.2.NET设计软件296.3 程序介绍30结论及展望36参考文献37致谢38摘 要移动GIS已经成为GIS发展的一个

15、重要方面，目前，移动GIS正处在一个关键的发展阶段，便携设备、蓝牙技术等为移动GIS注入了更多新的思路。利用蓝牙通讯方式，在便携设备构建移动GIS系统，将成为移动GIS发展的一个必然趋势。LBS(空间定位服务)是移动GIS应用的主要方面，移动定位又是实现LBS的一项重要技术。本设计实现了在PDA上利用蓝牙通讯方式获取蓝牙GPS信号，并对GPS数据进行简单处理，提供定位信息。关键字：移动GIS，蓝牙，串口通信，GPS，坐标转换AbstractMobile GIS has now been an important part of GIS. At present, the Mobile GIS, to which Portable devices and Bluetooth technology have brought new ideas, is in a vital stage of development. Setting up a GIS system with the Blue Tooth technology is a necessary trend. The major use of GIS is L