基于VC++的電子導(dǎo)航系統(tǒng)-畢業(yè)論文

內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）PAGEPAGE57基于VC++的電子導(dǎo)航系統(tǒng)摘要地理信息系統(tǒng)(GIS)自二十世紀(jì)六十年代開始發(fā)展至今，已經(jīng)逐漸成為一門成熟的技術(shù)，其在交通、旅游、環(huán)境等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用使地理信息系統(tǒng)被越來越多的用戶所接受，成為人們工作、生活中一個強(qiáng)有力的工具。本設(shè)計以VC++為開發(fā)平臺，以MapX控件為圖形平臺，以MSComm控件為通信平臺，設(shè)計具有電子導(dǎo)航的基本功能（如地圖的放大縮小、全圖、漫游等）、自定義工具測量折線距離、圖層控制、最優(yōu)路徑分析、GPS導(dǎo)航等功能的GIS應(yīng)用軟件。本文介紹了電子導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計的背景及設(shè)計中需要用到的MapX控件、VC++、MSComm控件，分析了GIS開發(fā)三種實(shí)現(xiàn)方式，提出系統(tǒng)設(shè)計方案：集成二次開發(fā)。在集成二次開發(fā)的基礎(chǔ)上，首先實(shí)現(xiàn)了地圖的導(dǎo)入、地圖放大縮小及圖層控制等電子導(dǎo)航的基本功能，其次以測量折線距離為例實(shí)現(xiàn)了自定義工具的功能，再次介紹了最優(yōu)路徑分析，最后實(shí)現(xiàn)GPS導(dǎo)航功能。關(guān)鍵詞：電子導(dǎo)航；GIS開發(fā)；VC++；MapX控件；最優(yōu)路徑ElectronicNavigationSystemsBasedOnVC++AbstractSincethebeginningof1960s,GeographicInformationSystem(GIS)hasgraduallybecomeamaturetechnology.Intransportation,tourism,environmentandmanyotherfieldsofapplicationGIShasbeenacceptedbyanincreasingnumberofusersforthepeopleworkingandlivingasapowerfultool.ThedesignusedVC++asadevelopmentplatform,MapXcontrolasagraphicsplatform,MSCommcontrolasacommunicationsplatform.IthasdevisedtheGISapplicationssuchaselectronicnavigationBasicfunctions(zoomcontrol,thewholemap,Roaming,forexample),Calculatingthedistance,LayerControl,AnalysisoftheoptimalpathandGPSNavigationFeatures.Thisarticlehasdescribedthedesignofelectronicnavigationsystemsbackground,MapXcontrol,VC++andMSCommcontrol.IthasanalyzedGISdevelopmentinthreewaysandproposedsystemdesign:Secondarydevelopmentofintegrated.Firstofall,IthasrealizedthebasicfunctionsofGISsuchastheinsertmap,LayerControl,Zoomcontrolintheintegrateddevelopmentofthebasisofsecondary.Second,ithasusedacustomtoolasanexampletomeasurethedistance,andthenithasintroducedtheanalysisoftheoptimalpath.Finally,ithasrealizedGPSnavigation.Keywords:Electronicnavigation;GISDevelopment;VC++;MapXcontrol;Optimalpath目錄摘要 IAbstract II第一章引言 11.1 設(shè)計背景 11.2 系統(tǒng)設(shè)計方案 41.2.1 應(yīng)用型GIS開發(fā)的三種實(shí)現(xiàn)方式 41.2.2 三種實(shí)現(xiàn)方式的分析 5第二章電子導(dǎo)航基本功能在VC++中的實(shí)現(xiàn) 72.1 利用MapX實(shí)現(xiàn)GIS基本功能 72.1.1 將MapX支持類庫加入工程 72.1.2 地圖的顯示 72.2 使用地圖標(biāo)準(zhǔn)工具 92.3 圖層控制工具 11第三章自定義工具測量折線距離 133.1 創(chuàng)建用戶自定義工具 133.2 編程實(shí)現(xiàn)自定義工具的行為 143.3 調(diào)用自定義工具 16第四章最優(yōu)路徑分析 184.1 實(shí)現(xiàn)過程及其算法分析 184.2 查詢最短路徑 25第五章GPS導(dǎo)航功能 305.1 定位信息的接收 325.2 提取定位數(shù)據(jù) 34總結(jié) 39參考文獻(xiàn) 40附錄：源程序 42CVCDZDHView類源程序 42致謝 52引言設(shè)計背景學(xué)科發(fā)展走向綜合是一個普遍的趨勢，比如全球定位系統(tǒng)(GPS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)的集成應(yīng)用。目前用于GIS應(yīng)用軟件開發(fā)的模式有很多，其中組件式GIS軟件開發(fā)是目前較為流行、高效、快速的開發(fā)模式。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,GIS得到了廣泛的重視和應(yīng)用，GPS技術(shù)也已深入到各行各業(yè)，GPS與GIS的集成具有廣泛的應(yīng)用需求，它可以實(shí)現(xiàn)GPS導(dǎo)航信息在地圖上的可視化、一體化和集成化，能夠在地圖上實(shí)時動態(tài)地跟蹤目標(biāo)和顯示地理方位。VC++是目前較流行的可視化開發(fā)編程工具之一，支持面向?qū)ο蠛褪录?qū)動機(jī)制的程序開發(fā)，利用其強(qiáng)大的集成開發(fā)環(huán)境，程序員僅需要較少代碼即可生成標(biāo)準(zhǔn)的“Windows”界面，并且能在VC開發(fā)平臺下可以較為方便的集成組件。本文主要介紹利用MapX控件，采用VC++編程語言進(jìn)行組件式GIS應(yīng)用軟件開發(fā)的主要過程和基本模式，來實(shí)現(xiàn)電子導(dǎo)航的目的。MapX是MapInfo公司向用戶提供的具有強(qiáng)大地圖分析功能的ActiveX控件產(chǎn)品。由于它是一種基于Windows操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控件，因而能支持絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可視化開發(fā)環(huán)境如VisualC++、VisualBasic、Delphi、PowerBuilder等。編程人員在開發(fā)過程中可以選用自己最熟悉的開發(fā)語言，輕松地將地圖功能嵌入到應(yīng)用中，并且可以脫離MapInfo的軟件平臺運(yùn)行。利用MapX，能夠簡單快速地在企業(yè)應(yīng)用中嵌入地圖化功能，增強(qiáng)企業(yè)應(yīng)用的空間分析能力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用的增值。MapX采用基于MapInfoProfessional的相同的地圖化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)MapInfoProfessional具有的絕大部分地圖編輯和空間分析功能。而且，MapX提供了各種工具、屬性和方法，實(shí)現(xiàn)這些功能是非常容易的[1]。MapX為開發(fā)人員提供了一個快速、易用、功能強(qiáng)大的地圖化組件。在VB，Delphi，PowerBuilder，VC等可視化開發(fā)環(huán)境中，只需在設(shè)計階段將MapX控件放入窗體中，并對其進(jìn)行編程，設(shè)置屬性或調(diào)用方法或相應(yīng)事件，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，專題分析，地理查詢，地理編碼等豐富的地圖信息系統(tǒng)功能。MapX定義了一個類體系，以有效的組織圖形元素，圖層，屬性數(shù)據(jù)等對象。MapX的主要功能包括：顯示MapInfo格式的地圖；對地圖進(jìn)行放大、縮小、漫游、選擇等操作；專題地圖；圖層控制；數(shù)據(jù)綁定；動態(tài)圖層和用戶繪圖圖層；生成和編輯地圖對象；簡單地理查詢：邊界查詢，地址查詢。VC++是微軟公司開發(fā)的一個IDE(集成開發(fā)環(huán)境)，換句話說，就是使用C++的一個開發(fā)平臺。有些軟件就是這個編出來的，另外還有VB、VF，只是使用不同語言。但是，VC++是Windows平臺上的C++編程環(huán)境，學(xué)習(xí)VC要了解很多Windows平臺的特性并且還要掌握MFC、ALT、COM等的知識。Windows下編程需要了解Windows的消息機(jī)制以及回調(diào)(callback)函數(shù)的原理；MFC是Win32API的包裝類，需要理解文檔視圖類的結(jié)構(gòu)，窗口類的結(jié)構(gòu)，消息流向等等；COM是代碼共享的二進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)，需要掌握其基本原理等等。VC++應(yīng)用程序的開發(fā)主要有兩種模式，一種是WINAPI方式，另一種則是MFC方式，傳統(tǒng)的WINAPI開發(fā)方式比較繁瑣，而MFC則是對WINAPI再次封裝，所以MFC相對于WINAPI開發(fā)更具備效率優(yōu)勢。VC基于C，C++語言，主要由是MFC組成，是與系統(tǒng)聯(lián)系非常緊密的編程工具，它兼有高級，和低級語言的雙重性，功能強(qiáng)大，靈活，執(zhí)行效率高，幾乎可說VC在Windows平臺無所不能。MSComm作為一個串行通訊控件為程序員串口通訊編程節(jié)省了很多時間。在基于對話框的應(yīng)用中加入一個MSComm控件非常簡單。只需進(jìn)行以下操作即可：打開“Project->AddToProject->ComponentsandControls->RegisteredActivexControls”,然后選擇控件：MicrosoftCommunicationControl,version6.0插入到當(dāng)前的工程中。這樣就將類CMSComm的相關(guān)文件mscomm.cpp和mscomm.h一并加入到了工程中。編程時只需將控件對話中的MSComm控件拖至你的應(yīng)用對話框中就OK了。MSComm控件提供了兩種處理通信的方法：1.事件驅(qū)動通信，是一種功能很強(qiáng)的處理串口活動的方法。例如，當(dāng)在CD(CarrierDetect)線或RTS(RequestToSend)線上有字符到達(dá)或發(fā)生了改變，在這種情況下，可以使用MSComm控件的OnComm事件捕獲和處理這些通信事件。OnComm也可以捕獲和處理通信中的錯誤。2.可以在每個重要的程序功能之后檢查CommEvent屬性的值來檢測事件和通信錯誤。使用的每個MSComm控件都與一個串口對應(yīng)。如果在應(yīng)用程序中需要訪問多個串口，必須使用多個MSComm控件，可以在Windows控制面板中修改串口地址的中斷地址。MSComm控件有很多重要的屬性，如：CommPort屬性：設(shè)置并返回通訊端口號。RThreshold屬性：在MSComm控件設(shè)置CommEvent屬性為comEReceive并產(chǎn)生OnComm之前，設(shè)置并返回的要接收的字符數(shù)。CTSHolding屬性：確定是否可通過查詢ClearToSend(CTS)線的狀態(tài)發(fā)送數(shù)據(jù)。ClearToSend是調(diào)制解調(diào)器發(fā)送到相聯(lián)計算機(jī)的信號，指示傳輸可以進(jìn)行。該屬性在設(shè)計時無效，在運(yùn)行時為只讀。SThreshold屬性：在MSComm控件設(shè)置CommEvent屬性為comEvSend并產(chǎn)生OnComm事件之前，設(shè)置并返回傳輸緩沖區(qū)中允許的最小字符數(shù)。CDHolding屬性：通過查詢CarrierDetect(CD)線的狀態(tài)確定當(dāng)前是否有傳輸。CarrierDetect是從調(diào)制解調(diào)器發(fā)送到相聯(lián)計算機(jī)的一個信號，指示調(diào)制解調(diào)器正在聯(lián)機(jī)。該屬性在設(shè)計時無效，在運(yùn)行時為只讀。DSRHolding屬性：確定DataSetReady(DSR)線的狀態(tài)。DataSetReady信號由調(diào)制解調(diào)器發(fā)送到相連計算機(jī)，指示作好操作準(zhǔn)備。該屬性在設(shè)計時無效，在運(yùn)行時為只讀。Settings屬性：設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停止位參數(shù)。InputLen屬性：設(shè)置并返回Input屬性從接收緩沖區(qū)讀取的字符數(shù)。系統(tǒng)設(shè)計方案應(yīng)用型GIS開發(fā)的三種實(shí)現(xiàn)方式(1)獨(dú)立開發(fā)不依賴于任何GIS工具軟件，從空間數(shù)據(jù)的采集、編輯到數(shù)據(jù)的處理分析及結(jié)果輸出，所有的算法都由開發(fā)者獨(dú)立設(shè)計，然后選用某種程序設(shè)計語言，如VisualC++、Delphi等，在一定的操作系統(tǒng)平臺上編程實(shí)現(xiàn)。這種方式的好處在于無須依賴任何商業(yè)GIS工具軟件，減少了開發(fā)成本，但一方面對于大多數(shù)開發(fā)者來說，能力、時間、財力方面的限制使其開發(fā)出來的產(chǎn)品很難在功能上與商業(yè)化GIS工具軟件相比，而且在購買GIS工具軟件上省下的錢可能還抵不上開發(fā)者在開發(fā)過程中絞盡腦汁所花的代價。(2)單純二次開發(fā)完全借助于GIS工具軟件提供的開發(fā)語言進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。GIS工具軟件大多提供了可供用戶進(jìn)行二次開發(fā)的宏語言，如ESRI的ArcView提供了Avenue語言，MapInfo公司研制的MapInfoProfessional提供了MapBasic語言等等。用戶可以利用這些宏語言，以原GIS工具軟件為開發(fā)平臺，開發(fā)出自己的針對不同應(yīng)用對象的應(yīng)用程序。這種方式省時省心，但進(jìn)行二次開發(fā)的宏語言，作為編程語言只能算是二流，功能極弱，用它們來開發(fā)應(yīng)用程序仍然不盡如人意。(3)集成二次開發(fā)集成二次開發(fā)是指利用專業(yè)的GIS工具軟件，如MapInfo、ArcView等，實(shí)現(xiàn)GIS的基本功能，以通用軟件開發(fā)工具尤其是可視化開發(fā)工具，如VisualC++、Delphi、VisualBasic、PowerBuilder等為開發(fā)平臺，進(jìn)行二者的集成開發(fā)。集成二次開發(fā)目前主要有兩種方式：1)OLE/DDE采用OLEAutomation技術(shù)或利用DDE技術(shù)，用軟件開發(fā)工具開發(fā)前臺可執(zhí)行應(yīng)用程序，以O(shè)LE自動化方式或DDE方式啟動GIS工具軟件在后臺執(zhí)行，利用回調(diào)技術(shù)動態(tài)獲取其返回信息，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序中的地理信息處理功能。2)GIS控件利用GIS工具軟件生產(chǎn)廠家提供的建立在OCX技術(shù)基礎(chǔ)上的GIS功能控件，如ESRI的MapObjects、MapInfo公司的MapX等，在VC++等編程工具編制的應(yīng)用程序中，直接將GIS功能嵌入其中，實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的各種功能。三種實(shí)現(xiàn)方式的分析由于獨(dú)立開發(fā)難度太大，單純二次開發(fā)受GIS工具提供的編程語言的限制差強(qiáng)人意，因此結(jié)合GIS工具軟件與當(dāng)今可視化開發(fā)語言的集成二次開發(fā)方式就成為GIS應(yīng)用開發(fā)的主流。它的優(yōu)點(diǎn)是既可以充分利用GIS工具軟件對空間數(shù)據(jù)庫的管理、分析功能，又可以利用其它可視化開發(fā)語言具有的高效、方便等編程優(yōu)點(diǎn)，集二者之所長，不僅能大大提高應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率，而且使用可視化軟件開發(fā)工具開發(fā)出來的應(yīng)用程序具有更好的外觀效果，更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫功能，而且可靠性好、易于移植、便于維護(hù)，尤其是使用OCX技術(shù)利用GIS功能組件進(jìn)行集成開發(fā)，更能表現(xiàn)出這些優(yōu)勢。由于上述優(yōu)點(diǎn)，集成二次開發(fā)正成為應(yīng)用GIS開發(fā)的主流方向。這種方法唯一的缺點(diǎn)是前期投入比較大，需要同時購買GIS工具軟件和可視化編程軟件，但“工欲善其事，必先利其器”，這種投資值得。目前許多軟件公司都開發(fā)了很多ActiveX控件，合理選擇和運(yùn)用現(xiàn)成的控件，減少了開發(fā)者的編程工作量，使開發(fā)者避開某些應(yīng)用的具體編程，直接調(diào)用控件，實(shí)現(xiàn)這些具體應(yīng)用，不僅可以縮短程序開發(fā)周期，使編程過程更簡潔，用戶界面更友好，可以使程序更加靈活、簡便。與利用OLEAutomation技術(shù)作為服務(wù)器的MapInfo相比，利用控件開發(fā)速度快，占用資源少，而且易實(shí)現(xiàn)許多底層的編程和開發(fā)功能[4]。電子導(dǎo)航基本功能在VC++中的實(shí)現(xiàn)利用MapX實(shí)現(xiàn)GIS基本功能在進(jìn)行MapX開發(fā)之前，首先要在計算機(jī)中正確的安裝了MapX控件和VC++應(yīng)用程序。下面就用一個具體的實(shí)例，介紹在VC++中集成MapX的方法。將MapX支持類庫加入工程利用VC++環(huán)境下的應(yīng)用程序生成向?qū)?chuàng)建一單文檔界面應(yīng)用程序VCDZDH。先將位于MapX的安裝路徑下的子目錄Samples40\C++\Cpp中的MapX.h和MapX.cpp文件拷貝到當(dāng)前應(yīng)用程序所在的VCDZDH文件夾下，然后從Project菜單中選擇AddtoProject>Files命令，此時打開了InsertFilesintoProject對話框，選擇VCDZDH文件夾下的MapX.cpp和MapX.h文件加入到工程中。地圖的顯示在VCDZDH文件夾下新建文件夾map，map中復(fù)制MapInfo格式的地圖文件及Geoset(.GST)文件MY.GST。用戶只需要打開Geoset文件，就可以按預(yù)先定制的方式顯示各層地圖。通過以下步驟，就可以實(shí)現(xiàn)地圖的顯示[5]。1)在VCDZDHView.h文件中，加入MapX.h對象的頭文件，并聲明CMapX類型的變量m_ctrlMapX。方法如下：#include“MAPX.H”ClassCVCDZDHView::publicCView{protected：CMapXm_ctrlMapX;//聲明CMapX類型的變量m_ctrlMapX}2)為MapX創(chuàng)建一個資源ID。選擇ViewResourceSymbols，并點(diǎn)擊New按鈕，輸入名稱IDC_MAP，值取默認(rèn)數(shù)值。3)在VCDZDHView.h文件中聲明int類型的全局變量m_created和CString類型的全局變量m_tempclientpath。通過類向?qū)?chuàng)建消息映射函數(shù)WM_CREATE。選擇“建立類向?qū)А被蚴褂每旖萱ICTRL+W，可以打開類向?qū)А念惷羞x擇CVCDZDHView類，在消息框中選擇WM_CREATE消息，然后添加函數(shù)，編輯代碼創(chuàng)建MapX對象。代碼如下：intCVCDZDHView::OnCreate(LPCREATESTRUCTlpCreateStruct){if(!m_ctrlMapX.Create(NULL,WS_VISIBLE,CRect(0,0,100,100),this,IDC_MAP))return-1;}4)采用同樣的方法創(chuàng)建WM_SIZE消息映射函數(shù)。該函數(shù)用來調(diào)整地圖大小使其充滿客戶區(qū)。具體代碼如下：voidCVCDZDHView::OnSize(UINTnType,intcx,intcy){CView::OnSize(nType,cx,cy);m_ctrlMapX.MoveWindow(0,0,cx,cy);//調(diào)整地圖大小}5)采用同樣的方法創(chuàng)建WM_SETFOCUS消息映射函數(shù)。修改函數(shù)使得當(dāng)窗口獲得焦點(diǎn)時，地圖控件獲得焦點(diǎn)。具體代碼如下。voidCVCDZDHView::OnSetFocus(CWnd*pOldWnd){CView::OnSetFocus(pOldWnd);m_ctrlMapX.SetFocus();//當(dāng)窗口獲得焦點(diǎn)時，地圖控件獲得焦點(diǎn)}通過以上步驟，將應(yīng)用程序編譯運(yùn)行就可顯示地圖。如圖2.1所示：圖2.1地圖的顯示使用地圖標(biāo)準(zhǔn)工具在地圖顯示出來后，用戶通常要以各種比例查看地圖的全局、局部或細(xì)部，必須提供諸如放大、縮小和漫游等功能。采用MapX通用工具，可以非常方便地實(shí)現(xiàn)上述功能。設(shè)定MapX使用標(biāo)準(zhǔn)工具的方法很簡單，只需設(shè)定地圖對象的CulrentTool屬性。下面的例子是用標(biāo)準(zhǔn)放大工具實(shí)現(xiàn)放大功能。添加新菜單項(xiàng)資源，輸入標(biāo)題“工具”，在“工具”下添加子菜單，輸入標(biāo)題“放大”及ID為ID_ZOOM_IN。打開類向?qū)Вx擇視圖類CVCDZDHView，為菜單項(xiàng)ID_ZOOM_IN添加COMMAND消息映射函數(shù)OnZoomIn()，并編輯代碼如下。voidCVCDZDHView::OnZoomIn(){m_ctrlMapX.SetCurrentTool(miZoomInToo1);//miZoomInTool為放大工具的常量}編譯運(yùn)行程序，選擇“工具>放大”，就會看到此時光標(biāo)變?yōu)榉糯箸R，單擊鼠標(biāo)就會實(shí)現(xiàn)放大功能。如圖2.2所示：圖2.2放大功能演示可用相同方法實(shí)現(xiàn)縮小、漫游、全圖等標(biāo)準(zhǔn)工具的功能。其它的功能跟上面的方法類似，只是需要修改指示常量。表2.1中列出了部分MapX工具的指示常量[9]。表2.1部分MapX工具的指示常量圖層控制工具為了使用戶方便查詢各個圖層，通常要在電子導(dǎo)航系統(tǒng)中設(shè)計圖層控制工具。在菜單中建立圖層控制菜單，設(shè)置圖層控制ID為ID_VIEW_LAYERCONTROL，然后建立類向?qū)Вx擇CVCDZDHView類，添加如下函數(shù)：voidCVCDZDHView::OnViewLayercontrol(){ try{ VARIANTvHelpFile,vHelpID; vHelpFile.vt=VT_ERROR; vHelpFile.scode=DISP_E_PARAMNOTFOUND; vHelpID.vt=VT_ERROR; vHelpID.scode=DISP_E_PARAMNOTFOUND; CMapXLayerslayers=m_ctrlMapX.GetLayers(); layers.LayersDlg(vHelpFile,vHelpID);} catch(COleDispatchException*e){ e->ReportError(); e->Delete();} catch(COleException*e){ e->ReportError(); e->Delete();}}這樣，就添加上了圖層控制工具，運(yùn)行程序，該功能如圖2.3所示：圖2.3圖層控制工具自定義工具測量折線距離MapX提供的地圖標(biāo)準(zhǔn)工具能滿足一般需要，但在一些特殊地方，用戶可能需要某種特殊工具來完成某些特定的地圖操作功能。因此，MapX提供了用戶自定義工具的方法，這樣可以大大擴(kuò)展MapX的應(yīng)用范圍?？墒褂玫貓D對象的CreateCustomTool方法創(chuàng)建自定義工具。下面是用自定義工具實(shí)現(xiàn)折線距離的計算。創(chuàng)建用戶自定義工具為了滿足用戶需要，使用戶方便查詢兩地之間的距離，我們利用自定義工具在電子導(dǎo)航系統(tǒng)中設(shè)計了折線距離計算功能。方法如下：首先，在VCDZDH.h文件中定義常量。#defineMYTOOL_DISTANCE1然后，在VCDZDH.cpp文件中的OnCreate()函數(shù)中加入如下代碼，從而創(chuàng)建一個用戶自定義工具。intCVCDZDHView::OnCreate(LPCREATESTRUCTlpCreateStruct){if(CView：：OnCreate(1pCreateStruct)==-1)return-1；……m_ctrlMapX.CreateCustomTool(MYTOOL_DISTANCE,miToolTypePoly,miCrossCursor);//MYTOOL_DISTANCE代表自定義工具的常量，miToolTypePoly描述了該工具的行為是畫折線，miCrossCursor表示指定光標(biāo)的形式return0；}編程實(shí)現(xiàn)自定義工具的行為在創(chuàng)建了用戶自定義工具后，需在ToolUsed事件中實(shí)現(xiàn)該工具是如何工作的。要處理MapX事件，首先需要為要處理的事件創(chuàng)建一事件槽，其方法如下。在VCDZDHView.h文件中，在DECLARE_MESSAGE_MAP()行下面加入如下一行代碼。DECLARE_EVENTSINK_MAP()然后在VCDZDHView.cpp文件中，加入如下代碼。BEGIN_EVENTSINK_MAP(CVCDZDHView，CView)ON_EVENT(CVCDZDHView，IDC_MAP，11，OnPolyTooIUsedMap，VTS_I2VTS_I4VTS_DISPATCHVTS_BOOLVTS_BOOLVTS_PBOOL)//11代表PolyToolused,OnPolyToolUsedMap是事件響應(yīng)函數(shù)的名稱。END_EVENTSINK_MAP()BEGIN_EVENTSINK_MAP(CVCDZDHView,CView)和END_EVENTSINK_MAP()兩行代碼之間加入的，就是要處理的事件。切換到VCDZDHView．h文件中，聲明事件響應(yīng)函數(shù)，代碼如下。voidOnPolyToolUsedMap(shortToolNum，longFlags，LPDISPATCHPoints，BOOLbShift，BOOLbCtrl，BOOLFAR*EnableDefauh)然后在VCDZDHView.cpp中加入函數(shù)的實(shí)現(xiàn)代碼。voidCVCDZDHView::OnPolyToolUsedMap(shortToolNum,longags,LPDISPATCHPoints,BOOLbShift,BOOLbCtrl,BOOLFAR*EnableDefault){if(ToolNum==MYTOOL_DISTANCE);{CMapXPointspts;longn;longi;try{pts.AttachDispatch(Points,FALSE);doubledDistanceTot=0.0;n=pts.GetCount();for(i=1;i<n;i++) {CMapXPointpt1=pts.Item(i);CMapXPointpt2=pts.Item(i+1);Doubled=m_ctrlMapX.Distance(pt1.GetX(),pt1.GetY(),pt2.GetX(),pt2.GetY());dDistanceTot+=d;}CStringstr;str.Format("總距離為:%f公里",dDistanceTot);((CMainFrame*)AfxGetMainWnd())->m_wndStatusBar.SetPaneText(0,str);//在狀態(tài)欄中顯示折線距離}catch(COleDispatchException*e){e->ReportError();e->Delete();}catch(COleException*e){e->ReportError();e->Delete();}}}為了在狀態(tài)欄中顯示折線距離，還必須在VCDZDH.cpp文件中添加CMainFrame類的頭文件。#include“MainFrm.h”并且將CMainFrame類中的mwndStatusBar由受保護(hù)的變量改為全局變量。調(diào)用自定義工具在“工具”下拉菜單中添加“折線距離”子菜單項(xiàng)，ID為ID_DISTANCE_TOOL。打開類向?qū)Вx擇視圖類CVCDZDHView，為菜單項(xiàng)ID_DISTANCE_TOOL添加COMMAND消息映射函數(shù)OnPolydistancetool()，添加代碼如下。voidCVCDZDHView::OnDistanceTool(){ //TODO:Addyourcommandhandlercodehere m_ctrlMapX.SetCurrentTool(MYTOOL_DISTANCE);//調(diào)用自定義工具}編譯并運(yùn)行程序，如圖3.1所示為使用“折線距離”工具的應(yīng)用程序界面。圖3.1折線距離演示最優(yōu)路徑分析對城市道路網(wǎng)進(jìn)行最短路徑分析，需要把城市道路網(wǎng)絡(luò)實(shí)體抽象化為網(wǎng)絡(luò)圖論理論中的網(wǎng)絡(luò)圖，然后通過圖論中的網(wǎng)絡(luò)分析理論來實(shí)現(xiàn)道路網(wǎng)絡(luò)的最短路徑分析。在實(shí)際應(yīng)用中，道路網(wǎng)的表現(xiàn)形式一般為數(shù)字化的矢量地圖，其網(wǎng)絡(luò)空間特征中的交叉路口坐標(biāo)和道路位置坐標(biāo)是在地圖上借助圖形來識別和解釋的；而為了能夠高效率地進(jìn)行最短路徑分析，必須首先將其按結(jié)點(diǎn)和弧的關(guān)系抽象為圖的結(jié)構(gòu)。這就需要先對原始道路圖進(jìn)行預(yù)處理，構(gòu)建其相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系，然后才能進(jìn)行最短路徑分析等各種操作。下面介紹一種Dijkstra算法。實(shí)現(xiàn)過程及其算法分析Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的最短路徑路由算法，用于計算一個節(jié)點(diǎn)到其他所有節(jié)點(diǎn)的最短路徑。主要特點(diǎn)是以起始點(diǎn)為中心向外層層擴(kuò)展，直到擴(kuò)展到終點(diǎn)為止。Dijkstra算法能得出最短路徑的最優(yōu)解，但由于它遍歷計算的節(jié)點(diǎn)很多，所以效率低。Dijkstra算法一般的表述通常有兩種方式，一種用永久和臨時標(biāo)號方式，一種是用OPEN,CLOSE表方式。其采用的是貪心法的算法策略，大概過程：創(chuàng)建兩個表，OPEN,CLOSE。OPEN表保存所有已生成而未考察的節(jié)點(diǎn)，CLOSED表中記錄已訪問過的節(jié)點(diǎn)。1．訪問路網(wǎng)中距離起始點(diǎn)最近且沒有被檢查過的點(diǎn)，把這個點(diǎn)放入OPEN組中等待檢查。2．從OPEN表中找出距起始點(diǎn)最近的點(diǎn)，找出這個點(diǎn)的所有子節(jié)點(diǎn)，把這個點(diǎn)放到CLOSE表中。3．遍歷考察這個點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)。求出這些子節(jié)點(diǎn)距起始點(diǎn)的距離值，放子節(jié)點(diǎn)到OPEN表中。4．重復(fù)第2和第3步,直到OPEN表為空，或找到目標(biāo)點(diǎn)。Dijkstra算法的基本思路是：假設(shè)每個點(diǎn)都有一對標(biāo)號(dj,pj)，其中dj是從起源點(diǎn)s到點(diǎn)j的最短路徑的長度(從頂點(diǎn)到其本身的最短路徑是零路(沒有弧的路)，其長度等于零)；pj則是從s到j(luò)的最短路徑中j點(diǎn)的前一點(diǎn)。求解從起源點(diǎn)s到點(diǎn)j的最短路徑算法的基本過程如下：圖4.1算法流程圖1)初始化。起源點(diǎn)設(shè)置為：①ds=0,ps為空；②所有其他點(diǎn):di=∞,pi=?；③標(biāo)記起源點(diǎn)s，記k=s,其他所有點(diǎn)設(shè)為未標(biāo)記的。2)檢驗(yàn)從所有已標(biāo)記的點(diǎn)k到其直接連接的未標(biāo)記的點(diǎn)j的距離，并設(shè)置：dj=min［dj,dk+lkj］，式中，lkj是從點(diǎn)k到j(luò)的直接連接距離。3)選取下一個點(diǎn)。從所有未標(biāo)記的結(jié)點(diǎn)中，選取dj中最小的一個i：di=min［dj,所有未標(biāo)記的點(diǎn)j］,點(diǎn)i就被選為最短路徑中的一點(diǎn)，并設(shè)為已標(biāo)記的。4)找到點(diǎn)i的前一點(diǎn)。從已標(biāo)記的點(diǎn)中找到直接連接到點(diǎn)i的點(diǎn)j*，作為前一點(diǎn),設(shè)置：i=j*。5)標(biāo)記點(diǎn)i。如果所有點(diǎn)已標(biāo)記，則算法完全推出，否則，記k=i，轉(zhuǎn)到2)再繼續(xù)。為了實(shí)現(xiàn)Dijkstra算法，在程序中首先引入三個類：classVERTEX//頂點(diǎn)類{publicintid;publicintSearched;//0表示從來沒有搜索過，表示搜索過，但沒有完成，表示搜索完成，該點(diǎn)的最短路徑已經(jīng)找到publicIPointpPoint;publicVERTEXPrev;publicVERTEXNext;publicLinkNeighbor;//一個鏈接關(guān)系，相當(dāng)于線節(jié)點(diǎn)publicdoubleWeight;//權(quán)重，初始時置為無窮大，搜尋最短路徑時置為該點(diǎn)當(dāng)前最短路徑長度publicVERTEXShortPathPre;//在最短路徑上的前一個點(diǎn)publicintLineID;//最短路徑中與前一個點(diǎn)之間的線的IDpublicSearchLinkSLink;//Open或Close表中的鏈接}classLink//點(diǎn)的鄰接關(guān)系{publicVERTEXv1;//每個Link對象的v1都應(yīng)該指向它所附屬的點(diǎn)節(jié)點(diǎn)publicVERTEXv2;//每個Link對象的v2都應(yīng)該指向與它所附屬的點(diǎn)相鄰的那個點(diǎn)節(jié)點(diǎn)publicdoubleweight;//線的權(quán)重publicLinkv1Next;publicLinkv2Next;publicintLineID;}classSearchLink//搜尋路徑時的鄰接關(guān)系，用來放入Open或Close表中{publicVERTEXv;publicSearchLinkPrev;publicSearchLinkNext;}VERTEX類用來存儲點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，Link類用來存儲鄰接關(guān)系，SearchLink是一個臨時的中間鄰接關(guān)系，在尋徑時替代VERTEX實(shí)例進(jìn)行運(yùn)算，用來維持鄰接多重表。系統(tǒng)的主要功能函數(shù)為：privateVERTEXBuildTopo(IFeatureLayerpFeatLayerP,IFeatureLayerpFeatLayerL,IPointpStartV,IPointpEndV,refintPointCount,refintEdgeCount)，主要用來建立拓?fù)潢P(guān)系privatevoidshortpath()，查詢最短路徑的主函數(shù)privatevoidInsertOrder(SearchLinkvIN,refSearchLinkvTO)按權(quán)重的升序插入privatevoidInsert(SearchLinkvIN,refSearchLinkvTO)插入privatevoidDelete(refSearchLinkvOUT,refSearchLinkvFROM)從鏈表中刪除建立拓?fù)潢P(guān)系：VERTEX[]RoadNode=newVERTEX[NodeCount];indexP=0;pFeatureP=pFeatCsrP.NextFeature();while(null!=pFeatureP){indexP=(int)pFeatureP.get_Value(pFeatureP.Fields.FindField("ID"));if(indexP<0){pFeatureP=pFeatCsrP.NextFeature();continue;}RoadNode[indexP]=newVERTEX();RoadNode[indexP].Neighbor=null;RoadNode[indexP].pPoint=(IPoint)pFeatureP.Shape;RoadNode[indexP].Searched=0;RoadNode[indexP].ShortPathPre=null;RoadNode[indexP].Weight=double.MaxValue;pFeatureP=pFeatCsrP.NextFeature();}首先建立VERTEX數(shù)組，用來存放點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，在遍歷點(diǎn)層元素的過程中，根據(jù)點(diǎn)的ID號找到數(shù)組索引號，生成點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的實(shí)例（即VERTEX實(shí)例）。建立這一過程的時間消耗與點(diǎn)的數(shù)量n成正比，即時間復(fù)雜度為O（n）。pFeatCsrL=pFeatClsL.Search(null,false);intindexP1=0,indexP2=0;pFeatureL=pFeatCsrL.NextFeature();while(null!=pFeatureL)//遍歷線對象，根據(jù)線的首尾節(jié)點(diǎn)ID，即點(diǎn)的索引，找到點(diǎn)，建立鏈接關(guān)系{cnt1++;cntEdge++;vLink1=vLink2=null;pPointCol=(IPointCollection)pFeatureL.Shape;p1=pPointCol.get_Point(0);p2=pPointCol.get_Point(pPointCol.PointCount-1);vWork=vHead.Next;flag1=flag2=0;indexP1=(int)pFeatureL.get_Value(pFeatureL.Fields.FindField("STNODEID"));indexP2=(int)pFeatureL.get_Value(pFeatureL.Fields.FindField("EDNODEID"));indexP=(int)pFeatureL.get_Value(pFeatureL.Fields.FindField("FID"));//依次獲得線元素的STNODEID、EDNODEID、FID三個字段的值vLink1=newLink();vLink1.LineID=indexP;vLink1.weight=(double)(int)pFeatureL.get_Value(pFeatureL.Fields.FindField("Weight"));vLink1.v1=RoadNode[indexP1];vLink1.v1Next=RoadNode[indexP1].Neighbor;RoadNode[indexP1].Neighbor=vLink1;//獲得線元素的STNODEID值之后，直接可以得到點(diǎn)節(jié)點(diǎn)在數(shù)組中的位置vLink1.v2=RoadNode[indexP2];vLink1.v2Next=RoadNode[indexP2].Neighbor;RoadNode[indexP2].Neighbor=vLink1;pFeatureL=pFeatCsrL.NextFeature();}點(diǎn)的數(shù)組建立完成之后，可以開始遍歷線層元素，每取得一個線元素，則可以得到首尾節(jié)點(diǎn)的ID，根據(jù)首尾節(jié)點(diǎn)ID（即首尾節(jié)點(diǎn)在數(shù)組中的索引）得到首尾節(jié)點(diǎn)，分別為首尾節(jié)點(diǎn)建立鄰接關(guān)系vLink1和vLink2，從線元素獲得首尾節(jié)點(diǎn)的過程的時間復(fù)雜度為O（1），而外層while循環(huán)是遍歷線層元素，時間復(fù)雜度為O（n），經(jīng)過這一過程，拓?fù)潢P(guān)系基本建立完成，由于采用數(shù)組存儲VERTEX元素的目的是建立索引，減少建立拓?fù)潢P(guān)系時點(diǎn)的搜索時間，因此，拓?fù)潢P(guān)系建立完成后，為了方便運(yùn)算，也為了盡量減少數(shù)組元素所占用的大塊內(nèi)存區(qū)域，把VERTEX元素從數(shù)組中摘下并建立環(huán)狀鏈表：vWork=vHead;for(indexP=1;indexP<NodeCount;indexP++){if(RoadNode[indexP]!=null){RoadNode[indexP].Prev=vWork;RoadNode[indexP].Next=vWork.Next;vWork.Next.Prev=RoadNode[indexP];vWork.Next=RoadNode[indexP];vWork=RoadNode[indexP];}}vWork.Next=vHead;vHead.Prev=vWork;通過這一步操作，環(huán)狀的鄰接多重表建立完成。以上三次遍歷并沒有嵌套關(guān)系，因此整個建立鄰接多重表的時間復(fù)雜度為O（n）。查詢最短路徑查詢最短路徑：intflag=0;intc=0;vWork=vHead.Next;while(c<PointCnt){//根據(jù)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，循環(huán)設(shè)定點(diǎn)節(jié)點(diǎn)中各字段的初始值if(vWork.id==pStartID){flag++;vHead.Next=vWork;}if(vWork.id==pEndID){flag++;vTail.Next=vWork;}vWork.Searched=0;vWork.ShortPathPre=null;vWork.Weight=double.MaxValue;vWork=vWork.Next;c++;}由于鄰接多重表可以重復(fù)使用，因此在一次尋徑后，鏈表中的節(jié)點(diǎn)的一些屬性值可能被改變，因此需要重新初始化節(jié)點(diǎn)的屬性值，如查詢狀態(tài)Searched、最短路徑前導(dǎo)節(jié)點(diǎn)ShortPathPre，最短路徑值Weight等。sOpen=newSearchLink();sClose=newSearchLink();sOpen.Next=sOpen.Prev=null;sOpen.v=null;sClose.Next=sClose.Prev=null;sClose.v=null;sTemp=newSearchLink();sTemp.v=vHead.Next;sTemp.v.Searched=1;sTemp.v.Weight=0;sTemp.v.SLink=sTemp;sTemp.Prev=sTemp.Next=null;Insert(sTemp,refsOpen);//Insert函數(shù)按升序?qū)⒐?jié)點(diǎn)sTemp插入鏈表sOpen中while(sOpen.Next!=null&&vTail.Next.Searched!=2)//一旦鏈表sOpen變?yōu)榭眨蚪K點(diǎn)的最短路徑已經(jīng)找到，則查詢結(jié)束{sTemp=sOpen.Next;vWork=sTemp.v;vLink=vWork.Neighbor;vWork.Searched=2;Delete(refsTemp,refsOpen);//在sOpen鏈表中找到權(quán)值最小節(jié)點(diǎn)之后，將該節(jié)點(diǎn)從鏈表sOpen中移除，并插入鏈表sClose中，表示該節(jié)點(diǎn)的最短路徑已經(jīng)找到Insert(sTemp,refsClose);while(vLink!=null)//遍歷節(jié)點(diǎn)的各個鄰接點(diǎn){if(vLink.v2.Searched==0)//Searched字段表名該鄰接點(diǎn)的搜索狀態(tài)，如果是0，則表示該鄰接點(diǎn)從未被搜索過{vLink.v2.Weight=vWork.Weight+vLink.weight;vLink.v2.LineID=vLink.LineID;vLink.v2.Searched=1;vLink.v2.ShortPathPre=vWork;sTemp1=newSearchLink();sTemp1.v=vLink.v2;sTemp1.v.SLink=sTemp1;InsertOrder(sTemp1,refsOpen);}elseif(vLink.v2.Searched==1)//Searched如果為1，則表示該鄰接點(diǎn)已經(jīng)搜索過，但還沒有找到最短路徑{if(vLink.v2.Weight>vWork.Weight+vLink.weight)//如果權(quán)值不是最小，則需要重新計算權(quán)值{Delete(refvLink.v2.SLink,refsOpen);vLink.v2.Weight=vWork.Weight+vLink.weight;vLink.v2.LineID=vLink.LineID;vLink.v2.ShortPathPre=vWork;InsertOrder(vLink.v2.SLink,refsOpen);}}vLink=vLink.Next;}}在開始最短路徑查詢之前，首先定義兩個鏈表sOpen和sClose，sClose用來放置已經(jīng)找到最短路徑的節(jié)點(diǎn)，sOpen用來放置已經(jīng)搜索但還沒有找到最短路徑、等待繼續(xù)搜索的節(jié)點(diǎn)。其次需要初始化鄰接多重表，將每一個節(jié)點(diǎn)的Searched字段置為0，表明該節(jié)點(diǎn)還沒有被搜索過，并把節(jié)點(diǎn)權(quán)重置為無窮大（最大值）。這一過程為單循環(huán)，時間復(fù)雜度為O（n）。以上是最短路徑算法的主體部分，首先將源節(jié)點(diǎn)的Searched字段置為1，權(quán)重置為0，并插入鏈表sOpen中，而后進(jìn)入循環(huán)搜索最短路徑的過程。外循環(huán)用來遍歷鏈表sClose，直到鏈表sClose變?yōu)榭?，或者最短路徑的終點(diǎn)vTail的最短路徑被找到（Searched字段變?yōu)?）。而內(nèi)循環(huán)則遍歷sOpen中節(jié)點(diǎn)的鄰接關(guān)系，本算法實(shí)現(xiàn)過程中這一循環(huán)與節(jié)點(diǎn)數(shù)或線數(shù)并沒有數(shù)學(xué)關(guān)系，它的循環(huán)次數(shù)通常為2～5之間。在每次循環(huán)中，首先將節(jié)點(diǎn)置于鏈表sClose中，并把Searched值置為2，表明該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)找到最短路徑，然后遍歷該節(jié)點(diǎn)的每一個鄰接點(diǎn)，首先判斷該鄰接點(diǎn)的搜索情況（Searched字段值），然后進(jìn)行插入或重新插入集合sOpen的操作（InsertOrder），程序中設(shè)置了兩個插入函數(shù)InsertOrder和Insert，InsertOrder函數(shù)專用來向sOpen中插入節(jié)點(diǎn)，這一過程需要進(jìn)行排序，因此隨著sOpen鏈表的規(guī)模增大，相應(yīng)的時間消耗也會增大，插入排序過程的時間復(fù)雜度為O（（n＋1）/2）。為了使計算最短路徑時搜索的節(jié)點(diǎn)范圍盡量縮小，程序中對每次更改Searched字段值之后的節(jié)點(diǎn)都要移出原集合（鏈表），這一方式使單次搜索最短路徑的效率得到很大的提高。但是隨之而來的問題是,單次搜索之后，原來的鄰接多重表被破壞了，在下一次搜索前不得不重新建立鄰接多重表，由于建立鄰接多重表時如果數(shù)據(jù)量比較大，則程序需要頻繁訪問外存儲器，造成了大量的時間開銷。而SearchLink類的引入，使得鄰接多重表可以“一次建立，多次使用”，真正提高算法的效率和實(shí)用性。SearchLink是純指針類，實(shí)例化的時候只占用很少的內(nèi)存開銷，因此這種以空間換時間的方法能夠有效的提高算法執(zhí)行的效率。GPS導(dǎo)航功能衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的飛速發(fā)展已逐漸取代了無線電導(dǎo)航、天文導(dǎo)航等傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)，而成為一種普遍采用的導(dǎo)航定位技術(shù)，并在精度、實(shí)時性、全天候等方面取得了長足進(jìn)步?，F(xiàn)不僅應(yīng)用于物理勘探、電離層測量和航天器導(dǎo)航等諸多民用領(lǐng)域，在軍事領(lǐng)域更是取得了廣泛的應(yīng)用——在彈道導(dǎo)彈、野戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、精確彈道測量以及軍用地圖快速測繪等領(lǐng)域均大量采用了衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)。有鑒于衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在民用和軍事領(lǐng)域的重要意義，使其得到了許多國家的關(guān)注。我國也于2000年10月31日和12月21日成功發(fā)射了第一顆和第二顆導(dǎo)航定位試驗(yàn)衛(wèi)星并建立了我國第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)"北斗導(dǎo)航系統(tǒng)"，但由于起步晚也沒有得到廣泛應(yīng)用。目前在我國應(yīng)用最多的還是美國的GPS系統(tǒng)。GPS接收機(jī)可接收到準(zhǔn)確至納秒級的時間信息；用于預(yù)報未來幾個月內(nèi)衛(wèi)星所處概略位置的預(yù)報星歷；用于計算定位時所需衛(wèi)星坐標(biāo)的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個衛(wèi)星不同，隨時變化）；以及GPS系統(tǒng)信息，如衛(wèi)星狀況等。GPS接收機(jī)對碼的量測就可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，由于含有接收機(jī)衛(wèi)星鐘的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。GPS接收機(jī)對收到的衛(wèi)星信號，進(jìn)行解碼或采用其它技術(shù)，將調(diào)制在載波上的信息去掉后，就可以恢復(fù)載波。嚴(yán)格而言，載波相位應(yīng)被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻移影響的衛(wèi)星信號載波相位與接收機(jī)本機(jī)振蕩產(chǎn)生信號相位之差。一般在接收機(jī)鐘確定的歷元時刻量測，保持對衛(wèi)星信號的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測時的接收機(jī)和衛(wèi)星振蕩器的相位初值是不知道的，起始?xì)v元的相位整數(shù)也是不知道的，即整周模糊度，只能在數(shù)據(jù)處理中作為參數(shù)解算。相位觀測值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對定位、并有一段連續(xù)觀測值時才能使用相位觀測值，而要達(dá)到優(yōu)于米級的定位精度也只能采用相位觀測值。按定位方式，GPS定位分為單點(diǎn)定位和相對定位（差分定位）。單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)來確定接收機(jī)位置的方式，它只能采用偽距觀測量，可用于車船等的概略導(dǎo)航定位。相對定位（差分定位）是根據(jù)兩臺以上接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)來確定觀測點(diǎn)之間的相對位置的方法，它既可采用偽距觀測量也可采用相位觀測量，大地測量或工程測量均應(yīng)采用相位觀測值進(jìn)行相對定位。在GPS觀測量中包含了衛(wèi)星和接收機(jī)的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應(yīng)等誤差，在定位計算時還要受到衛(wèi)星廣播星歷誤差的影響，在進(jìn)行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機(jī)可以根據(jù)兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機(jī)間距離較遠(yuǎn)時（大氣有明顯差別），應(yīng)選用雙頻接收機(jī)。在定位觀測時，若接收機(jī)相對于地球表面運(yùn)動，則稱為動態(tài)定位，如用于車船等概略導(dǎo)航定位的精度為30——100米的偽距單點(diǎn)定位，或用于城市車輛導(dǎo)航定位的米級精度的偽距差分定位，或用于測量放樣等的厘米級的相位差分定位（RTK），實(shí)時差分定位需要數(shù)據(jù)鏈將兩個或多個站的觀測數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)揭黄鹩嬎恪Ｔ诙ㄎ挥^測時，若接收機(jī)相對于地球表面靜止，則稱為靜態(tài)定位，在進(jìn)行控制網(wǎng)觀測時，一般均采用這種方式由幾臺接收機(jī)同時觀測，它能最太限度地發(fā)揮GPS的定位精度，專用于這種目的的接收機(jī)被稱為大地型接收機(jī)，是接收機(jī)中性能最好的一類。目前，GPS已經(jīng)能夠達(dá)到地殼形變觀測的精度要求，IGS的常年觀測臺站已經(jīng)能構(gòu)成毫米級的全球坐標(biāo)框架。下面就針對當(dāng)前比較普及的GPS系統(tǒng)，對其衛(wèi)星定位信息的接收及其定位參數(shù)提取的實(shí)現(xiàn)方法予以介紹。定位信息的接收通常GPS定位信息接收系統(tǒng)主要由GPS接收天線、變頻器、信號通道、微處理器、存儲器以及電源等部分組成。由于GPS定位信息內(nèi)容較少，因此多用RS-232串口將定位信息（NEMA0183語句）從GPS接收機(jī)傳送到計算機(jī)中進(jìn)行信息提取處理。初始化并打開串口：對串口初始化通常要完成以下幾個設(shè)置:設(shè)定通信端口號，即CommPort屬性;設(shè)定通信協(xié)議,即HandShaking屬性;設(shè)定傳輸速率等參數(shù),即Settings屬性;打開通信端口,即將PortOpen屬性設(shè)為True。if(m_Comm.GetPortOpen())m_Comm.SetPortOpen(FALSE);m_Comm.SetCommPort(1);//選擇COM1m_Comm.SetInBufferSize(1024);//設(shè)置輸入緩沖區(qū)的大小if(!m_Comm.GetPortOpen())m_Comm.SetPortOpen(TRUE);//打開串口elseAfxMessageBox("cannotopenserialport");m_Comm.SetSettings("9600,n,8,1");//波特率9600,無校驗(yàn),8個數(shù)據(jù)位,1停止位m_Comm.SetInputMode(1);//1:表示以二進(jìn)制方式檢取數(shù)據(jù)m_Comm.SetRThreshold(1);//1:表示有一個字符引發(fā)一個事件從串口讀取數(shù)據(jù)有多種方法，在此直接使用Win32API函數(shù)對其進(jìn)行編程處理。在Windows下不允許直接對硬件端口進(jìn)行控制操作，所有的端口均被視為“文件”，因此在對串口進(jìn)行偵聽之前需要通過打開文件來打開串口，并對其進(jìn)行相關(guān)參數(shù)配置：m_hCom=CreateFile("COM1",GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_FLAG_OVERLAPPED,NULL);//以異步方式打開COM1口SetCommMask(m_hCom,EV_RXCHAR);//添加或修改Windows所報告的事件列表SetupComm(m_hCom,READBUFLEN/*讀緩沖*/,WRITEBUFLEN/*寫緩沖*/);//初始化通訊設(shè)備參數(shù)//清除緩沖信息PurgeComm(m_hCom,PURGE_TXABORT|PURGE_RXABORT|PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);//對異步I/O進(jìn)行設(shè)置CommTimeOuts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD;//接收兩連續(xù)字節(jié)的最大時間間隔CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;//接收每字節(jié)的平均允許時間CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=0;//接收時間常數(shù)SetCommTimeouts(m_hCom,&CommTimeOuts);//獲取并設(shè)置串口GetCommState(m_hCom,&dcb);dcb.BaudRate=CBR_4800;dcb.ByteSize=8;dcb.Parity=ODDPARITY;dcb.StopBits=ONESTOPBIT;SetCommState(m_hCom,&dcb);在成功打開并設(shè)置通訊口后，可采取輪詢串口和事件觸發(fā)兩種方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理，本文在此采取效率比較高的事件觸發(fā)方式進(jìn)行接收處理，通過等待EV_RXCHAR事件的發(fā)生來啟動ReadFile函數(shù)完成對GPS定位信息的接收：while(true){WaitCommEvent(m_hCom,&dwEvtMask,NULL);if(dwEvtMask&EV_RXCHAR==EV_RXCHAR)if(ComStat.cbInQue>0)ReadFile(m_hCom,m_readbuf,ComStat.cbInQue,&nLength,&olRead);}提取定位數(shù)據(jù)GPS接收機(jī)只要處于工作狀態(tài)就會源源不斷地把接收并計算出的GPS導(dǎo)航定位信息通過串口傳送到計算機(jī)中。前面的代碼只負(fù)責(zé)從串口接收數(shù)據(jù)并將其放置于緩存，在沒有進(jìn)一步處理之前緩存中是一長串字節(jié)流，這些信息在沒有經(jīng)過分類提取之前是無法加以利用的。因此，必須通過程序?qū)⒏鱾€字段的信息從緩存字節(jié)流中提取出來，將其轉(zhuǎn)化成有實(shí)際意義的，可供高層決策使用的定位信息數(shù)據(jù)。同其他通訊協(xié)議類似，對GPS進(jìn)行信息提取必須首先明確其幀結(jié)構(gòu)，然后才能根據(jù)其結(jié)構(gòu)完成對各定位信息的提取。對于本文所使用的GARMINGPS天線板，其發(fā)送到計算機(jī)的數(shù)據(jù)主要由幀頭、幀尾和幀內(nèi)數(shù)據(jù)組成，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的不同，幀頭也不相同，主要有"$GPGGA"、"$GPGSA"、"$GPGSV"以及"$GPRMC"等。這些幀頭標(biāo)識了后續(xù)幀內(nèi)數(shù)據(jù)的組成結(jié)構(gòu)，各幀均以回車符和換行符作為幀尾標(biāo)識一幀的結(jié)束。對于通常的情況，我們所關(guān)心的定位數(shù)據(jù)如經(jīng)緯度、速度、時間等均可以從"$GPRMC"幀中獲取得到，該幀的結(jié)構(gòu)及各字段釋義如下：$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>*hh<1>當(dāng)前位置的格林尼治時間，格式為hhmmss<2>狀態(tài),A為有效位置,V為非有效接收警告，即當(dāng)前天線視野上方的衛(wèi)星個數(shù)少于3顆。<3>緯度,格式為ddmm.mmmm<4>標(biāo)明南北半球,N為北半球、S為南半球<5>徑度，格式為dddmm.mmmm<6>標(biāo)明東西半球，E為東半球、W為西半球<7>地面上的速度，范圍為0.0到999.9<8>方位角，范圍為000.0到359.9度<9>日期,格式為ddmmyy<10>地磁變化，從000.0到180.0度<11>地磁變化方向，為E或W至于其他幾種幀格式，除了特殊用途外，平時并不常用，雖然接收機(jī)也在源源不斷地向主機(jī)發(fā)送各種數(shù)據(jù)幀，但在處理時一般先通過對幀頭的判斷而只對"$GPRMC"幀進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取處理。如果情況特殊，需要從其他幀獲取數(shù)據(jù)，處理方法與之也是完全類似的。由于幀內(nèi)各數(shù)據(jù)段由逗號分割，因此在處理緩存數(shù)據(jù)時一般是通過搜尋ASCII碼"$"來判斷是否是幀頭，在對幀頭的類別進(jìn)行識別后再通過對所經(jīng)歷逗號個數(shù)的計數(shù)來判斷出當(dāng)前正在處理的是哪一種定位導(dǎo)航參數(shù)，并作出相應(yīng)的處理。下面就是對緩存Data中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解幀處理的主要代碼，本文在此只關(guān)心時間（日期和時間）和地理坐標(biāo)（經(jīng)、緯度）：for(inti=0;i<DATALENGTH;i++){if(Data[i]=='$')//幀頭，SectionID為逗號計數(shù)器SectionID=0;if(Data[i]==10){//幀尾}if(Data[i]==',')file://逗號計數(shù)SectionID++;else{switch(SectionID){case1://提取出時間m_sTime+=Data[i];break;case2://判斷數(shù)據(jù)是否可信(當(dāng)GPS天線能接收到有3顆GPS衛(wèi)星時為A，可信)if(Data[i]=='A')GPSParam[m_nNumber].m_bValid=true;break;case3:file://提取出緯度m_sPositionY+=Data[i];break;case5:file://提取出經(jīng)度m_sPositionX+=Data[i];break;case9:file://提取出日期m_sDate+=Data[i];break;default:break;}}}現(xiàn)在已將所需信息提取到內(nèi)存，即時間、日期以及經(jīng)緯度分別保存在CString型變量m_sTime、m_Data、m_sPositionY和m_sPositionX中。在實(shí)際應(yīng)用中往往要根據(jù)需要對其做進(jìn)一步的運(yùn)算處理，比如從GPS接收機(jī)中獲得的時間信息為格林尼治時間，因此需要在獲取時間上加8小時才為我國標(biāo)準(zhǔn)時間。而且GPS使用的WGS－84坐標(biāo)系也與我國采用的坐標(biāo)系不同，有時也要對此加以變換。而這些變換運(yùn)算必須通過數(shù)值運(yùn)算完成，因此需要將前面獲取的字符型變量轉(zhuǎn)化為數(shù)值型變量，這部分工作可放在檢測到幀尾完成：::strcpy(buf,m_sTime);str.Format("%c%c",buf[0],buf[1]);GPSParam[m_nNumber].m_nHour=(atoi(str)+8)%24;//提取出小時并轉(zhuǎn)化為24小時制北京時間file://buf第2、3字節(jié)為分鐘，4、5字節(jié)為秒，提取方法同上……::strcpy(buf,m_sDate);str.Format("%c%c",buf[0],buf[1]);//提取出月份//buf第2、3字節(jié)為天，4、5字節(jié)為年，提取方法同上……::strcpy(buf,m_sPositionY);str.Format("%c%c",buf[0],buf[1]);PositionValue=atoi(str);str.Format("%c%c%c%c%c%c%c",buf[2],buf[3],buf[4],buf[5],buf[6],buf[7],buf[8]);GPSParam[m_nNumber].m_dPositionY=PositionValue*60+atof(str);//提取出緯度……::strcpy(buf,m_sPositionX);if(m_sPositionX.GetLength()==10)//經(jīng)度超過90度(如東經(jīng)125度){str.Format("%c%c%c",buf[0],buf[1],buf[2]);PositionValue=atoi(str);str.Format("%c%c%c%c%c%c%c",buf[3],buf[4],buf[5],buf[6],buf[7],buf[8],buf[9]);GPSParam[m_nNumber].m_dPositionX=PositionValue*60+atof(str);//提取出經(jīng)度(單位為分)}if(m_sPositionX.GetLength()==9)//經(jīng)度未超過90度(如東經(jīng)89度){//處理方法同上，只是buf的第0、1字節(jié)為度數(shù)，2~9為分?jǐn)?shù)。}通過上面的設(shè)計方法可以將GPS定位導(dǎo)航信息從GPS接收機(jī)完整接收?？偨Y(jié)可以看出，MapX開發(fā)平臺可以提供地理信息應(yīng)用系統(tǒng)所需要的各主要方面功能，并具有開發(fā)方式靈活，接口簡便的特點(diǎn)，不失為開發(fā)地理信息應(yīng)用系統(tǒng)的理想平臺。建立一個GIS應(yīng)用系統(tǒng)是比較復(fù)雜的，并且必須根據(jù)特定的要求來實(shí)現(xiàn)不同的功能。由于筆者能力有限，本文采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言VC++，集成MapX、MSComm控件，實(shí)現(xiàn)了一個小型的GPS導(dǎo)航信息系統(tǒng)應(yīng)用軟件，旨在為用戶提供開發(fā)具有典型GIS功能的應(yīng)用軟件接口程序的基本方法。在實(shí)際應(yīng)用中，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行完善和擴(kuò)充，來滿足不同的需求。參考文獻(xiàn)1.賈國憲，劉新江.VC環(huán)境下基于GIS的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)[J]，北京測繪，2003年，第二期：41，51，61，712.顏輝武，吳小芳，祝國瑞.VC++環(huán)境下基于MapX控件的GIS應(yīng)用軟件的開發(fā)[J]，昆明理工大學(xué)學(xué)報，2001年12月，第26卷第6期：12-173.岳新利，張永進(jìn)，孫毅.基于MapX平臺的地理信息系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的研究[J]，現(xiàn)代電子技術(shù)，2003年，第8期：75-774.車建仁.VC++環(huán)境下基于MapX開發(fā)的旅游信息系統(tǒng)[J]，水利科技與經(jīng)濟(jì)，2004年12月，第10卷第6期：382-3845.馮永玉，王寶山，路天偉.VC++環(huán)境下基于MapX控件的GIS應(yīng)用軟件基本功能的開發(fā)[J]，焦作工學(xué)院學(xué)報，2004年11月，第23卷第6期：451-4556.侯江麗.VC環(huán)境下基于MapX控件的地理信息系統(tǒng)的開[J]發(fā)，邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2005年10月，第22卷第5期：63-657.韓平陽，羅五明.基于MapX的地理信息系統(tǒng)的VC開發(fā)[J]，交通與計算機(jī)，2004年，第22卷第5期：71-748.王德文，趙文清.基于MapX的地理信息系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]，微機(jī)發(fā)展，2003年5月，第13卷第5期：59-619.王世東，陳魁奎.基于MapX的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)[J]，電腦學(xué)習(xí)，2006年8月，第4期：2-310.王豐，高光金.VisualC++6.0程序設(shè)計教程與實(shí)訓(xùn)[M]，北京：北京大學(xué)出版社，2005年9月11.姜曉銘.VisualC++6.0程序設(shè)計應(yīng)用短期培訓(xùn)教程[M]，北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，2000年5月12.吳信才.地理信息系統(tǒng)原理與方法[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2002年，P218-22313.龔健雅.地