Google API开发详解论文

2016-7-21 15:07:30 0人评论 637次浏览 分类:技术文章

鉴于GPS在导航定位领域的霸主地位和Google Earth的3维实景地图服务功能的日益增强,将二者结合起来便可以随时知道使用者所在的位置及行走速度和方向,起到卫星地图导航作用。但由于GoogleEarth支持的GPS十分有限(仅支持Garmin和麦哲伦),本文用C拌.net开发了基于WINDOWS事件驱动机制的GPS.Google Earth导航定位应用程序。
本文首先介绍了国内外车载GPS的发展现状和趋势,以及本文所采用的车载GPS方案。其次介绍了GPS接收机的通讯协议,Google Earth的COMAPI接I;3和KML对象,以及串行数据通讯的方法。本文用C撑.net的串口类:SerialPort解决了GPS和计算机间的数据传输,显示并记录以北纬、东经、海拔表示的三维定位结果;显示并记录动态NMEA.0183原始语句:显示并记录HDOP、PDOP、VDOP等精度因子。用GoogleEarth的COMAPI和KML开发,解决了通过NMEA协议通讯的GPS和Google Earth之间数据的实时传输问题,和结合Google Earth进行动态实时、实景卫星地图导航定位。
最后通过与同类软件:国外Goops和国内MyGE进行比较,证明本文软件存在以下优点:在Google Earth中添加地标标注、在Google Earth中自动显示行车轨迹和内嵌Google Earth。
关键词:导航定位;车载GPs;Google Earth;NMEA.0183;Google Earth’s COM API;
KML
研究类型:应用研究

1.1选题背景与研究意义
1绪论
    由于全球定位系统GPS(Global Positioning System)具备高精度、全天候、全球覆盖、高效率、自动化等显著特点,使得卫星导航技术的发展已逐渐取代了无线电导航、天文导航等传统导航技术,而成为一种普遍采用的导航定位技术,并在精度、实时性、全天候等方面取得了长足进步【l】。现不仅应用于物理勘探、电离层
测量和航天器导航等诸多民用领域,在军事领域更是取得了广泛的应用:在弹道导弹、野战指挥系统、精确弹道测量以及军用地图快速测绘等领域均大量采用了卫星导航定位技术12J。
    正如人们所说:“GPS的应用,仅受人们的想象力制约。”GPS问世以来,已充分显示了其在导航、定位领域的霸主地位,许多领域也由于GPS的出现而产生革命性变化。目前,几乎全世界所有需要导航、定位的用户,都被GPS的高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活和优质价廉所吸引。基于单点定位的GPS技术,可应用于地面车辆、船舶等概略导航定位的精度为30.100米的伪距单点定位。而基于实时差分定位的GPS技术,则可应用于第二次全国土地利用现状调查的定位、野外校核检查以及今后的年度土地变更调查,将外业采集到内业数据处理做到电子化,可以简化土地调查程序、降低工作强度、提高外业调查的精度和效率,为土地利用数据库及时更新提供了有效的工具。
Google Earth是Google公司于2005年推出的三维地图服务业务。通过它,你能看到全世界任何角落的三维地图。GoogleEarth是一款完全免费的全球卫星地图集成软件,它可以经计算得出三维地图,最高精度达到5年前军用级水平,能清楚地看到地面上的汽车和树木,低精度也相当于在5000m高空中俯瞰地球,可以看清楚每条路。它能让你足不出户浏览世界,随心所欲地观察到世界的每一个角落。Google Earth采用了成熟的宽带技术,能实时地为用户提供3D图形及图标的基础数据,
可以从任意角度浏览到你所观察区域的高清晰地形地貌。Google Earth的主要功能有:
①结合卫星图片、地图,以及强大的Google搜索技术,提供全球地理信息;
②目的地输入,直接放大;
③搜索学校、公园、餐馆、酒店、机场等公用建筑或设
施;
④获取驾车指南:
⑤提供3D地形和建筑物影像,其浏览视角支持倾斜或旋转;
⑥保存和共享搜索到收藏夹;
⑦添加自己的注释。
Google EaCh软件为适应不同的操作系统还有Mac版和Linus版,在Windows系统下有3种常见版本:免费版(GoogleEarth.Free Version)、增强版(Google Earth 西安科技大学硕士学位论文Plus)和专业版(Google
Earth Pro)。这几个版本其区别是增强版、专业版增加了一些譬如绘制线条/多边形、GPS导航、统计等功能,但它们的全球的地貌影像与3D数据都是一样的,并不存在增强版、专业版的图象质量更好的说法。免费版可以不限时间自由使用,应用极为广泛,本文讲述的方法主要针对目前免费版:GoogleEarth.Free Version 5.0.11337.1968。应用于2008年5月12日汶川地震应急指挥工作的GIS数据大多还是以二维展示为主,实际上,像世界上很多地震多发国都已经开始根据现场资料在GoogleEarth的基础上建立三维模型。其实,这一技术只需基于GoogleEarth进行KML语言的开发即可。比如用Google Earth进行GPS导航救援时,可以先根据现场资料Google Earth中预先规划可行的救援路线,然后再将数据经过适当的处理转化成GPS可以接受的格式,通过网络将其传输到GPS中。救援队伍根据GPS导航选择行走路线,并利用GPS记录当前的实际位置、行走速度,并通过网络将其传回指挥中心,接着将数据转化为KML格式加载到Google Earth,供决策者实时了解救援队伍的当前状况和再度决策,从而实现与现场救援队伍的实时互动。
其实Google Earth与GPS有异曲同工之妙:GPS采集的数据一般是WGS84坐标,而Google Earth公布的卫星照片和真实的地球物理信息相匹配,也就是说它的地形、海拔、经纬度信息和GPS输出的经纬度信息是完全重合的。GPS其实一直以来都是在配合电脑时才能发挥最大的功效,比如路线点出图、和Google earth配合进行地标、进行路线标定等等。所以两者集成即可以完美结合各自优点,又可以轻松实现比传统方法更加直观、生动的三维、动态、实时、实景定位导航。
而且随着计算机硬件的不断提升,和广大用户对两者集成功能的需求,两者集成的现实意义也呈现出来。两者集成可以更好地应用在电力通信监控、智能交通监控、岩土工程监控、环境监测、配电实时管理、智能导游、智能搜救等领域。在实际应用中,用户用GPS接收机作为数据终端设备,实时地将GPS接收机采集到的导航定位数据及相关信息通过串口传输给具有强大的地理信息查询功能的Google Earth进行移动目标准确位置、速度、运动方向、运动轨迹的显示。
国家测绘局2009年春节前夕作出战略决策:启动“国家地理信息公共服务平台”建设工程,打造中的“Google Earth"(谷歌地球)。李德仁院士告诉记者,2008年11月底,国家测绘科技委员会在上海召开会议,提出了启动该工程的建议。资料显示,地理信息服务的市场潜力巨大,目前“Google Earth"能吸引lO亿美元广告,印度等国已着手建立自己的平台。基于这种考虑,李德仁等专家提出,将这个平台建成信息共享系统,同时分别建设它的政务网和公众网,两个网络从物理上隔离,提供不同清晰度、精准度的信息服务,两者相得益彰。随后,他参与的专家组确认了基本方案:定位于地理信息共享服务,将政务网与公众网分开建设[31。有鉴于Google Earth和GPS集成的深远意义,和现在Google Earth支持的GPS十分有限(仅支持Garmin和麦哲伦)的现状,本文研究了国内NMEA.0183数据接口协议的GPS和计算机之间的数据通讯;GPS和Google EaCh之间的数据通讯;以及GPS和Google Earth结合进行实时、实景定位。






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