【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 迅猛增長(zhǎng)。 Linux 是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類 Unix 操作系統(tǒng)，是一個(gè)基于 POSIX 和 UNIX 的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多 CPU 的操作系統(tǒng)。它能運(yùn)行主要的 UNIX 工具軟件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它支持 32 位和 64 位硬件。 Linux 繼承了 Unix 以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計(jì)思想，是一個(gè)性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。它主要用于基于 Intel x86 系列 CPU 的計(jì)算機(jī)上。這個(gè)系統(tǒng)是由全世界各地的成千上萬的程序員設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的。其目的是建立不受任何商品化軟件的版權(quán)制約的、全世界都能自 由使用的 Unix 兼容產(chǎn)品。 Linux 以它的高效性和靈活性著稱， Linux 模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使得它既能在價(jià)格昂貴的工作站上運(yùn)行，也能夠在廉價(jià)的 PC 機(jī)上實(shí)現(xiàn)全部的 Unix 特性，具有多任務(wù)、多用戶的能力。 Linux 是在 GNU 公共許可權(quán)限下免費(fèi)獲得的，是一個(gè)符合 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)。Linux 操作系統(tǒng)軟件包不僅包括完整的 Linux 操作系統(tǒng)，而且還包括了文本編輯器、高級(jí)語言編譯器等應(yīng)用軟件。它還包括帶有多個(gè)窗口管理器的 XWindows 圖形用戶界面，如同我們使用 Windows NT 一樣，允許我們使用窗口、圖標(biāo) 和菜單對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。 QT 簡(jiǎn)介 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 Qt 是一個(gè) 1991 年由奇趣科技開發(fā)的跨平臺(tái) C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架。它既可以開發(fā) GUI 程式，也可用于開發(fā)非 GUI 程式，比如控制臺(tái)工具和服務(wù)器。 Qt 是面向?qū)ο笳Z言，易于擴(kuò)展，并且允許組件編程。 20xx 年，奇趣科技被諾基亞公司收購(gòu)， QT 也因此成為諾基亞旗下的編程語言工具。它提供給應(yīng)用程序開發(fā)者建立藝術(shù)級(jí)的圖形用戶界面所需的所用功能。 Qt 很容易擴(kuò)展，并且允許真正地組件編程?；旧希?Qt 同 X Window 上的 Motif， Openwin， GTK 等圖 形界 面庫和 Windows 平臺(tái)上的 MFC， OWL， VCL， ATL 是同類型的東西。 Qt Creator 是一個(gè)用于 Qt 開發(fā)的輕量級(jí)跨平臺(tái)集成開發(fā)環(huán)境。 Qt Creator 可帶來兩大關(guān)鍵益處：提供首個(gè)專為支持跨平臺(tái)開發(fā)而設(shè)計(jì)的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，并確保首次接觸 Qt 框架的開發(fā)人員能迅速上手和操作。 Qt Creator 包含了一套用于創(chuàng)建和測(cè)試基于 Qt 應(yīng)用程序的高效工具，包括： 一個(gè)高級(jí)的 C++代碼編輯器 上下文感知幫助系統(tǒng) 可視化調(diào)試器 源代碼管理 項(xiàng)目 和構(gòu)建管理工具 Qt Creator 在 版本授權(quán)下有效，并且接受代碼貢獻(xiàn)。 Qt 的良好封裝機(jī)制使得 Qt 的模塊化程度非常高，可重用性較好，對(duì)于用戶開發(fā)來說是非常 方便的。 Qt 提供了一種稱為 signals/slots 的安全類型來替代 callback，這使得各個(gè)元件之間的協(xié)同工作變得十分簡(jiǎn)單。 豐富的 API Qt 包括多達(dá) 250 個(gè)以上的 C++ 類，還提供基于模板的 collections， serialization， file， I/O device， directory management， date/time 類。甚至還包括正則表達(dá)式的處理 功能。 支持 2D/3D 圖形渲染，支持 OpenGL 大量的開發(fā)文檔 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 XML 支持 Webkit 引擎的集成，可以實(shí)現(xiàn)本地界面與 Web 內(nèi)容的無縫集成 但是真正使得 Qt 在自由軟件界的眾多 Widgets (如 Lesstif， Gtk， EZWGL， Xforms，fltk 等等 )中脫穎而出的還是基于 Qt 的重量級(jí)軟件 KDE 。 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 第 四 章 關(guān)鍵技術(shù) GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理 導(dǎo)航是一個(gè)技術(shù)門類的總稱，它是引導(dǎo)飛機(jī)、船舶、車輛以及個(gè)人（總稱作運(yùn)載體）安全、準(zhǔn)確地沿著選定的路線，準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地的一種手段。 GPS 導(dǎo)航是廣義的 GPS 動(dòng)態(tài)定位，其定位方法主要有以下幾種： 單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位的基本方程為： 2 2 2 1 / 2[ ( ) ( ) ( ) ]j j jj u u uX X Y Y Z Z dr = + + + （ 31） 式中， ,u u uX Y Z 為動(dòng)態(tài)用戶在 kt 時(shí)刻的瞬時(shí)位置； jX jj、Y、Z 是第 j顆 GPS 衛(wèi)星在其運(yùn)行軌道上的瞬時(shí)位置，它可根據(jù)廣播星歷計(jì)算； jr 為碼接收機(jī)所測(cè)得的 GPS 信號(hào)接收天線和第 j 顆 GPS 衛(wèi)星之間的距離，即站星距離； d 是由于接收機(jī)時(shí)鐘誤差的因素所引起的站星距離偏差。 利用（ 31）式解算各個(gè)坐標(biāo)分量的修正值，即給定用戶三維坐標(biāo)的初始值（ 0uX ， 0uY ，0uZ ），求解三維坐標(biāo)的改正值（ udX ， udY ， udZ ）和距離偏差 d。 所謂差分動(dòng)態(tài)定位（ DGPS）就是用兩臺(tái)接收機(jī)在兩個(gè)測(cè)站上同時(shí)測(cè)量來自相同 GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航定位信號(hào)，用以聯(lián)合測(cè)得動(dòng)態(tài)用戶的精確位置。 由式（ 31）可知基準(zhǔn)站測(cè)得至 GPS 衛(wèi)星 j 的偽距為： 39。 12()j j j j j jr r r s r r rc d d dr r t t r d r d r= + + + + （ 32） 式中， 39。jr 為基準(zhǔn)站和第 j 顆 GPS 衛(wèi)星之間的真實(shí)距離； jr 是 GPS 衛(wèi)星星歷誤差所引起的距離偏差； rdt 為接收機(jī)時(shí)鐘相對(duì)于 GPS 時(shí)間系統(tǒng)的偏差； jsdt 是第 J 顆 GPS 衛(wèi)星徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 時(shí)鐘相對(duì) GPS 時(shí)間系統(tǒng)的偏差； jrdr 為電離層時(shí)延所引去的距離偏差； 1jrdr 是對(duì)對(duì)流層時(shí)延所引去的距離偏差； 2jrdr 為電磁波的傳播速度。 由載波相位觀測(cè)方程得出動(dòng)態(tài)差分方程： 0 0 0 00 0 0 01001{ [ ( ) ( / ) ] [ ( ) ( / ) ] }{ [ ( ) ( / ) ] [ ( ) ( / ) ] }( / ) ( ) ( / ) ( )j j j j j j j ji i i i i r r r r tj j j j j j j ji i i i i r r r r tj j j ji i t i i tf c T f c Trf c T f c Trf c f cj j r r j j r rj j r r j j r rr r r rD D + D D + D D + D D + = D D + D D （ 33） 當(dāng)動(dòng)態(tài)用戶和基準(zhǔn)站都同時(shí)觀測(cè)了 4 顆相同 GPS 衛(wèi)星時(shí)，則可解算在 t 時(shí)刻動(dòng)態(tài)用戶位置估計(jì)值的改正數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)載波相位測(cè) 量的目的。 、 GPS衛(wèi)星測(cè)速原理 盡管載體的運(yùn)行速度各不一樣，且不是勻速運(yùn)動(dòng)，但是，只要在這些運(yùn)動(dòng)物體上安設(shè)GPS 信號(hào)接收機(jī)，就可以在進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位的同時(shí)，實(shí)時(shí)地測(cè)得它們的運(yùn)行速度。依式（ 31）可知，用戶天線和 GPS 衛(wèi)星之間的距離： 2 2 2 1 / 2 12[ ( ) ( ) ( ) ] ( )j j j j j ju u u r r r rX X Y Y Z Z c d dr t t d r d r= + + + + （ 34） 根據(jù)物理學(xué)關(guān)于線速度的定義，則對(duì)式（ 34）進(jìn)行求導(dǎo)，得到動(dòng)態(tài)用戶的三維速度表達(dá)式： 39。 . . .. . . .. . . .12[ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ] /()j j j j j ju u uu u u jjjjrrrX X X X Y Y Y Y Z Z Z Zc d d srrt t d r d r= + + + + （ 35） 式中，站星距離 2 2 2 1/ 2[ ( ) ( ) ( ) ]j j jj u u uX X Y Y Y Yr = + + （ 36） 由于 .rdt 、 .dst 、 ..12jjrrdr dr+ 三者的值很小，可忽略不計(jì)。則在進(jìn)行測(cè)速之前，先使動(dòng)態(tài)接收機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)有： .uX = .uY = .uZ =0 （ 37） 可按式（ 34）解算出衛(wèi)星的三維速度，隨即進(jìn)行動(dòng)態(tài)用戶的速度測(cè)量。 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 、 GPS衛(wèi)星測(cè)時(shí)原理 GPS 衛(wèi)星都安裝有四臺(tái)原子時(shí)鐘 ，導(dǎo)航定位時(shí)受到美國(guó)海軍天文臺(tái)（ USNO）經(jīng)常性的監(jiān)測(cè)。 GPS 系統(tǒng)得地面主控站能夠以優(yōu)于 5ns 的精度，使 GPS 時(shí)間和世界協(xié)調(diào)時(shí) UTC 之差保持在 1ms 以內(nèi)。因此， GPS 衛(wèi)星可以成為一種全球性的用戶無限的時(shí)間信號(hào)源，用以進(jìn)行精確的時(shí)間比對(duì)。 利用 GPS 信號(hào)進(jìn)行時(shí)間傳遞 ，一般采用下列兩種方法： 一站單機(jī)定時(shí)法 即在一個(gè)已知位置測(cè)站上，用一臺(tái) GPS 信號(hào)接收機(jī)觀測(cè)一顆 GPS 衛(wèi)星，從而測(cè)定用戶時(shí)鐘的偏差?？山馑愕玫接脩魰r(shí)鐘偏差為： 39。USa d d tT t t T tD = + D (38) 上式即為一站單機(jī)的定時(shí)方程式。 共視比對(duì)定時(shí)法 即在兩個(gè)測(cè)站上各安設(shè)一臺(tái) GPS 信號(hào)接收機(jī)，在相同 的時(shí)間內(nèi)，觀測(cè)同一顆 GPS 衛(wèi)星，而測(cè)定用戶時(shí)鐘的偏差。依（ 38）可知， A、 B 兩個(gè)測(cè)站所測(cè)的用戶時(shí)鐘偏差 分別為： { 39。1 1 1 1 139。2 2 2 2 2USa d d ta d d tT t t TT t t T t tD = + D D = + D （ 39） 通過數(shù)據(jù)傳輸而將測(cè)站 A 的用戶鐘差送到 B，得到兩個(gè)用戶的鐘差 ..212 2 1 2 1 2 1( ) ( ) ( )U U U dda a a d dT T T t t t td t t= D D = （ 310） 上式中消除 GPS 衛(wèi)星的時(shí)鐘偏差 StTD ；實(shí)際傳播時(shí)間 21,ddtt是依據(jù)測(cè)站位置和衛(wèi)星位置而求得 { 1122td d dstd d dst T tt T t= + D= + D （ 311） 因此共視用戶的鐘差： 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 ..21 2 1 2 1( ) ( ) ( )U t tdda d dT t t T Td t t= （ 312） 串口 編程技術(shù) 串口通信程序框圖串口通信是指外設(shè)和計(jì)算機(jī)間，通過數(shù)據(jù)信號(hào)線 、地線、控制線等，按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。這種通信方式使用的數(shù)據(jù)線少，在遠(yuǎn)距離通信中可以節(jié)約通信成本，但其傳輸速度比并行傳輸?shù)汀? 串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用的設(shè)備通信協(xié)議。大多數(shù)計(jì)算機(jī)（不包括筆記本電腦）包含兩個(gè)基于 RS232 的串口。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；很多 GPIB 兼容的 設(shè)備也帶有 RS232 口。同時(shí)，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。 RS232（ ANSI/EIA232 標(biāo)準(zhǔn)）是 IBMPC 及其兼容機(jī)上的串行連接標(biāo)準(zhǔn)?？捎糜谠S多用途，比如連接鼠標(biāo)、打印機(jī)或者 Modem，同時(shí)也可以接工業(yè)儀器儀表。用于驅(qū)動(dòng)和連線的改進(jìn)，實(shí)際應(yīng)用中 RS232 的傳輸長(zhǎng)度或者速度常常超過標(biāo)準(zhǔn)的值。 RS232 只限于 PC 串口和設(shè)備間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。 RS232 串口通信最遠(yuǎn)距離是 50 英尺 串行通信串口通信（ Serial Communications）的概念非常簡(jiǎn)單，串口按位（ bit） 發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（ byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡(jiǎn)單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。比如 IEEE488 定義并行通行狀態(tài)時(shí)，規(guī)定設(shè)備線總長(zhǎng)不得超過 20 米，并且任意兩個(gè)設(shè)備間的長(zhǎng)度不得超過 2 米；而對(duì)于串口而言，長(zhǎng)度可達(dá) 1200 米。典型地，串口用于 ASCII 碼字符的傳輸。通信使用 3根線完成，分別是地線、發(fā)送、接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但不是必須的。串口通信最重要的參