最新基于gps和電子海圖的嵌入式船舶導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)read(參考版)
2025-06-22 02:49本頁面
【正文】 本文提出的基于GPS和電子海圖的嵌入式船舶導(dǎo)航系統(tǒng)，使用嵌入式32位處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)，具有海圖漫游、海圖查詢和航行信息管理等豐富的功能，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、操作簡便、功能可靠、快速響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到實(shí)際的海上應(yīng)用。目前本系統(tǒng)已經(jīng)出海試運(yùn)行，實(shí)踐證明本系統(tǒng)能實(shí)時顯示船舶當(dāng)前航行狀況，快速響應(yīng)用戶操作，為航海人員提供可靠的電子海圖信息。該模塊只需定向讀取RS232串口數(shù)據(jù)，根據(jù)NMEA格式解析出地理經(jīng)緯度坐標(biāo)、時間、航速與航向的信息即可。 GPS接收模塊：負(fù)責(zé)定時讀取GPS接收儀的數(shù)據(jù)，解析出地理經(jīng)緯度坐標(biāo)、時間、航速與航向等信息。航跡保存是定時記錄船舶位置并顯示，醒目、直觀的航跡顯示可以使航海人員對船位信息、航行歷程及周邊環(huán)境有清楚的了解。航線設(shè)置是根據(jù)航海用戶對目的點(diǎn)的連續(xù)選擇，形成一條航線，并對該航線設(shè)置一個偏航極限。具體流程如圖3所示。該模塊根據(jù)管理模塊給出的中心點(diǎn)位置及顯示范圍的參數(shù)，確定需要繪圖的網(wǎng)格，根據(jù)網(wǎng)格索引，快速完成繪制海圖的功能。海圖算法模塊：包括程序中用到的各種算法，如地理坐標(biāo)、墨卡托投影坐標(biāo)和屏幕坐標(biāo)之間的相互轉(zhuǎn)換，點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)與線之間距離，線的長度，多邊形的周長和面積等。海圖數(shù)據(jù)模塊：負(fù)責(zé)讀取電子海圖文件，實(shí)現(xiàn)海圖查詢功能。3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件如圖2所示，主要由以下模塊組成：系統(tǒng)界面與管理模塊、海圖數(shù)據(jù)模塊、海圖算法模塊、海圖顯示模塊、航行信息管理模塊、GPS接收模塊等。其中，多邊形要素與矩形網(wǎng)格的相交判斷方法是，若多邊形的一部分端點(diǎn)落在矩形內(nèi)，而另一部分卻落在矩形的外部，則兩者是相交的；多邊形與矩形的包容判斷是，若多邊形所有的端點(diǎn)落在矩形內(nèi)則是包容于關(guān)系，若矩形所有的端點(diǎn)落在多邊形內(nèi)則是包容關(guān)系。MVCF海圖數(shù)據(jù)量大，電子海圖應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)際使用過程中，顯示的區(qū)域通常只是一個圖幅的一部分，如果能快速搜索到這部分的海圖數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的響應(yīng)速度將大大提高
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