该论文是本团队帮同学做过的案例，需要源程序或者更多毕业设计联系799523222 毕业设计（论文）车载导航系统的设计与实现
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摘要
路径规划系统是根据GPS车载导航系统的需要开发的。本论文详细介绍了GPS车载导航系统的组成、功能、实现过程、路径规划算法以及SuperMap地理信息系统的功能。并以SuperMap为开发平台，在路径规划系统中实现了地图的基本操作。本文重点研究了车载导航系统的路径规划问题。综合考虑并比较了了多种最短路径选择算法。在原始Dijkstra算法的基础上提出了改进，节省了很大的存储空间，提高了效率。
关键词： GPS ，GIS , 车载导航系统，路径规划，Dijkstra算法
Abstract
The Route-Planning system is developed for the Vehicle navigation System. The structure, function and the realization of the whole system are demonstrated in detail in this thesis. The GIS(Geographic Information System) theory is introduced .By using SuperMap software as a supporting platform, basic operation of map are realized. The algorithms of Route Planning are discussed in detail. Think over and compare many shortest path algorithms and present a improved algorithm based on the original Dijkstra algorithm in this thesis . It saves memory space and increases efficiency.
KEY WORDS: GPS, GIS, Vehicle navigation System , Route-Planning, Dijkstra algorithm
目录
摘要 ..................................................................................................................................- 1 - Abstract ...........................................................................................................................- 2 - 第一章绪论.. (1)
1．1引言 (1)
1．2 本课题相关技术基础 (1)
1．2．1 全球定位系统GPS (1)
1．2．2 地理信息系统GIS (2)
1．3 本课题研究的目的及意义 (2)
1．4 本课题完成的主要内容 (3)
1．4．1 本课题的任务 (3)
1．4．2 本文的内容安排 (3)
第二章 GPS车载导航系统体系结构与关键技术 (4)
2．1 车载导航系统的产生与发展 (4)
2．2 车载导航系统总体结构与关键技术 (4)
2．2．1 总体结构 (4)
2．2．2 关键技术 (5)
2．3 车载导航系统结构分析 (5)
2．4 系统的功能要求 (6)
2．5 系统技术要求 (6)
2．6 路径规划子系统的总体框架 (7)
第三章 SuperMap GIS简介 (8)
3．1 SuperMap Deskpro的概述 (8)
3．2 SuperMap Objects的概述 (8)
3．3 SuperMap中数据组织的基本概念 (9)
3．3．1 工作空间（Workspace） (9)
3．3．2数据源(Datasource) (10)
3．3．3数据集(Dataset) (10)
3．3．4图层 (10)
3．3．5地图 (10)
3．3．6布局与资源 (11)
3．3．7记录集 (11)
3．3．8上述概念之间的关系 (11)
3．4 SuperMap Objects 空间数据引擎 (12)
第四章路径规划子系统的分析与设计 (13)
4. 1系统简介 (13)
4. 2系统体系结构设计 (14)
4． 3 路径规划算法的设计 (14)
4．3．1 现有的路径规划算法 (14)
4．3．2 经典Dijkstra算法 (15)
4．3．3 改进 Dijkstra 算法 (15)
第五章路径规划子系统的实现 (18)
5．1 地图的制作 (18)
5．2 路网拓扑处理 (19)
5．3 系统界面程序设计 (20)
5．4 地图显示与浏览操作 (21)
5．5 路径规划程序设计 (21)
5．5．1 路径规划模块的实现 (21)
5．5．2 最短路径算法实现 (22)
5．5．3 程序运行结果 (23)
第六章结论与展望 (24)
6．1 设计小结 (24)
6．2 路径规划系统的展望 (24)
参考文献 (26)
致谢 (27)
第一章绪论
1．1引言
自20世纪后期以来，随着全球经济的深入发展，世界各国城市（尤其是大城市）的人口和车辆持续增长，由于交通拥挤而造成的损失随之逐年增加。因而各国竞相投资修建交通设施，试图解决这一问题。但是车辆的增长速度远远高于道路和其他交通设施的增长速度，由此带来的有目共睹的事实是道路交通系统的复杂性和拥挤度的与日俱增[1]。近年来人们已经逐渐认识到单纯依靠增加道路基础设施建设不可能从根本上解决车辆的快速增长与交通设施滞后之间的突出矛盾。只有在计算机、信息和通讯等高科技手段的辅助下充分利用现有的道路基础设施，才是合理可行的方法。由此出现了建设智能交通系统（Intelligent Transportation System, ITS）的热潮。事实上，建立现代化的交通系统，已经成为国家现代化的重要标志之一。与此相关的一系列方法与技术也成为当今计算机科学、地理信息科学等相关学科中的研究重点和热点。
ITS是一个复杂的巨系统，包含了众多的子系统，其中车载导航系统是最为重要的子系统之一，具有极大的市场前景和发展潜力。车载导航系统的研制开发可以划分为相互关联的技术模块，其中的路径规划是其他功能模块运行的基础，包含了车载导航系统中的很多关键技术。由于车载导航系统对道路网络建模、实时路径计算等方面有着特别的要求，在学术、技术上还存在着许多没有完全解决的问题。本文就是重点研究了车载导航系统的路径规划问题。
1．2 本课题相关技术基础
1．2．1 全球定位系统GPS
全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空，进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命[2]。
GPS由三个独立的部分组成：①空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星。②地面支撑系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。③用户设备部分：接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作[3]。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源三部分组成。
GPS技术作为一种新兴的导航技术，它具有以往的任何导航技术所没有的巨大的优越性，无
论是定位精度、服务提供实时性、时间的精确性、全天候不间断性等等特点，都是任何别的导航技术所不能比拟的。它刚一出现和投入使用，就极大的改变了人类的工作和生活。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
1．2．2 地理信息系统GIS
GIS（Geographical Information System,地理信息系统）是一种基于电子地图并围绕电子地图的各种图形要素及相关属性信息展开的综合信息系统，它拥有信息系统的各种特点。它与其他信息系统的主要区别在于其存储的信息是经过地理编码的或是与图形要素相关的。
GIS是对地理环境问题进行分析和研究的一门科学；是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、应用数学、管理科学为一体的新兴科学；是多学科集成并应用于各领域的基础平台[4]。
GIS从功能上可定义为一个具有地理参考信息的输入、存储、分析、输出功能的系统；从用途上可定义为一个支持空间查询、计算、统计与决策的系统。它更多的被称为一个空间信息系统[4]。GIS方面的专家D.Rhind概括了各种意见，给出如下定义：“GIS是由硬件、软件和方法组成的系统，它设计成能支持地理空间数据的获取、管理、操作、分析、模型化和显示，以解决复杂的规划和管理问题”[2]。
在GIS与GPS结合起来使用的过程中，GPS往往作为前端信源来采集接收系统所需数据，然后传输给GIS以完成地理信息的显示、存储、查询等等。目前，GIS技术和GPS技术的结合集成越来越成为一种发展趋势，二者相互促进，相得益彰。
1．3 本课题研究的目的及意义
社会经济的发展，城市规模的不断扩大，交通车辆迅速增加，交通运输的经营管理和合理调度，110、120等特殊车辆的指挥和安全管理已成为交通系统中的一个重要问题。过去，用于交通管理系统的设备主要是无线电通信设备，由调度中心向车辆驾驶员发出调度命令，驾驶员只能根据自己的判断说出车辆所在的大概位置，而在生疏地带或在夜间则无法确认自己的方位甚至迷路。因此，在调度管理和安全营运方面受到了一定程度的限制。通过车载GPS接收机使驾驶员能够随时知道自己的具体位置。由车载GPS系统所确定的车辆位置信息，通过车载电台将其发送给调度指挥中心，调度指挥中心便可及时掌握各个车辆的具体位置，并可以显示在电子地图上，非常直观、清渐，然后进行安全、合理的调度。通过移动目标监控调度系统，调度指挥中心随时可以知道入网移动目标的方位，不仅可以进行安全合理的监控调度，而且可以为入网移动目标提供无线通信、遇险报或警、决策指挥等多项服务。交通管理部门越来越多的借助于当今科学发展的新技术来保障交通畅通、改善道路安全、减少交通拥挤和空气污染对生态环境造成的恶劣影响。
我国对车辆导航系统的研究的起步较晚，而且目前投放到市场的导航产品，基本上都用于特殊车辆，如：110车辆、运钞车、邮政车辆等，而且他们都只是由中心监控导航，只能定位不能自主导航。具有电子地图又能语音导航的车载导航产品在国内目前尚较为罕见。因而，有关车载导航系统及相关产品的研制是当前迫切需要进行并解决的问题。
1．4 本课题完成的主要内容
1．4．1 本课题的任务
车载导航系统是一个为客户提供定位、路径规划、路径引导等多种服务的复杂系统，其中路径规划是帮助司机在旅行前或旅行中规划行驶路线的过程，是路径引导、信息服务等模块的基础，因此被广泛认为是车辆导航领域中的一个基本问题。路径规划的实现主要依靠所选择的路径规划算法，因此路径规划算法的研究就成为车载导航系统的重中之重。本设计的任务就是在研究车载导航系统的同时，重点研究其中的路径规划问题，研究路径规划的算法，并编程模拟实现。
1．4．2 本文的内容安排
本文共分为六章：
第一章是“绪论”，说明了本设计的来源，研究的目的和意义，简要介绍了本设计相关技术基础概念与原理，如GPS、GIS等，并对本论文的研究目标、研究内容以及章节的安排作了介绍。
第二章是“GPS车载导航系统体系结构与关键技术”，简述了本课题的研究背景，在国内外的发展概况，设计的指导思想，分析了车载导航系统总体结构与关键技术及系统的功能要求与技术要求。
第三章是“SuperMap GIS 简介”，简单介绍了SuperMap GIS的技术与功能，包括SuperMap Deskpro 、 SuperMap Objects以及SuperMap中的数据组织。
第四章是“路径规划子系统的分析与设计”，分析了在本课题中设计的路径规划子系统，包括其运行环境、总体结构和主要功能；并对路径规划算法进行了详细研究，综合考虑比较了多种最短路径选择算法，对原始Dijkstra 算法提出了改进。
第五章是“路径规划子系统的实现”，详细叙述了从地图制作到路径规划算法实现的具体步骤。
第六章是“结论与展望”，是对本论文研究工作的总结和今后研究工作的展望。
第二章 GPS车载导航系统体系结构与关键技术
2．1 车载导航系统的产生与发展
在人类的文明史上，车载导航系统（VNS vehicle Navigation System）的研究和发展已有相当长的历史，最早可以追溯到公元前2600年以前的指北车和航海家通过观测星空来引导船[5]。随着科学技术的高度发展，将先进的信息处理技术、数据通信技术、电子控制技术及计算机处理等技术集于一体的智能交通系统的研究是21世纪现代运输管理体系的模式和发展方向。卫星定位技术（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、数据库技术、计算机网络技术等科技技术的出现，为我们新型城市交通管理系统提供了有效的技术解决手段。
目前对车辆导航系统的研究主要在北美和欧洲以及亚洲的日本等经济发达、交通拥挤的国家，他们都投入了巨资进行研究[5]。美国最早于60年代末就提出开发具有无线路径引导能力的导航系统来疏导交通，但由于资金问题没有实现。终于在80年代中期相继把先进的导航产品投入市场。它每年用于车辆导航系统的实验和部署经费为几万美元。如：历时6年、花费几千万美元的测试动态路径导航的ADVANCE实验运行系统。日本也于80年代推出了各种导航器，并在96年推出了用调频广播和车载手机与中心联系的导航系统，用于交通数据的采集和发布。欧洲也大量推出了自己的导航产品。我国车载导航系统的发展始于二十世纪八十年代末期，在自主引导型车载导航系统方面还没有成熟[1]。但监控管理型的导航产品已经趋于成熟和实用。目前国内大约有几十家科学研究单位和公司在从事这方面的探索。
可以说，GPS导航定位在公交、交通系统中的应用前景是非常广阔的。在开发车辆导航应用的同时，也将带动与其相关的通信技术、信息技术、控制技术、多媒体技术和计算机应用技术的发展。
2．2 车载导航系统总体结构与关键技术
2．2．1 总体结构
车载导航系统是由GPS 终端、车载计算机、显示器、导航软件及GIS 软件等组成(如图2.1) 。主要包括：①GPS接受机，它接受卫星定位信号，确定当前车辆所处的经纬度信息。其主要功能是采集实时的位置信息，进行自身定位，为交通管理提供数据。②电脑，结合编程技术及地图数据，为用户提供多种媒体信息服务。③GIS电子地图，把地理数据以图形的方式显示出来，提供多种地图服务，提供用户一个直观、清晰的界面。④车载手机、寻呼机，提供与控制中心的通信手段，接受、发送各种数据、命令、请求和服务信息。
图2.1车载导航系统总体结构
2．2．2 关键技术
数字地图：也称电子地图，是一个矢量化的地图，即该地图中应该包括地图上的基本对象的属性数据。它是GPS导航系统和GIS的数据基础。典型的数字地图的标准格式有MapInfo的MIF/MID文件,AutoCAD的DXF文件等。
地图匹配：是一种通过软件方法，校正无线导航或航位推算定位误差的技术。该技术以模式识别理论为依据，基于“车辆始终行驶在道路上”的假设，通过找到车辆所在的道路，计算出准确的车辆位置，也就是说，当推算定位指示车辆在地图上的某一位置时，车辆位置可以被调整到地图上的绝对位置。这样做会消除累积误差，直到下一次地图匹配步骤。在每一个连续的系统周期中完成这个过程，就能实时得到更准确的车辆位置。
路径规划：路径规划是指在旅行前或旅行中为驾驶员提供参考行驶路线和驾驶引导的过程,是车辆定位与导航系统的基本功能之一。路径规划是基于城市道路网图的基础上, 在车辆行驶前或行驶中规划最佳行驶路径的过程，为满足实际要求, 路径规划应具有快速性和最佳性。
2．3 车载导航系统结构分析
车载导航系统主要由6 个功能模块组成, 即：
●定位模块：通过采用全球定位系统（GPS）技术实现车辆定位。
●数字地图数据库模块：负责存储数字地图信息。它主要包括支持电子地图显示的地图数据库及用于路径引导的道路特征数据库，是定位、导航功能的基础。
●地图匹配模块：把测量到的GPS信息定位数据或从定位模块获取到的位置（轨迹）与地图数据库所提供的基于地图的位置（路径）进行匹配，来显示车辆的地图位置。
●路径规划模块：帮助司机在运行中，根据地图数据库模块所提供的地图，按一定的条件(如最短行驶距离或时间) 快速生成任意两点之间的最佳驾驶路线。如果有条件利用实时的交通信
息, 还应对驾驶路线作及时调整以适应交通状况。
●路径导航模块：指挥司机沿着由路径规划模块计算出的路线，并通过定位系统引导车辆行驶。路径行驶包括两个任务：一是行驶指令的产生，任务是产生一个规划路径跟踪所遵循的行驶指令列表。二是规划跟踪，任务是紧密监视车辆处于路段上的位置。这些信息通过人—机接口，以特殊的视、听指令加以解释，以提供给司机。
●无线通信模块：可进一步改进系统的性能增加系统的功能，通过一个或多个不同的通信手段（手机、寻呼机等），车载系统或交通管理系统能够接受实时交通信息或报告，去辅助车辆定位和导航，以促进车载系统或整个公路网络工作的更加安全有效。
2．4 系统的功能要求
车载导航系统的主要功能有:
1．位置定位功能：利用全球定位系统( GPS) 获取定位信息并与电子地图进行匹配, 以决定车辆的当前所在位置并用图形化方式显示;
2．最优路径搜索功能：根据用户在地图上选取的任意目标，系统将进行实时计算，按要求规划从出发地到目的地的最优驾驶路线，并以醒目的方式将搜索结果显示在电子地图上。
3．地图浏览功能：地图的浏览包括缩放、移动等。用户可以在一定的放大级别下对地图进行缩放及移动浏览。
4．信息查询功能：为用户提供主要目标的查询，如学校、宾馆、医院、道路等，用户能够在电子地图上根据需要进行查询。查询资料可用文字、语言及图像形式显示，并在电子地图上显示其位置。
车载导航系统是一个把先进的全球卫星定位技术、地理信息技术、数据库技术、多媒体技术和现代通信技术综合在一起的高科技系统, 能够实时、高效地向驾驶员提供多种重要信息, 具有很强的实用价值和广阔的市场前景。
2．5 系统技术要求
1．硬件平台台式电脑或便携式电脑
2．操作系统Windows2000
3．GIS开发平台SuperMap Objects 2003
4.地图编辑工具SuperMap Deskpro 2003
5．开发工具Delphi
6．数据库平台Microsoft SQL Server
7．电子地图镇江市电子地图
8．通信设备GSM手机，寻呼机
2．6 路径规划子系统的总体框架
本课题的核心目标是设计车载导航系统的路径规划子系统，其总体框架如图2.2所示：
图2.2路径规划子系统总体结构
路径规划子系统是由两大功能模块组成的，即地理信息处理功能和路径规划功能。本系统以SuperMap地理信息系统作为开发平台，Delphi7.0作为开发工具，通过调用SuperMap objects 控件SuperMap和Superworkspace,来实现相应的功能。有关路径规划子系统的分析与设计将在第四章进行详细叙述。
第三章 SuperMap GIS简介
SuperMap GIS 是一整套 GIS 软件的总称。 SuperMap GIS 产品中，除组件式GIS 以外，还包括 WebGIS 软件平台—SuperMap IS、通用桌面 GIS 软件—SuperMap Deskpro 和专业数据采集软件—SuperMap Survey、嵌入式 GIS 软件—eSuperMap 等，本设计主要用到了其中的SuperMap Deskpro 和 SuperMap Objects[6]。
3．1 SuperMap Deskpro的概述
SuperMap Deskpro是北京超图地理信息技术有限公司基于SuperMap GIS核心技术研制的新型通用桌面地理信息处理平台和GIS应用工具[6]。通过SuperMap Deskpro，用户可以完成数据管理、地图编辑、地图打印、查询浏览、网络分析、拓扑处理、空间分析、三维建模等GIS 系列任务。SuperMap Deskpro可以作为一个全面分析管理的工具，应用于土地管理、林业、电力、交通、城市管网、资源管理、环境分析、旅游、水利航空和军事等不同行业。本设计主要用SuperMap Deskpro来编辑和修改地图及其属性的。
3．2 SuperMap Objects的概述
SuperMap Objects 是超图地理信息技术有限公司(https://www.doczj.com/doc/8614868473.html,) 基于ActiveX/COM 技术开发的组件式GIS 软件开发平台。SuperMap Objects功能强大，对象和接口数量多，可以满足各种GIS 应用需求[7]。
SuperMap Objects由一系列的ActiveX 组件构成，包括核心组件、布局组件、三维组件、拓扑组件、图例组件、数据表格组件、工作空间管理组件、加密锁信息组件、辅助组件等多个可分拆的组件库[8]。SuperMap Objects 组件库之间既互相关联，也保持相对独立性。其中核心组件库是基础的、必选的组件，其他组件库则是可选的。SuperMap Objects 提供了11 个ActiveX 控件、120 多个AvtiveX 对象，共计有属性、方法、事件等接口2100 多个。其中，控件是有图形窗口交互界面的特殊的ActiveX 对象。本设计主要用了工作空间控件SuperWorkspace和地图窗口控件SuperMap。
SuperWorkspace 控件是全组件式GIS 软件SuperMap Objects 的核心控件之一，主要功能是管理数据，包括工作空间文件的创建、打开、保存、关闭，数据源文件的创建、打开、修复和压缩，数据集的创建以及数据库的管理等等。它就相当于一个数据仓库，SuperMap Objects 的
其它控件所需的数据都要从SuperWorkspace 控件中获取, 同时SuperWorkSpace 控件还负责为SuperMap 控件的正常工作做一些必要的辅助处理[8]。
SuperMap控件是核心控件的重要组成部分，负责二维空间数据的显示，其主要功能如下：
1、空间数据浏览与调整环境设置；
2、图层管理：SuperWorkspace 中需要显示的数据作为一个图层（soLayer）添加到SuperMap窗口中，因此SuperMap 窗口可以看成是一个图层集合（soLayers），SuperMap 负责管理这个图层集合，控制集合中个体（soLayers.Item(Index)）的显示状态包括：（1）图层的可见、可显示、可编辑、可捕捉（2）图层风格设置（3）制作专题图（4）视野范围设置（5）动态投影；
3、地理对象（soGeometry）的编辑；
4、地理对象与属性双向查询；
5、影像配准；
6、动态目标的显示与跟踪；
7、空间分析：如叠加分析，网络分析等；
8、地图的输出；
3．3 SuperMap中数据组织的基本概念
3．3．1 工作空间（Workspace）
工作空间管理的是用户的工作环境，由工作空间控件(SuperWorkspace)创建，用于保存用户的工作环境和工作过程中操作和处理的所有数据，包括数据源、地图名、布局和资源等内容
[7]。
●工作空间存放了每个数据源相对于工作空间文件（扩展名为*.smw）的相对路径、数据源别名、数据源打开方式（只读、独占、事务、加密四种方式）等信息。由于工作空间存放的是数据源的相对路径和别名，而没有存储和拷贝整个数据源，因此工作空间文件可以和数据源（文件）分开存放，而且通常文件大小比数据源文件小。工作空间中使用的空间数据仍然存储于数据源中；
●地图由一系列图层构成。工作空间中的地图存储了地图中每个图层对应的数据源和数据集，显示风格、显示比例、专题地图和图层的状态信息（显示、选择、编辑、捕捉等）；
●工作空间中的布局存储了布局中的所有要素，包括引用的地图，以及各制图要素的位置和大小以及相互关系（叠放的层次、是否成组、比例尺与地图间的对应关系等）；
●资源则包含点状符号库、线型库和填充模式库，在有些软件中，他们也被称为点状符号库、线状符号库和面状符号库；
●作为用户的工作环境，同时只允许有一个工作空间。因此，1）不要在同一个应用程序中加载超过一个工作空间控件；2）打开一个工作空间的同时必须关闭另一个工作空间。在第一次初始化SuperWorkspace 控件时，控件自身会创建一个空的工作空间，该工作空间不存在数据源、地图和布局，只有系统默认的资源；当用户关闭一个工作空间时（使用Close 方法），系统也会自动创建一个空的工作空间。因此，用户在使用工作空间之前，不需要创建新的工作空间。3．3．2数据源(Datasource)
数据源是存储空间数据的场所，是由各种类型的数据集（如点、线、面类型数据，TIN、GRID、NetWork）组成的复合数据集。一个数据源可包含一个或多个不同类型的数据集；也可以同时存储矢量数据集和栅格数据集。数据源的存储格式是文件/数据库混合格式，由扩展名为SDB和SDD 两个文件组成。所有的空间数据都存储于数据源而不是工作空间，任何对空间数据的操作都需要先打开或者获得数据源。SuperMap Objects 支持多种数据源存储方案。一个工作空间中可以打开多个数据源，各数据源通过不同别名（Alias）进行标识。
3．3．3数据集(Dataset)
数据集是SuperMap Objects 空间数据的基本组织单位之一，是由同种类型数据组成的数据集合，也就是一组数据对象的集合。在SuperMap Deskpro 中有十五种类型的数据集，如：点数据集，线数据集，面数据集，TIN 数据集，GRID 数据集，复合数据集，Network 数据集，文本数据集等。一个数据源通常由多个不同类型的数据集组成。您可以根据自己的实际需要，或者按照数据集的特征、或者按照不同的使用目的来组织它们，把它们存放到不同的数据源中。3．3．4图层
数据集的显示是以图层的方式在地图窗口中显示的，添加到地图窗口中的数据集被赋予了显示风格，如：线型、颜色、线宽、填充、符号等，就成为一个图层。每个图层都是可控制的（显示Visible、编辑editable、可选Selectable、捕捉Snapable等），是空间数据的垂直组织方式。
3．3．5地图
一个或者多个二维数据集被赋予一定的显示风格而显示在一个SuperMap窗口——即地图窗口中，就成为地图。每个地图除了包含各图层的名称、显示风格、视野范围、图层状态等信息外，还包括地图的显示范围。
需要注意的是：地图是工作空间的一部分，要把地图保存下来，必须在保存地图之后，保
存工作空间；否则，该地图将没有被真正保存。
3．3．6布局与资源
（1）把一个或者多个地图放置在布局窗口中，并辅以其他的地图要素如图名、图例、地图比例尺等，就成为布局。同地图一样，布局的保存也依赖与工作空间文件的保存；
（2）资源包括：符号、线形、填充。
3．3．7记录集
记录(Record) 是处理和存储实体信息的基本单位，记录的集合叫记录(Recordset)。SuperMap 空间数据组织和存储方式的基本单位仍然是记录。每个空间几何对象对应一条记录，这条记录中既有属性字段（或称属性列），又有几何字段。一般地，记录集是数据集的全部或者部分记录的集合。记录集通常是把数据集中的记录按照某种条件筛选出来的。可以是对行的筛选，也可以是对列（字段）的筛选，或者二者结合起来。如果在记录集中添加、修改或删除某个记录，数据集中的数据将发生相应的变化。
3．3．8上述概念之间的关系
（1）工作空间和数据源的关系
?一个工作空间中可以有多个数据源，数据源对应一个空间数据文件或一个空间数据库；
?当前工作空间只有一个，打开另一个工作空间必须先关闭原来的工作空间。
（2）数据源和数据集的关系
?一个数据源可以有多个或多种类型的数据，一个或多个数据集可以组成一个或多个数据源；
?同一个数据集中只能存储一种类型的数据，如点对象。
（3）工作空间和地图、布局的关系
?地图和布局都保存在工作空间文件中，保存地图和布局后，如没有保存工作空间，结果将不被保存；
?如果工作空间中没有数据源，则相应的地图和布局将没有数据。
（4）数据集和地图的关系
?数据集存储于数据源（文件或数据库）中，地图存储于工作空间文件（*.SMW）中；
?数据集是地图的重要数据来源，没有数据集中的数据对象，就不能显示地图；
?数据集中只有数据内容，地图除了数据内容之外，还有数据的显示风格等；
?地图会随着数据集的改变而动态更新。
（5）数据集和图层的关系
?数据集保存在数据源文件或数据库中，图层的保存是以地图的方式保存的；
?一个图层对应着一个数据集，同一个数据集可以被多次添加到不同的地图窗口中，而且可以赋予不同的显示风格。因此，同一个数据集可以对应不同地图窗口的多个图层。
3．4 SuperMap Objects 空间数据引擎
SuperMap Objects 采用独特的多源空间数据无缝集成技术，提供了多种空间数据引擎。在实际应用中，可以根据应用系统需求，选择一个或者多个合适的数据引擎。SuperMap Objects 提供的空间数据引擎本有：（1）SDB 引擎（2）DGN 引擎（3）DWG 引擎（4）MDB 引擎（5）SDX for SQL Server 引擎（6）SDX for Oracle 引擎（7）SDX for Oracle Spatial 引擎（8）SDX+ for Oracle 引擎。
设计采用了SDX for SQL Server 引擎。SQL Server 引擎是一个基于大型数据库SQL Server 的纯关系数据库空间引擎。实现了空间数据和属性数据的无缝组织，支持大数据量管理，支持多用户共享读写访问，支持短事务和长事务处理，有严格的权限管理。SQL Server 引擎适合建立大型空间数据应用。
第四章路径规划子系统的分析与设计
前面介绍了车载导航系统的概念、体系结构以及地理信息系统的相关概念和原理，并简单介绍了SuperMap地理信息系统的技术与功能，本章主要介绍在本课题中设计的路径规划子系统的运行环境、总体结构、主要功能和路径规划算法的分析与设计。
4. 1系统简介
路径规划是指在旅行前或旅行中为驾驶员提供参考行驶路线和驾驶引导的过程,是车辆定位与导航系统的基本功能之一。路径规划所要实现的是：用户输入任意起点、终点，在电子地图上规划出一条从起始点到达终点的最佳路径。针对陆地车辆导航的不同要求,在路径规划中可采取多种优化标准,如最短距离、最少行驶时间或收费等. 但无论使用哪种标准,路径规划最终都可以归结为在特定道路网络中搜索总代价最小的目标路径问题。车辆导航系统中的路径规划问题从本质上说属于图论中的最短路问题。
本系统以SuperMap地理信息系统作为开发平台，Delphi7.0作为开发工具，通过调用SuperMap objects控件SuperMap和Superworkspace,来实现相应的功能，它主要包括两大功能：
⑴地图信息处理功能：选择菜单栏中的“地图操作”的下拉菜单的选项，或选择工具栏上的快捷按扭，然后在地图上点击，可以完成地图的放大、缩小、漫游和全副显示功能。
⑵路径规划功能：选择菜单栏中的“路径分析”的下拉菜单的“起始点”选项，或选择工具栏上的快捷按扭，在地图上任意点击选择起始点（为红色标记点），然后选择菜单栏中的“路径分析”的下拉菜单的“终止点”选项，或选择工具栏上的快捷按扭，在地图上任意点击选择终止点（为蓝色标记点），然后点击快捷按扭，或单栏中的“路径分析”的下拉菜单的“求最短路径”选项，可以根据用户刚在地图上选取的任意目标，进行计算，按要求规划从出发地到目的地的最短路径，并用红色标出路径，显示输出结果。
系统主界面如图4.1：
图4.1 系统界面图
4. 2系统体系结构设计
本课题设计的路径规划子系统的主要功能是进行基于网络的最短路径的选择以及显示，系统按功能划分为地理信息交互平台、最短路径算法、地图显示输出几个模块。
a地理信息系统交互平台：地理信息系统交互平台是系统主要的接口平台，主要提供系统与用户之间以及系统各个模块之间的交互功能。电子地图的显示、规划结果的显示等。
b路径规划模块：对网络进行最短路径选择计算，即：当用户在地图上任意选择起点、终点，规划出一条从起始点到达终点的最短路径。
c地图显示输出模块：对地图进行选择、放大、缩小、漫游、以及刷新等操作。
系统模块结构图如图4.2。
图4.2 系统模块结构图
4． 3 路径规划算法的设计
4．3．1 现有的路径规划算法
最短路径问题的解决方法很多，包括图论基本方法、启发式搜索方法、动态规划方法、神
经网络方法等[5]。传统的最短路径算法主要有Floyd算法、矩阵算法和Dijkstra算法等，其中Floyd算法是用于计算网络中所有的点对之间的最短路径；矩阵算法主要用于计算网络中所有的点对中的最短路径，并且可以同时求出次短路径；Dijkstra算法用于计算一个源节点到所有其他节点的最短路径，有较高的应用价值[6]。
三种算法的比较如表4.1所示：
表4.1 三种路径规划算法的比较
Dijkstra算法是求指定点到其余各点得最短路径，很容易将其改造成指定点到指定点得最短路径算法，算法在执行过程中只需记录每个顶点的标号和它的紧前顶点，因此其空间复杂度为O(n)（n为顶点数）；Dijkstra 算法虽然只能求出指定点对之间的最短路径，但该算法简单，算法数量级为O(n2)，所以本课题选用Dijkstra 算法。
4．3．2 经典Dijkstra算法
对于图G = ( V , E) ,V 是包含n 个顶点的顶点集, E 是包含m 条弧的弧集, ( v ,w) 是E 中从v至w 的弧, c ( v , w) 是弧( v , w) 的非负权值,设s为V 中的顶点, t 为V 中可由s 到达的顶点,则求解从s 至t 的具有最小弧权值和的最短路径搜索，过程可以实现如下：
1) 将V 中的顶点分为3 类:已标记点、未标记点和已扫描点,将s 初始化为已标记点,其他顶点为未标记点. 为每个顶点v 都建立一个权值d和后向顶点指针p ,并将d 初始化如下: d ( v) = 0 ,v = s ; d ( v) = ∞, v ≠s .
2) 重复进行扫描操作:从所有已标记点中选择一个具有最小权值的顶点v 并将其设为已扫描点,然后检测每个以v 为顶点的弧( v , w) ,若满足d ( v) + c ( v ,w) < d ( w) ,则将顶点w 设为已标记点,并令d ( w) = d ( v) + c ( v ,w) , p ( w) = v.
3) 若终点t 被设为已扫描点,则搜索结束.由t 开始遍历后向顶点指针p 直至起点s ,即获得最短路径解.
4．3．3 改进 Dijkstra 算法
教你如何安装车载导航仪地图 2013-03-08 15:30:04| 分类：汽车知识| 标签：|字号大中小订阅 本文转载自闲人SGM《教你如何安装车载导航仪地图★》 地图安装步骤 一、下载工具： “凯立德官方检测工具”(检测DVD导航仪的物理端口、波特率)、或车载专用GPS端口测试工具、“GPS空闲端口检测工具”、“GPS硬件系统检测工具”。 二、准备一张TF卡。 4G卡，只能装一个地图； 8G卡，可能装两个地图； 16G卡，可能装四个地图； 32G卡，可能装多个个地图，或4个地图，外加音乐、视频等。 三、将上述三个软件都复制到新的TF卡根目录下， 进入导航机设置—“导航路径设置”，指向、启动这个软件里的.EXE文件，可分别测得： 导航仪的物理端口、波特率数值；导航仪的空闲端口号； 导航仪的硬件系统情况，如：操作系统类别、CPU类型及频率、内存、屏幕分辨率等。 四、依据本机系统情况，选取下载合适你机器的地图，“GPS之
家”、“我爱GPS”论坛里，有很多破解的地图软件可下载。 注：新卡重新安装，应该下载完整版或懒人包。而不是地图资源。 五、将下载的地图压缩包解压缩，再其文件包复制到TF卡根目录下。 修改端口号、波特率为：COM2（假若2为你的机器端口数字) ；4800（假如你的机器波特率为4800） 以下都以COM2 ；4800；的数值为例，来讲解。你则依据自己实际测得的数值为准。 A、凯立德：使用其内附的修改器 具体步骤如下： 第一步打开凯立德地图文件夹； 第二步打开“NaviResFile”文件夹 看到“NaviConfig.dll” 文件 打开“凯立德端口修改器”，点修改器里的“读取”，读取成功后，修改端口成：COM2，速率：4800。再点“修改”按钮，再按“退出”按钮。 在“NaviResFile”文件夹内会生成一个叫“NaviConfig-NEW.dll” 文件。 删除原“NaviConfig.dll” 文件； 将“NaviConfig-NEW.dll” 文件改名为：“NaviConfig.dll” “凯立德端口修改器”保留不删除。
算法设计与分析课程设计 题目：校园导航问题 文档： 物联网工程学院物联网工程专业 学号 学生姓名 班级物联网1101 二〇一三年十二月
设计要求：设计你的学校的平面图，至少包括10个以上的场所，每两个场所间可以有不同的路，且路长也可能不同，找出从任意场所到达另一场所的最佳路（最短路径）。 本系统为用户提供以下功能: (一)、查询了解学校概况，为导游参观者提供关于学校的相关信息。 (二)、查询校园各个场所和景点信息; (三)、为导游者或外来人员参观人员提供校园交通信息，方便用户走访学校。完成需要操作时，退出系统 校园导航查询系统的开发方法总结如下： (1) 需求分析，了解学校各个场所与场所或者是各个景点与景点之间的信息，路径和距离，考虑该如何设计才能满足用户需求。 (2) 概要设计，对调查得到的数据进行分析，根据其要求实现的功能分析系统结构和界面将实现的基本功能。 (3) 详细设计，设计系统界面并编辑实现其各个功能的代码。 (4) 调试分析，在设计完成后，调试系统运行的状况，修改完善系统,然后进行测试。 一、需求分析 1学校以及各景点介绍模块 采用一维数组将学校景点依次排放好编号G.vex[i].number=i 在选择校园介绍的时候，弹出G.vex[0]校园简介。在选择各景点信息的时候，可按编号查询2查询最短路径（主要） 查出出发地到想要到达的景点的最短路径，初步构想采用最经典的迪杰斯特拉算法最短路径函数 3查询各点距离 将所有景点的距离显示出来。 4主菜单页面显示 提供使用者选择功能界面，按照提示进行操作。 5退出 完成需要操作时，退出系统
校园导航系统模式图 二、概要设计 2.1算法设计说明 校园导航模型是由各个景点和景点以及场所和场所之间的路径组成的，所 以这完全可以用数据结构中的图来模拟。用图的结点代表景点或场所，用图的边 代表景点或场所之间的路径。所以首先应创建图的存储结构。结点值代表景点信 息，边的权值代表景点间的距离。结点值及边的权值采用图存储。本系统需要查 询景点信息和求一个景点到另一个景点的最短路径长度及路线，为方便操作，所 以给每个景点一个代码，用结构体类型实现。计算路径长度，最短路线和最佳路 径时可分别用迪杰斯特拉（Dijkastra ）算法和哈密而顿回路算法实现。最后switch 选择语句选择执行浏览景点信息或查询最短路径和距离。 2.1.1学校以及各景点介绍模块 采用了图的邻接矩阵存储结构，首先初始化每一个景点名称（一维数组） fo r(i=1;i 一、引言 汽车工业已成为我国国民经济发展的支柱产业之一，汽车技术和技术信息的融合使得汽车电子已经成为一个独立的产业。另外，随着汽车的普及和道路的建设，城际间的经济往来更加频繁，大量的商务、休闲、探险活动使我们并不局限在自己认识的一小块区域中，不认识道路，找不到目的地的情况也屡有发生，就此，车载GPS导航系统即以合适的价位走入车主的世界，成为车上的基本装备。车载GPS主要用途就是定位监控和导航，由于导航方面民用较广且易于理解，所以一般提起车载GPS即指汽车里用的导航产品；而以定位监控管理为主要用途的车载GPS在国内的大量应用也是不争的事实。因此，笔者将后者称其为中心监控式的导航系统。 二、车载GPS导航系统原理与电子地图的应用模式 (一) 车载GPS导航系统原理 利用GIS中的导航电子地图和GPS接收机的实时定位技术，组成GPS+GIS的各种电子导航系统。 (二) 车载导航电子地图的应用模式 车载导航电子地图的应用模式主要有如下两种： 1. GPS单机定位＋矢量电子地图 系统可根据目标位置（工作时输入）和车船现位置（由GPS测定）自动计算和显示最佳路径，引导司机最快地到达目的地，并可用多媒体方式向驾驶员提示。 2. GPS差分定位＋矢量电子地图 系统通过固定站与移动车船之间的两台GPS伪距差分技术，可使定位精度达到1～3ｍ，当采用双向通讯方式时，则可构成车船的自动导航系统，又可将移动车船上的GPS定位结果准确实时地传送到控制中心，并在电子地图上显示出来，构成交通网络监控指挥系统。为了防止在楼群遮挡时收不到足够的GPS卫星信号，在车上除装有GPS接收机以外，还装有压电振荡陀螺。利用卡尔曼滤波算法同时处理GPS、里程计和陀螺仪的数据来进行运载体的实时定位。 三、中心监控式的导航系统和自主导航系统的系统构成、技术特征 (一) 中心监控式的导航系统的构成、技术特征、运行流程 GPS/GSM卫星定位车载系统（以下简称车载机）由GPS接收模块、GSM信息收发模块、数据处理单元MCU三部分构成。这三部分的工作流程是GPS接收模块接收到GPS卫星发射的原始电文，并根据从三颗以上不同卫星发来的电文以1秒的刷新间隔提供该车辆的状态，如：经度、纬度、高度、时间、速度、航向等数据，送给数据处理单元MCU，单片机再对这条数据进行压缩和加密的处理；然后通过GSM模块将按照设定好的格式，定时（1分钟至1440分钟）将这条数据通过GSM无线网络传输到远端监控中心的数据接收机中。数据接收机与数据库服务器是通过RS232口直接物理连接的，通过控制软件，其数据便存储到了SQL SERVER数据库中，结合GIS系统中的电子地图，在监控软件中便可以直接看到车辆的位置、速度、高度等信息，从而达到监控的目的。如果车载机数量的增加和车载机不断发送数据的增多，此数据库将不断扩大。通过编写程序，再通过对数据库的操作，从而 汽车导航系统 即车载GPS导航系统，其内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息，结合储存在车载导航仪内的电子地图，通过GPS卫星信号确定的位置坐标与此相匹配，进行确定汽车在电子地图中的准确位置，这就是平常所说的定位功能。在定位的基础上，可以通过多功能显视器，提供最佳行车路线，前方路况以及最近的加油站、饭店、旅馆等信息。假如不幸GPS信号中断，你因此而迷了路，也不用担心，GPS已记录了你的行车路线，你还可以按原路返回。当然，这些功能都离不开已经事先编制好的使用地区的地图软件。 如何选购 1.地图设计要人性 硬件是基础，软件是灵魂，GPS导航仪的“灵魂”包括两个方面——软件引擎和地图数据，这两者是导航仪能否把你带到目的地的关键所在。电子导航地图是GPS导航仪赖以工作的另一个重要组件，电子导航地图的正确与否就直接决定了车主能否更快捷、更轻松地到达目的地。在当前的市场上，不论是国产还是完全进口，车载GPS产品内置的地图无非都是国内仅有的几个图商的资源，质量也是参差不齐。一般来说，正规品牌的GPS导航仪都会提供一年的免费更新，或者按次数计算，支持2次左右的免费更新服务。而在此之后更新地图就需要缴纳一定费用，一般来说GPS图商的地图更新维持在半年一次的水平，也有一些厂商每三个月更新一次数据，更新一次的费用在两百元左右。 2.搜星定位要快捷 作为导航产品，消费者最关心的当属它的收星能力，即信号接收能力。目前市场上销售的车载GPS大多数都会采用SiRFStarIII第三代芯片，这类芯片的优势是在有遮挡和天气情况恶劣的情况下可以捕捉和跟踪信号、减轻高楼林立带来的的信号干扰。此外，芯片的好坏还直接关系到计算路径时快捷准确的好坏。去同一个目的地，芯片的不同可能会出现不同的路线，而我们需要的是最佳路线。购买大品牌的产品不仅本身质量有保证，同时也可以享受一定年限的免费升级服务。选品牌其实也是在选售后，对于GPS导航产品来说，后续的服务问题更为重要，因为地图是在实时更新的。不同的厂商，获取地图数据的来源不同，免费的更新方式也有多种多样。购买时做好了解，可以避免使用后一些不避免的麻烦。此外，开机速度和反应速度都是重要参数，由于开车时要时刻注意安全并且汽车在高速行进中，因此速度快可以提升车辆导航的精确度，同时也可以节约使用者的操作时间，省时更省心。 3.导航要注重实用性 数据结构课程设计-校 园导航 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 课程设计报告 课程名称数据结构课程设计题目校园导航 指导教师 设计起始日期 5.9~5.16 学院计算机学院 系别计算机科学与工程 学生姓名 班级/学号 成绩 一、需求分析 本次实验设计的任务是实现一个简易的北京信息科技大学的校园导航平面图。设计要包括下列要求： 设计你的学校的平面图，至少包括10个以上的场所，每两个场所间可以有不同的路，且路长也可能不同，找出从任意场所到达另一场所的最佳路径（最短路径）。 本课题实现校园多个场所（至少10个）的最短路径求解。 （1）输入的形式和输入值的范围：本系统主要数据类型为字符型char及整形int,char型主要包括单位编号，单位名称，单位简介，功能编号；输入功能编号与单位编号进行操作。 (2 ) 输出的形式：输出则通过已有的信息数据，通过相关的操作输出相应信息。 (3) 程序所能达到的功能：本程序可供任何人使用，主要功能1.浏览各单位及简介；2.查看所有游览路线；3.选择出发点和目的地求出最佳路径；4.查看某一单位信息。 （4）测试数据：包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。 a.首先看到的是校园导航系统的菜单： b．查看浏览路线等待输入起始景点： C．选择出发点与目的地等待输入起始景点与目的地编号： d．参看景点信息等待输入景点编号： 二、概要设计 本系统包含一个文件。设计分有菜单，显示信息，弗洛伊德算法，迪杰斯特拉算法，查找景点信息等程序段。主程序为整系统的入口处，菜单主要实现显示系统功能，显示信息主要实现显示景点信息，弗洛伊德算法主要实现求两景点之间最短路径，迪杰斯特拉算法实现求两景点之间最短路径，查找景点信息主要实现显示某一景点信息。 系统首先通过主程序调用void main( );进入系统主菜单函数，根据用户的选择可分别进入：1.浏览各景点及简介；2.查看所有游览路线；3.选择出发点和目的地求出最佳路径；4.查看景点信息；5.退出系统。 选择“浏览各景点及简介”项，显示十个景点的有关信息，包括景点编号，景点名称，景点简介。 选择“查看所有游览路线”项，会进入输入起始景点编号的界面，输入正确编号后会显示起始景点到其余九个景点的最短路线的方案。 选择“选择出发点和目的地”项，会进入输入起始景点与目的景点的界面，输入起始景 点与目的景点，并有空格隔开就得到两景点之间的最佳路径。 选择“查看景点信息”项，会进入输入要查看的景点的界面，如入后会显示该景点的有关信息。 选择“退出系统”项，就会退出程序。 三、详细设计 （1）十三个单位的图 课程设计报告 课程名称数据结构课程设计题目校园导航 指导教师 设计起始日期 5.9~5.16 学院计算机学院 系别计算机科学与工程 学生姓名 班级/学号 成绩 一、需求分析 本次实验设计的任务是实现一个简易的北京信息科技大学的校园导航平面图。设计要包括下列要求： 设计你的学校的平面图，至少包括10个以上的场所，每两个场所间可以有不同的路， 且路长也可能不同，找出从任意场所到达另一场所的最佳路径（最短路径）。 本课题实现校园多个场所（至少10个）的最短路径求解。 （1）输入的形式和输入值的范围：本系统主要数据类型为字符型char及整形int,char 型主要包括单位编号，单位名称，单位简介，功能编号；输入功能编号与单位编号进行操作。 (2 ) 输出的形式：输出则通过已有的信息数据，通过相关的操作输出相应信息。 (3) 程序所能达到的功能：本程序可供任何人使用，主要功能1.浏览各单位及简介； 2.查看所有游览路线； 3.选择出发点和目的地求出最佳路径； 4.查看某一单位信息。 （4）测试数据：包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。 a.首先看到的是校园导航系统的菜单： b．查看浏览路线等待输入起始景点： C．选择出发点与目的地等待输入起始景点与目的地编号： d．参看景点信息等待输入景点编号： 二、概要设计 本系统包含一个文件。设计分有菜单，显示信息，弗洛伊德算法，迪杰斯特拉算法，查找景点信息等程序段。主程序为整系统的入口处，菜单主要实现显示系统功能，显示信息主要实现显示景点信息，弗洛伊德算法主要实现求两景点之间最短路径，迪杰斯特拉算法实现求两景点之间最短路径，查找景点信息主要实现显示某一景点信息。 实现车道识别的车载导航系统的组合定位技术 作者：彭彦彦，陈丽钦，严慧明，苏鉴英 指导教师：刘友文 （闽江学院地理科学系，福州350108） 摘要： 通过实验设计了一套实现车道识别的车载导航系统的组合定位技术。 汽车导航是GPS应用的主要领域，将来一段时间，高性能的车载导航产品的发展前景将被看好。目前车载导航的精度不够高，要是能实现车道的识别，则车载导航系统的整体性能将得到升华。高精度的定位是实现车载导航车道识别的关键技术。本项目建议书研究基于自适应卡尔曼滤波，设计低成本、高精度、易于工程实现的GPS/DR组合定位模型，为实现车道识别的车载导航提供定位保障。 首先基于自适应卡尔曼滤波分别对GPS和DR系统设计了子滤波器。对于GPS/DR的组合，提出采用联邦式卡尔曼滤波方案，通过主滤波器对两个子滤波器的滤波结果进行最优数据融合，以在车辆高速运动状态中，达到米级的定位精度。项目成果可应用于高性能的车载导航系统的定位模块中，为实现车道识别提供基本条件。 关键词：GPS；车载导航；组合定位 Integrated Positioning Technique of Vehicle Navigation System that Can Distinguish the Driveway Authors : Peng Yanyan, Chen Liqin, Yan Huiming, Su Jianying Teacher: Liu Youwen (Department of Geographical Science,Minjiang University, Fuzhou 350108) ABSTRACT Through the experimental we designed a set of Lane Recognition Navigation System tor ealize the Combined Positioning Technologies. Car navigation is the main application fields of GPS,and high performance of navigation product development foreground will be valued in a period of ti-me. Currently the vehicle-mounted navigation precision isn't high enough. If it can realize the driveway, that the navi gation system identification of the overall performance will get distillation.As we all know, precision positioning is the key technology to the vehicle-mounted navigation lane identify. So our research project proposal are based on the adaptive kalman filter, low cost, high precision, and designed to realize the GPS/DR project portfolio for the locating model,which provides the orientation to the navigation lane identification . Keywords: GPS, Navigation, Combination 联系人：彭彦彦EMAIL：821042725@https://www.doczj.com/doc/8614868473.html, 1 背景及意义 手把手教你怎样安装车载导航仪地图 来源：今日头条编辑：袁春苗2014-04-23 10:14 浏览量：10330 教你如何安装车载导航仪地图 地图安装步骤 一、下载工具： “凯立德官方检测工具”(检测DVD导航仪的物理端口、波特率)、或车载专用GPS端口测试工具、“GPS空闲端口检测工具”、“GPS硬件系统检测工具”。 二、准备一张TF卡。 4G卡，只能装一个地图; 8G卡，可能装两个地图; 16G卡，可能装四个地图; 32G卡，可能装多个个地图，或4个地图，外加音乐、视频等。 三、将上述三个软件都复制到新的TF卡根目录下， 进入导航机设置—“导航路径设置”，指向、启动这个软件里的.EXE文件，可分别测得：导航仪的物理端口、波特率数值; 导航仪的空闲端口号; 导航仪的硬件系统情况，如：操作系统类别、CPU类型及频率、内存、屏幕分辨率等。四、依据本机系统情况，选取下载合适你机器的地图，“GPS之家”、“我爱GPS”论坛里，有很多破解的地图软件可下载。 注：新卡重新安装，应该下载完整版或懒人包。而不是地图资源。 五、将下载的地图压缩包解压缩，再其文件包复制到TF卡根目录下。 修改端口号、波特率为：COM2(假若2为你的机器端口数字) ; 4800(假如你的机器波特率为4800) 以下都以COM2 ; 4800;的数值为例，来讲解。你则依据自己实际测得的数值为准。 A、凯立德：使用其内附的修改器 具体步骤如下： 第一步打开凯立德地图文件夹; 第二步打开“NaviResFile”文件夹 看到“NaviConfig.dll”文件 打开“凯立德端口修改器”，点修改器里的“读取”，读取成功后， 修改端口成：COM2，速率：4800。再点“修改”按钮，再按“退出”按钮。 在“NaviResFile”文件夹内会生成一个叫“NaviConfig-NEW.dll”文件。 删除原“NaviConfig.dll”文件; 将“NaviConfig-NEW.dll”文件改名为：“NaviConfig.dll” “凯立德端口修改器”保留不删除。 数据结构课程设计 蚌埠学院计算机科学与技术系课程设计任务书 目录 1 引言 (4) 1.1 问题的提出 (4) 1.2任务与功能简介 (4) 1.2.1任务 (4) 1.2.2功能简介 (4) 2 程序运行平台 (5) 3 总体设计与模块分析 (6) 3.1抽象数据类型定义 (6) 3.2主程序模块的整体流程 (6) 3.3各模块调用和函数关系如下 (6) 4 程序的主要功能实现 (8) 4.1 main()——主函数 (8) 4.2赋值init函数 (8) 4.3输出蚌埠学院校园导航平面图的map函数 (10) 4.4菜单menu函数 (11) 4.5输出地点信息的information函数 (12) 4.7输出路径way函数 (13) 4.8调用floyd和way的最短路径shortestpath算法 (14) 5系统测试 (15) 5.1系统运行后主界面 (15) 5.2查询最短路径 (16) 5.3查询地点信息 (17) 致谢 (19) 参考文献 (20) 附录 (21) 1 引言 为了加深对《数据结构》这一课程所学内容的进一步理解与巩固，我们这一组按课程设计要求完成了校园导航系统的设计。 1.1 问题的提出 我们这次基于对导航这个热门问题的研究设计了简易校园导航系统，我们的导航平面图中至少包括8个以上校园的场所，每两个场所间可以有不同的路，且路长也可能不同，给出校园各主要建筑的名称信息及有线路联通的建筑之间的距离，利用校园导航系统计算出给定的起点到终点之间的最近距离及线路。本导航系统能够很好的向同学们提供距离与地点的详细信息。 1.2任务与功能简介 1.2.1任务 （1）本次作业的核心是利用弗洛伊德算法计算给定有向网中两点最短距离；给出有向网中所要求点的信息。在调试过程中，除了简单语法错误外，就是对弗洛伊德算法的理解和实现，以及菜单的设置，这是我以前没有实现过的。出于简单化，并没有对有向图中各个点进行输入，而是在程序中直接赋值。 （2）在对各个功能操作的实现上，由于有弗洛伊德算法时间复杂度大多数是O(n3)，空间上增加了二维数组，空间复杂度为O(n+s)。 1.2.2功能简介 程序所能达到的功能： (1) map——输出蚌埠学院导航平面图。 (2) init()——按相应编号输入各个节点内容，对相应路径赋值的函数。 (3) menu()——菜单函数 (4) information()——输出简介的函数 (5) way()——最短路径的输出函数 (6) shortestpath()——调用弗洛伊德和最短路径输出的函数 (7) main()——主函数 导航基础知识 1.GPS起源：全称Global Positioning System,1973年诞生于美国国防部， 1994年全面建成，由地面上行注入站及24颗卫星组成； 2.GPS现状：技术发展迅速，产品发展多样，广泛应用于军用、民用及救灾 等众多领域，是目前世界上最成熟、商用最广泛的导航系统； 3.使用中的全球定位系统： GPS：美国，卫星数24颗 格洛纳斯：俄罗斯，卫星数27颗 伽利略：欧盟，卫星数38颗 北斗：中国，卫星数38颗 4.GPS如何定位： 三颗卫星可定位，四颗卫星可测海拔高度；两点形成直线可测距离，三点产生交叉形成坐标系可测位置，四点可形成立体交叉可测高度；受周边地形等客观因素影响，在特定情况下导航仪会失去卫星信号从而不能进行定位及导航； 5.导航电子地图定义：在电子地图的基础上叠加了道路及POI的属性，通 过GPS设备内导航软件进行读取、显示等，以实现目的地检索、路径规划、实时引导、语音提示等功能。具备导航属性真实反映实际交通路况和丰富的信息。 6.测绘相关法规： 地图不可发布高度信息； 军政要地信息不得发布，包括军政机关所属学校、医院等； 地图数据不得随意更改发布，地图数据更改后须经国家相关部门审核才作为新版地图出版； 没有审图号的地图为非法出版物； 7.导航实现方式： 车载导航：面向汽车整车和电子部件供应商 基于手机/PND的个人移动导航：面向消费类电子 在线位置服务：面向Internet和电信运营商 8.导航产品的构成有哪些？作用是什么？ 硬件：接收卫星信号、图像显示、设备操作； 操作系统：软件运行平台； 导航软件：规划行程、操作界面、道路及兴趣点的检索； 导航地图：提供地图数据； 以上各组成部分通常由不同的专业公司提供； 9.动态交通信息服务的意义： 动态车载导航系统可以使驾驶员在驾驶过程中实时掌握路况，从驾驶员个体来讲，可以避开拥堵路段，节省驾车时间，减少堵车带来的烦躁心理，降低事故； 从交通整体运行效率来讲，可以有效将主路过剩的交通流分散到相对通畅的次干路和支路，提高道路整体运行效率，减少由于尾气排放带来的空气污染，改善大气质量，降低燃油消耗。 10.Telematics定义 汽车导航系统技术解析car navigation system GPS is a global positioning satellite 24 as a foundation, to provide all-weather around the world the three-dimensional position, three-dimensional velocity information such as a radio navigation and positioning system. GPS positioning principle is: the user to receive satellite signals, obtaining the distance, clock correction and atmospheric correction parameters between the satellite and the user from, to determine the location of the user through data processing. Now, the special function within the civil GPS positioning precision can reach 10m does GPS has long aroused the automobile profession's attention, when the United States announced the opening of a part of the GPS system in the Gulf War, the automobile industry to seize this opportunity immediately, invest in the development of automotive navigation system, positioning and orientation of automobile 《校园导航系统》课程设计报告 姓名： 学号： 班级：网络 专业：网络工程 指导教师： 时间：2 目录 摘要 (1) 1.题目 (1) 2.概要设计 (1) 3.调试分析 (15) 4.参考文献 (15) 1.题目 校园导航系统 设计一个校园导游程序，后台操作： 1、操作员信息管理如修改密码等 2、能根据学校的规模进行添加景点信息、修改景点信息等功能， 3、若临时有交通管制，能进行交通管制的设置和撤销（如某某时间段那条路进行那个方向的交通管制等） 前台为来访的客人提供各种信息查询服务： 1、设计学校的校园平面图，所含景点不少于10个。以图中顶点表示校内各景点，存放景点名 称、代号、简介等信息；以边表示路径，存放路径长度等相关信息。 2、为来访客人提供图中任意景点相关信息的查询。 3、提供途中任意景点问路查询，即求任意两个景点间的一条最短的简单路径。 1.1 需求分析 设计一个校园导航系统，导航系统又分为游客和管理员。要进行管理操作还是游客操作由用户自己选择 管理员的操作：修改景点信息、增加景点信息、交通管制等。 游客的操作：查看景点信息和查最短路径。 2.概要设计 景点的信息由一维数组存放，景点关系由二维数据来存放 景点的信息和关系从文件读取，进而初始化 typedef struct //保存单个景点信息的结构体 { char code[10]; //存放景点代码 char name[20]; //存放景点名称 char instruction[100]; //存放景点简介 }ViewPoint; typedef struct //存放景点关系的二维数组 { int edges[MAXV][MAXV]; //两景点间的距离 int number; //景点的数量 ViewPoint V[MAXV]; //保存景点信息的结构体数组 }MGraph; 车载组合导航系统发展现状 随着科学技术的不断发展，现代导航系统的种类越来越多，如: INS、全 球定位系统(GPS)、多普勒(Doppler)测速系统、奥米加导航系统(Omega),罗兰系统(Loran)，塔康系统(Tacan)，还有天文导航(CNS)、地形辅助系统等，这 些导航设备都各有优缺点，精度和成本也不大相同。同时，由于各领域，尤其 是军事领域对导航信息量的要求越来越多，对导航精度的要求也越来越高。要 使系统性能得到提高，靠提高单一导航系统的精度，不仅在技术上难度很大， 而且在实际中效果也不十分明显，无法满足高精度要求的。若将多种导航系统 适当地组合起来，即可大大提高导航精度。 组合导航系统与单一导航系统的性能比较，具有以下优点 1) 组合系统中惯性导航系统的精度比单独使用惯性导航系统时要求的精 度低，能够降低惯性导航系统的成本，还可提高系统的可靠性和容错性能; 2) 组合导航具有余度的导航信息，可利用其余度信息检测出某个导航子 系统的故障，并隔离掉失效的子系统，然后将其余正常子系统重新组合(系统重构)，就能够继续完成导航任务。 因而在20世纪70年代，组合导航技术的出现使得这一问题有了完美的解决 方案，使其得到了迅速发展，并取得了令人瞩目的成就。它克服了单个导航系统的缺点，取长补短，使组合后的导航精度高于各个系统单独工作的精度。组合导航系统就是将具有不同特点的导航设备与导航方法进行综合，应 用计算机技术对多种导航信息进行融合处理，以提高整个系统的性能。它是一 种综合工程技术，涉及到各导航信息源相关设备技术、计算机技术、显示技术 以及控制系统、最优估计等理论。 目前，组合导航系统技术在工程实践中还必须解决以下问题: 在导航 信息大量冗余的情况下，计算量过大，实时性不能保证；导航子系统的增加使故障率也随之增加，如果某一子系统出现故障而又没有及时监测出并隔离掉时，故障数据会污染整个系统，使可靠性降低。 针对组合导航系统量测信息量多，数据处理困难这一特定问题，导航信息 的处理技术也从根据单个传感器所获得的数据集来进行的单一信息处理向多传感器获得的多数据集的信息融合方向发展。 车载组合导航系统 ( Car Integrated Navigation System) GI-100 用户手册 V1.6 上海航姿测控科技有限公司 2016年12月15日 1.1产品概述 (1) 1.2产品特点 (1) 1.3产品优点 (1) 1.4产品应用 (2) 2 设计原理 (2) 3电器特性 (4) 3.1极大值参数 (4) 3.2电器特性 (4) 4性能指标 (5) 5机械尺寸与引脚定义 (6) 5.1机械尺寸 (6) 5.2引脚定义 (7) 6 推荐电路 (8) 6.1推荐PCB封装 (8) 6.2推荐参考电路 (8) 7坐标系和安装方位 (9) 7.1坐标系 (9) 7.2 安装方位 (9) 8使用说明 (10) 8.1传感标定 (10) 8.2通信接口 (10) 8.3通信频率 (10) 8.4 通信协议 (10) 8.5 控制命令 (11) 9注意事项 (12) 10固件升级 (13) 10.1 winxp系统...................................................................... 错误！未定义书签。 10.2 win7系统 ....................................................................... 错误！未定义书签。附录：.. (15) 2 GPRMC (16) 3 GPATT (17) 1系统介绍 1.1产品概述 GI-100是一款高性能的面向车载导航领域的车载组合导航系统，系统包含高性能的同时支持北斗和GPS的卫星接收机芯片、三轴陀螺仪、三轴加速度等；通过在线的自适应组合导航算法，GI-100提供实时高精度的车辆定位、测速和测姿信息，在GNSS系统的信号精度降低甚至丢失卫星信号时，不借助里程计信息，GI-100利用纯惯性导航技术，也可在较长时间内单独对汽车载体进行高精度定位、测速和测姿。 图1. GI-100 1.2产品特点 元件选型：高性能三轴陀螺仪和三轴加速度计； 误差补偿：完成正交误差/温度漂移等误差补偿； 唯一防盗：每个产品标定参数均不一致防盗版； 物理尺寸：紧凑模块化设计可节省用户产品空间； 通信协议：即插即用的标准通信协议NEMA0183； 工程安装：无安装角度要求方便用户车载安装； 亚米级：支持RTCM2.3协议/复杂环境亚米级导航； 1.3产品优点 陀螺漂移：消除陀螺漂移获高精度姿态航向信息； 加速噪声：消除震动加速度获高精度速度信息； 零速修正：零速修正算法可防止导航数据漂移； 软件算法：基于自适应的扩展卡尔曼滤波算法； 智能识别：识别并隔离有较大误差的GNSS数据； 摆脱里程计：利用纯惯性导航实现高精度定位； 导航技术：组合导航和纯惯导航技术自主切换； 题目石铁大校园导航系统 学院信息科学与技术学院 专业计算机科学与技术 学号 20112840 学生姓名刘铸辉 指导教师姓名陈娜 日期：2013-8-31 一．题目与要求 实习一 校园导游程序 [ 问题描述] 用无向网表示学校的校园景点平面图，图中顶点表示主要景点，存放景点的编号、名称、简介等信息，图中的边表示景点间的道路，存放路径长度等信息。要求能够回答有关景 点介绍、游览路径等问题。游客通过终端可询问： （1 ）从某一景点到另一景点的最短路径。 （2 ）游客从公园进入，选取一条最佳路线。 （3 ）使游客可以不重复地浏览各景点，最后回到出口（出口就在入口旁边）。 [ 基本要求] （1 ）将导游图看作一张带权无向图，顶点表示公园的各个景点，边表示各景点之间的道路，边上的权值表示距离．为此图选择适当的数据结构。 （2 ）把各种路径都显示给游客，由游客自己选择浏览路线。 （3 ）画出景点分布图于屏幕上。 [ 实现提示] （1 ）构造一个无向图G 并用邻接矩阵来存储。 （2 ）利用迪杰斯特拉算法来计算出起点到各个顶点之间的最短路径用二维数组p[i][] 来记录，最短路径长度就用一维数组d[i] 存放；i 的范围：0 ～20 。 （3 ）一维数组have[] 是用来记录最短路径出现顶点的顺序。 （4 ）根据起点和终点输出最短路径和路径长度。 二．需求分析 本校园导航系统由C语言编写，主要掌握最短路径的实现方法，以及构造无向图G并用邻接矩阵来存储，掌握迪杰斯特拉算法来算最短路径。 1.输入的形式和输出的范围： 2.输出的形式： 3.程序所能到达的功能： A.图中任意景点的相关信息查询 B.任意两个景点间的最短路径 C.任意两个景点间的所有路径 D.增加有关景点和道路的信息 E.删除更新有关景点和道路的信息 F.更新有关景点和道路的信息 G.显示全景 H.退出该系统 普及GPS基础知识 168GPS导航仪之家，专业收集汽车车载gps导航仪十大品牌，dvd导航仪排名情况，导航仪什么牌子好?哪个牌子的车载导航仪效果好？E路航导航仪怎么样？韩酷导航仪呢？新科好不好？还是纽曼导航仪，万和、艾酷、佳明、任我游、先科、北斗星、掌微、城际通导航仪呢？ 这些车载GPS导航仪哪个价格最便宜？敬请关注168GPS导航仪之家！ 导航仪之家宗旨：168导航仪之家，一切只为您导航！ 168导航仪之家网站：https://www.doczj.com/doc/8614868473.html, 不知从何时起，纸质地图逐渐淡出了我们的生活，无论你是外出办事查询地点，还是旅游远行规划路线，如今只需轻松一点即可呈现出详细信息。没错，这就是导航，如今导航的发展非常迅速，通过车载导航仪，互联网，甚至使用手机都可以实现导航功能，然而对于导航以及导航产品你是否真的了解呢？选购导航产品是可曾有过被忽悠的经历？一些使用中的疑问是否知其原因？近日，我们走访了一些行业内企业了解不少内容非常实用，相信对于我们了解，辨别和选购适合自己的导航产品很有帮助，我们也分门别类罗列出一些分享给大家。 然而只有美国的“GPS”系统被广泛民用，其前身是美国军方于上世纪60年代研制的子午仪卫星定位系统，1991年的海湾战争被首次军事应用。2001年美国全面开放了GPS系统民用，使其成为了国际性导航系统，并鼓励国际应用。从那时起，导航系统开始在世界范围内发展和普及，方便着人们的生活。美国的GPS系统也顺理成章的成为了“导航”的代名词。因此人们说GPS是导航没有错误，但是导航不仅仅是GPS。 误区2：“电子地图”就是“导航地图” 这是目前很多人都容易混淆的概念。早年间，人们使用的地图都是纸质的，固定的大小，固定的模式，查询路线和地点全靠肉眼搜索，甚至很多内容由于版面限制根本没有标注，所以查询起来并不方便。 后来随着电脑的普及，电子地图取代了纸质地图，他可以通过缩放来满足不同范围的查看，查找更加便捷。此后电子地图的功能又被不断升级，陆续加入了简单的搜索功能，查询地点变的更加方便，甚至再后来一些手机也可以安装这样的地图包。 此后电子地图不断升级，完善的内容检索功能以及规划引导功能被植入其中，不知不觉中，导航地图这一概念随之成型。然而发展之快让很多人还在把导航地图误以为曾经的电子地图，导航电子地图是在电子地图的基础上叠加了道路及（POI）兴趣点属性，通过GPS设备内导航软件进行读取，显示等，以实现目的地的检错，路径规划，实时引导以及语音提示等功能。 课程设计报告 课程设计题目：校园导航 专业：计算机科学与技术 班级：1230701 学号：2 学生姓名：胡玖龙 指导教师：刘志锋 2014年6月19日 1 / 17 实验题目: 校园导航系统 实验时间： 2014/6/16-2014/6/19 实验地点： 软件楼402 实验目的： 综合运用所学的数据结构知识解决一个关于学校导航系统的问题，侧重对图的相关内容特别是求最短路径的应用，使得能进一步熟悉掌握数据结构的基础知识，进一步提升自己的解决问题和编程调试能力，为后续专业课程的学习打下基础。 实验要求： 设计学校的平面图，至少包括10个以上的场所，每两个场所间可以有不同的路，且路长也可能不同，找出从某个场所到达另一场所的最佳路径。 求最短路径用Dijkstra或Floryd算法实现。 2 / 17 实现思路： 先分析需求，本程序的主要目的是提供本学校地点的路径查询,并提供其他各种信息查询服务。 需求： 1、提供校园平面图，使得能直观的了解学校。 2、提供地点信息查询，为各地点提供简短的介绍。 3、提供任意两地点间最短路径查询，并计算总路程。 根据要求，先将校园平面图信息抽象为无向网，用邻接矩阵存储。 需求1： 定义map()函数，功能是输出校园的平面图。可简单的通过printf()函数实现。 需求2： 定义Query()函数，功能是查询输出地点信息。可直接输出无向网中的顶点信息。 需求3： 根据输入的起点和终点，运用Floryd算法，求出最短路径，计算路径长度并输出。 考虑到使用者并不一定需要使用所有的功能，所以开始时需要一个选择菜单。定义Menu()函数，功能是提供功能选择。 输入1，选择查看学校平面图 输入2，选择查看各地点信息 输入3，选择查找两地点间最短路径 输入4，退出程序 3 / 17 车载导航系统构架及应用分析 在车载系统中，除了行车操控息息相关的车体、传动及安全系统开始导入更多电子功能外，最充分利用电子技术的应用当是资通娱乐系统。这个结合资讯、通讯和娱乐的车载应用系统，正是电子技术进展最快速的三大领域，当它们被转移到汽车的市场时，也发展出独到的应用型式与技术。 在这个领域出现的新名词为Telematics，它是是通讯和资讯的合成字，顾名思义，它意指整合通讯与资讯的新兴车载应用。在产品定位上，可以分为可携式设备(PortableDevice)和车装式设备(In-vehicle)两种，这两类设备又可依是否具备对外的通讯功能，再将Telematics的市场区隔分为四大块。 GPS导航定位在Telematics中具有关键性的地位，车载GPS系统除了可为驾驶提供导航资讯外，当它与无线通讯技术(如GPRS/3G)结合时，它能提供定位资讯给Telematics的服务供应商，如裕隆的TOBE、北美GM的OnStar，以及日系的Toyota、Honda、Nissan车厂。当 他们的服务中心收到个别车子的位置资讯后，就能够为车主提供道路救援、失车找回等服务。当然，计程车或公车、游览车也可运用GPS来发挥车队追踪及控管的功能。 另一个与GPS息息相关的应用则与紧急救难有关。在美国有一项e911的计画，它要求手机中必须建置定位功能，以做为紧急状况通报之用；e911属于个人性的紧急救难策略，相较之下，欧盟则提出汽车驾驶紧急救难相关的eCall 计画，预定在2009年9月以后，欧盟全部的新车都要具有eCall的配备，此配备将结合碰撞侦测、GPS和行动通讯三大功能，在第一时间自动向泛欧统一的紧急电话号码112进行通报，除了车辆地理位置之外，eCall还设定可传送数据资料，以语音和资讯双重管道让112接线人员来判定合适的救援方式。 GPS在车载系统中已逐渐成为必备装置，而且不断发展出加值功能。本文将介绍车载GPS的系统设计架构、要领、天线设计及其他前瞻性的技术发展趋势。车载导航系统国内外发展现状
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