【文章內容簡介】 括兩個過程：定位參數(shù)的測量以及定位算法。因此獲得可靠的定位參數(shù)是保證高精度定位的前提。從統(tǒng)計的角度來看，由于受到設備測量誤差以及信號本身固有的隨機性的影響，從定位信號中獲得的參數(shù)有一定的噪聲誤差。網(wǎng)絡定位技術主要是增強型觀測時間差(EOTD)。該技術的實現(xiàn)原理是：收集對服務小區(qū)基站和周圍幾個基站進行測量的結果，算出測量數(shù)據(jù)之間的時間差，并用此計算用戶相對于基 站的位置。增強型觀測時間差定位技術是基于網(wǎng)絡的定位方案，是目前使用最多的技術，也是歐 7 洲電信標準化組織 (ETSI)建議使用的主要技術 [25]。 圖 定位服務中心結構圖 Google Maps 20xx 年 10 月 Google 收購了總部位于美國加州山景城以矢量地圖測繪 為主要業(yè)務的 Keyhole 公司 [26]。 20xx 年 4 月， Google 正式推出 Google Maps，它是一種開放式的免費地圖服務，有傳統(tǒng)地圖、衛(wèi)星地圖和混合地圖三種模式。傳統(tǒng)地圖能 為用戶規(guī)劃路線，指引、幫助用戶直接確定方向；衛(wèi)星地圖則可以使用戶獲得當前位置的實拍鳥瞰圖；混合地圖能讓用戶更加準確地獲得方向感。 Google Maps 的特點 (1) 地圖預覽生成 地圖不是根據(jù)用戶的請求動態(tài)生成，而是預先處理成為圖片金字塔，切塊后做四叉樹編碼，存放在服務器端。當用戶對地圖進行移動或者縮放操作時，只需要下載新的圖片來填充新的區(qū)域 []。 (2) 開發(fā)成本 Google Maps 提供的 API 為免費資源，只需要申請一個 Key 便能使用 Google Maps，從地圖服務和開發(fā)兩個 方面降低了二次開發(fā)的門檻，提高了地圖服務水平，對于開發(fā)地圖服務應用有重要的意義。 (3) 數(shù)據(jù)更新 Google Maps 以矢量地圖和高分辨率衛(wèi)星影像兩種數(shù)據(jù)源提供地圖服務，并由 Google 不定期進行地圖更新，用戶可以同步享受最新地圖信息服務。 定位方法 移 動 定 位 中 心 EOTD COD GPS 基于位置的付賬 基于位置的 信息 追 蹤 安 全 8 Google Maps 顯示相關理論 Google Maps 向用戶提供的地圖數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，在客戶端上顯示的都是常見的柵格圖像。這兩套數(shù)據(jù)采用了相同的空間參考系統(tǒng)：基準面為 WGS84，投影方式為墨卡托投影。根據(jù)縮放的詳細程度不同， Google Maps 提供了 共18 個縮放等級，其中 0 級縮放最詳細，不管是地圖數(shù)據(jù)還是衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)都采用了圖像切片技術，將各個縮放等級的全球數(shù)據(jù)分割成大小為 256*256 的 prig圖塊，而且這些圖塊的 URL 都是不變的。 參數(shù) v 為圖源數(shù)據(jù)版本．參數(shù) zoom 為縮放等級，取值范圍為 0~17。在普通地圖的 URL 中， X 為經(jīng)度方向斟片編號， Y 為緯度方向圖片編號， X、 Y 的取值范圍則為 0217zoom1；在衛(wèi)星地圖的 URL 中，參數(shù) t 是 “qrst”四個字符排列而成的字符串 表示衛(wèi)星地圖的圖塊編號。 Google Maps 的地圖和衛(wèi)星影像 數(shù)據(jù)預先參照金字塔模式按照不同的縮放等級分別存儲。通過簡單的 URL 預載入圖塊的方式獲得。為獲取某經(jīng)緯度圖塊的URL，就需要把經(jīng)緯度轉化為 X， Y 坐標。 Google 地圖坐標的計算公式 如 ()所示。 3 6 0 2*)1 8 0((in t ) 17 zoo mx ??? ? ????????????????????????????????? ?????? ?? ? z o o mply 1702**2 246t a nln( i n t )? （ ） 其中 PL 為圓周率； ? 為東經(jīng)，取值范圍為 180~+180 度； φ為北緯。 Google對普通地圖和衛(wèi)星地圖 使用了兩種不同的算法對其子圖片的位置進行了編碼。 Android系統(tǒng) 相關類 Android 是一個包含操作系統(tǒng)、中介架構層及應用程序所產(chǎn)生出來的軟件堆棧架構。由下而上，其核心為嵌入式 Linux 作業(yè)系統(tǒng)，向上搭配 Google 為Android 開發(fā)的類庫及 Android 運行時，再配合應用程序架構，來開 發(fā)各種不同的應用程序 [26]。 9 定位服務類 Android 包含了地理定位服務的包 android. location，它可以用來獲取當前設備的地理位置，另外系統(tǒng)還為應用程序提供了基于 GPS 和基 于網(wǎng)絡的定位服務。前者的定位數(shù)據(jù)來源于位置提供者 GPS_PROVIDER，它負責獲取 GPS 模塊的定位信息，一般用于設備自身的定位；后者的定位數(shù)據(jù)來源于位置提供者NETWORK_PROVIDER，它負責從網(wǎng)絡獲取其它設備或用戶的位置信息。android． location 中包含了下面一些比較重要的功能類 [27]如 圖 。 位置類 (Location)——用來代表程序中使用的某個位置，該位置包含經(jīng)度、緯度、標準時間、高度、測量速度、方位角等內容。 定位管理類 (Location Manager)——提供訪問定位服務 的功能，以實時獲取設備的位置信息。當應用程序定義了一個 Location Manager 對象后，就會搜索系統(tǒng)中所有的 Location Provider，從中獲取最新的位置信息，還可以指定 Location Provider 內位置數(shù)據(jù)的更新周期，及時獲取設備位置的變化信息。 圖 位置定位的相關類 位置提供者 (Location Provider)定位提供者的抽象類。定位提供者具備周 期性報告設備地理位置的功能。系統(tǒng)中有許多 Location Provider，它們提供了各種類型的位置信息。 Location Provider 既有系統(tǒng)默認的 (如 GPS PROVIDER)，也可以根據(jù)應用程序的需要自行定義。所有 Location Provider 都有各自的使用標準。 定位監(jiān)聽類 (Location Listener)．提供定位信息發(fā)生改變時的回調功能，但 必須事先在定位管理器中注冊監(jiān)聽器對象。 位置數(shù)據(jù)標準類 (Criteria)使應用能夠通過在 Location Provider 中設置的屬性來選擇合適的定位提供者 [28]。 地圖服務類 Android 平臺提供了 一個 map 包 來支持基于地圖服務的應用程序開發(fā)，它包含了一系列用于在 Google Maps 上顯示，控制和層疊信管理 監(jiān)聽位置服務 設置標準 打開或關 閉 獲取位置信息 提供定位服務 Location 類 Criteria 類 LocationManager 類 LocationListener 類 LocationProviderr 類 10 息的功能類 ，如 圖 所示 。 圖 Google Maps 類 以下是其中比較重要的幾個類： 地圖類 (Map Activity)用于顯示 Google Maps 的 Activity 類，此類需要連接底層網(wǎng)絡。 顯示類 (Map View)用于顯示地圖的 View 組件，它必須和 Map Activity 配合使用。 控制類 (Map Controller)用于控制地圖的移動。應用程序用它來設置地圖的顯示方式。 層疊類 (Overlay)是一個可顯示于地圖之上的可繪制的對象。 提供地圖控制服務 提供地圖繪制服務 提供顯示地圖的組件 MapActivity 類 MapView 類 MapController 類 Overlay 類 11 3 終端軟件 系統(tǒng)設計及相關技術 本章主要闡述了手機地圖服務系統(tǒng)的需求分析、功能模塊的設計、 系統(tǒng)流程和界面設計，并 對系統(tǒng)實現(xiàn)過程中所用到的關鍵技術進行了介紹。 系統(tǒng)設計特點 本系統(tǒng)建立在 Android 平臺上，有以下特點： 開源性： Android 操作系統(tǒng)的核心基于 Linux 的，是典型的開源系統(tǒng)。 可擴展性：滿足了手機用戶基本的地 圖服務要求，可進一步擴展系統(tǒng)的功能。 易用性：系統(tǒng)界面設計簡單美觀，用戶不需要培訓就可直接使用該服務。 開發(fā)環(huán)境需求 硬件環(huán)境 ： 由于 Android 開發(fā)需要使用 SDK（虛擬機），虛擬機需要 PC 空出一塊內存來模擬 手機內存卡（ 一般 500M）。所以 PC 本身的內存應不小于 1G。 軟件環(huán)境 : Eclipse 開發(fā)工具； JAVA 或以上； JAVA JRE6 或以上； ANDROID SDK。 需求 分析 手機地圖的主要功能是以圖形、文字的形式為用戶提供地圖服務，并提供友好、方便、快捷的操作界 面。 一個成功的 Android 應用程序往往需要提供良好的用戶體驗。良好的用戶體驗體現(xiàn)在以下幾點： (1)界面友好 用戶界面要簡潔直觀，并且易于操作。本系統(tǒng)中地圖能夠進行放大、縮小和移動； (2)快速響應 快速處理用戶的輸入或請求，對于有些需要較多時問的應用程序，可以在它處理時，給用戶一個提示，讓用戶知道程序還在運行中； 12 (3)可擴展性 車輛定位距更有價值的車輛監(jiān)控及控制還有一定距離，所以程序需要有足夠的擴展性，為以后相應功能的添加提供基礎。 可擴展的功能包括， 界面的擴展，位置查詢 ，導航功能，與主機的實時監(jiān)控功能 等。 系統(tǒng)功能模塊 系統(tǒng)旨在建立 Android 系統(tǒng)的地圖服務，主要有如下幾個核心功能模塊。利用 GPS 提供的定位服務，確定用戶目前在城市中所處的地理位置，將位置顯示在地圖上，并給出用戶當前的地址和經(jīng)緯度，且能隨著位置的變化而實時更新，使用戶能實時得到最新、最準確的位置信息 ， 如圖 所示 。 圖 定位系統(tǒng)功能結構圖 系統(tǒng)總體流程圖 啟動模擬器后， 系統(tǒng)首先打開 GPS 模塊得到當前地理位置，然后將該地理位置轉換為可定位于 MAP 的地址。同時系 統(tǒng)初始化屏幕上的基礎視圖以供后續(xù)繪制。之后系統(tǒng)內置控制器完成將所得地址具象化于地圖的過程。最后系統(tǒng)中的繪圖模塊完成將已定位的地圖繪于屏幕。緊接著實時刷新模塊啟動 。界面實時更新。 整個流程如圖 所示 。 界面設計 程序啟動后，屏幕上直接以 map 的形式顯示。當前位置以綠色圖標標示，地圖可放大縮小及拖動。隨著終端的移動，地圖實時刷新。設計效果如圖 所示 。 定 位 系 統(tǒng) 數(shù)據(jù) 處理模塊 GPS接收模塊 MAP 繪制模塊 Android 系統(tǒng)自帶結構，程序中以代碼調用調用。 將衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理為地 址值，以于 MAP 具象化。 程序調用Android 畫圖 API以將 MAP 繪于屏幕。 繪制基礎的容器視圖。 視圖初始模塊 13 圖 系統(tǒng)總體流程 圖 圖 用戶界面 效果 圖 啟 動 GPS 模塊 轉換為 MAP 地址 視圖初始模塊 控制器拿到當前位置地圖 獲得經(jīng)緯度 當前位置的 MAP 初始視圖 繪圖模塊 主頁面 刷新模塊 14 系統(tǒng)關鍵技術 在 Android 平臺下開發(fā)手機地圖服務采用的關鍵技術如下 。 Android 權限的獲取問題 Android 安全中的一個重要的設計點是在默認情況下應用程序沒有權限執(zhí)行對其它應用程序、操作系統(tǒng)或用戶的有害操作。這些操作包括讀 /寫用戶的隱私數(shù)據(jù) (例如聯(lián)系方式或 )，執(zhí)行網(wǎng)絡訪問，保持設備活動，等等。應用程序的進程是一個安全的黑盒子，它不能干擾其它應用程序，除非給它聲明權限，現(xiàn)對權限的命名和獲取問題做下說明。 (1)權限命名 一個基本的 Android 應用程序沒有與其相關聯(lián)的權限，意味著它不能做任 何影響用戶體驗或 設備中數(shù) 據(jù)的有害操 作。在應用 程序需要 時，可在AndroidManifest． xml文件中列舉一個或更多的 標簽來聲明此權限。 例如：需要監(jiān)聽來自