【正文】 者危險(xiǎn)的時(shí)候，希望能與外界快速取得聯(lián)系，獲取幫助，緊急情況時(shí)公司也希望能對(duì)車輛進(jìn)行定位搜索。作為車輛監(jiān)控的核心技術(shù)，車輛定位的有效性和成本控制更顯得至關(guān)重要[2,6]?，F(xiàn)代車輛監(jiān)控系統(tǒng)的雛形始于上世紀(jì)六十年代，美國(guó)聯(lián)邦高速公路委員會(huì)開始了車輛電子路徑制導(dǎo)系統(tǒng)(ERGS)的研究計(jì)劃。七十年代末到八十年代初，出現(xiàn)了第一代采用航位推算和早期地圖匹配方法的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如歐洲的“CITY PILOT”，Philips公司的“CARIN”，德國(guó)的“”，英國(guó)的“Auto Guide’’等車輛導(dǎo)航系統(tǒng)。但車載GPS接收機(jī)通常受到衛(wèi)星信號(hào)狀況和周圍環(huán)境的影響，在不同的時(shí)間及不同的地區(qū)衛(wèi)星信號(hào)的狀況差別很大，特別是在城市地區(qū)，由于高層建筑、隧道以及起伏地形的遮擋，GPS信號(hào)強(qiáng)度有時(shí)只達(dá)到海用和空用GPS信號(hào)的25%，建筑物的多路徑反射也對(duì)信號(hào)造成很大干擾，導(dǎo)致有時(shí)定位精度較低、可靠性不高。目前推出的有法國(guó)的CARMINAT車輛定位與調(diào)度系統(tǒng)，美國(guó)General Motor公司研究實(shí)驗(yàn)室研制的TravTek車輛定位與調(diào)度系統(tǒng)，日本SUMITOMO電子公司研制的CruiseMate SNV．AD20汽車電子導(dǎo)航系統(tǒng)，Liikkuva公司采用GPS和NavTech地圖導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的StreetPC98車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，美國(guó)Clarion公司開發(fā)的基于WinCE操作系統(tǒng)的AutoPC車輛定位與調(diào)度系統(tǒng)，美國(guó)Clarion公司的TravelPiolt RGS08車輛定位與調(diào)度系統(tǒng)以及Street Guard車輛導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的共同特別是能提供精確、連續(xù)、直觀的車輛位置，并且定位與監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性也大大提高。由于當(dāng)時(shí)市場(chǎng)尚未形成，用戶還沒有迫切需求，而且技術(shù)途徑尚不完善，做成的大多是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)剛出籠的，還達(dá)不到商品化程度，所以成功者不多。1999~2000年GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)市場(chǎng)又出現(xiàn)了新的一波，出現(xiàn)了快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，此時(shí)的市場(chǎng)逐步趨于成熟，我國(guó)的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)有了較大的提高與發(fā)展。 論文的主要工作本課題主要研究車輛監(jiān)控系統(tǒng)中車載手機(jī)端GPS 定位技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。研究的主要內(nèi)容包括：Google地圖的使用、Android系統(tǒng)衛(wèi)星定位的實(shí)現(xiàn)以及將定位信息表現(xiàn)于Google地圖。論文的主要內(nèi)容：第一章為緒言，介紹了課題的研究背景及意義，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀等。第三章為軟件的設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)介紹，包括系統(tǒng)的特點(diǎn)，環(huán)境及需求分析，模塊介紹，系統(tǒng)流程和相關(guān)技術(shù)。第五章為系統(tǒng)的測(cè)試和測(cè)試相關(guān)圖片。 2 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)概述本章主要分析了手機(jī)地圖服務(wù)的結(jié)構(gòu)框圖及相關(guān)的定位技術(shù)，并對(duì)本系統(tǒng)用到的Google Maps進(jìn)行了闡述，還給出了Android平臺(tái)下的位置服務(wù)類和地圖類。用戶在查詢過程中，不僅可以得到相關(guān)的文字信息，還可以通過手機(jī)終端友好的人機(jī)界面得到直觀的地圖信息[15]。服務(wù)器端以HTTP方式接收客戶端的請(qǐng)求，并根據(jù)請(qǐng)求將地圖數(shù)據(jù)以柵格數(shù)據(jù)的方式返回給客戶端。目前的手機(jī)地圖業(yè)務(wù)為用戶提供地圖下載、瀏覽和各種操作的集合(放大、縮小、查詢)，以圖形、文字的方式顯示給用戶，滿足了用戶基本的地圖服務(wù)要求。(1) 大眾化隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)地理信息的需求越來越多，從地圖服務(wù)中人們得到的不僅僅是方便，還有效率和效益。(2) 行業(yè)化手機(jī)地圖服務(wù)作為一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，對(duì)行業(yè)的影響是積極的。例如在安全救援行業(yè)，手機(jī)地圖服務(wù)可以通過手機(jī)定位，及時(shí)獲取救援對(duì)象的位置，并在地圖上標(biāo)識(shí)出來，給救援工作帶來了極大的便利。最典型的例子便是物流管理，運(yùn)用基于手機(jī)平臺(tái)的位置服務(wù)，將貨物的物理位置在地圖上標(biāo)識(shí)出來，并以此為基礎(chǔ)，處理物流業(yè)務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，手機(jī)地圖服務(wù)將會(huì)滲透到更多的行業(yè)，但還存在一些限制條件。移動(dòng)終端的定位是通過檢測(cè)移動(dòng)終端和基站之間傳播信號(hào)的特征參數(shù)來獲得其幾何位置，根據(jù)進(jìn)行定位估計(jì)位置的不同分為兩種：基于移動(dòng)終端定位和基于網(wǎng)絡(luò)定位。移動(dòng)終端定位技術(shù)包括全球定位系統(tǒng)(GPS)、基于移動(dòng)終端發(fā)送/接收信號(hào)的定時(shí)或角度的覆蓋三角技術(shù)(TOA)以及起源蜂窩小區(qū)(COO) [1720]。它采納了子午儀系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)，具有全球性，全天候、高精度三維定位的特點(diǎn)。GPS的定位原理就是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置[21]。移動(dòng)臺(tái)位于以基站為圓心、移動(dòng)臺(tái)到基站的電波傳播距離為半徑的圓上。與EOTD不同的是，它沒有使用位置測(cè)量單元，因此，必須通過與在基站上安裝了全球定位系統(tǒng)(GPS)或原子鐘的無線網(wǎng)絡(luò)之間的同步來實(shí)現(xiàn)[22]。移動(dòng)終端在當(dāng)前小區(qū)注冊(cè)后，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中就會(huì)有相對(duì)應(yīng)小區(qū)的ID號(hào)。該定位方案的優(yōu)點(diǎn)是無需對(duì)網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)進(jìn)行修改，響應(yīng)時(shí)間短?；诰W(wǎng)絡(luò)定位是多個(gè)固定的通信基點(diǎn)接收目標(biāo)發(fā)送的信號(hào)，根據(jù)其中相關(guān)的位置信息來確定目標(biāo)的定位信息，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中又叫反向鏈路定位。[24]。移動(dòng)位置中心組件將定位技術(shù)的選擇和應(yīng)用服務(wù)的選擇隔離起來。當(dāng)用戶通過撥號(hào)、發(fā)短消息或者WAP發(fā)起數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，位置中心的交換機(jī)將客戶的位置信息發(fā)送給相應(yīng)的位置應(yīng)用。因此獲得可靠的定位參數(shù)是保證高精度定位的前提。網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)主要是增強(qiáng)型觀測(cè)時(shí)間差(EOTD)。增強(qiáng)型觀測(cè)時(shí)間差定位技術(shù)是基于網(wǎng)絡(luò)的定位方案，是目前使用最多的技術(shù)，也是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織(ETSI)建議使用的主要技術(shù)[25]。2005年4月，Google正式推出Google Maps，它是一種開放式的免費(fèi)地圖服務(wù)，有傳統(tǒng)地圖、衛(wèi)星地圖和混合地圖三種模式。 Google Maps的特點(diǎn)(1) 地圖預(yù)覽生成地圖不是根據(jù)用戶的請(qǐng)求動(dòng)態(tài)生成，而是預(yù)先處理成為圖片金字塔，切塊后做四叉樹編碼，存放在服務(wù)器端。(2) 開發(fā)成本Google Maps提供的API為免費(fèi)資源，只需要申請(qǐng)一個(gè)Key便能使用Google Maps，從地圖服務(wù)和開發(fā)兩個(gè)方面降低了二次開發(fā)的門檻，提高了地圖服務(wù)水平，對(duì)于開發(fā)地圖服務(wù)應(yīng)用有重要的意義。 Google Maps顯示相關(guān)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。根據(jù)縮放的詳細(xì)程度不同，Google ，其中0級(jí)縮放最詳細(xì)，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(shù)，將各個(gè)縮放等級(jí)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。在普通地圖的URL中，X為經(jīng)度方向斟片編號(hào)，Y為緯度方向圖片編號(hào)，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(gè)字符排列而成的字符串表示衛(wèi)星地圖的圖塊編號(hào)。通過簡(jiǎn)單的URL預(yù)載入圖塊的方式獲得。Google地圖坐標(biāo)的計(jì)算公式如()所示。Google對(duì)普通地圖和衛(wèi)星地圖使用了兩種不同的算法對(duì)其子圖片的位置進(jìn)行了編碼。由下而上，其核心為嵌入式Linux ，向上搭配Google為Android開發(fā)的類庫及Android運(yùn)行時(shí)，再配合應(yīng)用程序架構(gòu)，來開發(fā)各種不同的應(yīng)用程序[26]。前者的定位數(shù)據(jù)來源于位置提供者GPS_PROVIDER，它負(fù)責(zé)獲取GPS模塊的定位信息，一般用于設(shè)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(fù)責(zé)從網(wǎng)絡(luò)獲取其它設(shè)備或用戶的位置信息。位置類(Location)——用來代表程序中使用的某個(gè)位置，該位置包含經(jīng)度、緯度、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、高度、測(cè)量速度、方位角等內(nèi)容。當(dāng)應(yīng)用程序定義了一個(gè)Location Manager對(duì)象后，就會(huì)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(nèi)位置數(shù)據(jù)的更新周期，及時(shí)獲取設(shè)備位置的變化信息。定位提供者具備周 期性報(bào)告設(shè)備地理位置的功能。Location Provider既有系統(tǒng)默認(rèn)的(如GPS PROVIDER)，也可以根據(jù)應(yīng)用程序的需要自行定義。定位監(jiān)聽類(Location Listener)．提供定位信息發(fā)生改變時(shí)的回調(diào)功能，但 必須事先在定位管理器中注冊(cè)監(jiān)聽器對(duì)象。，它包含了一系列用于在Google Maps上顯示，控制和層疊信息的功能類。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。應(yīng)用程序用它來設(shè)置地圖的顯示方式。3 終端軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)本章主要闡述了手機(jī)地圖服務(wù)系統(tǒng)的需求分析、功能模塊的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)流程和界面設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中所用到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹。可擴(kuò)展性：滿足了手機(jī)用戶基本的地圖服務(wù)要求，可進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。硬件環(huán)境：由于Android開發(fā)需要使用SDK（虛擬機(jī)），虛擬機(jī)需要PC空出一塊內(nèi)存來模擬手機(jī)內(nèi)存卡（一般500M）。軟件環(huán)境:Eclipse 開發(fā)工具；JAVA ；JAVA JRE6或以上；ANDROID SDK。一個(gè)成功的Android應(yīng)用程序往往需要提供良好的用戶體驗(yàn)。本系統(tǒng)中地圖能夠進(jìn)行放大、縮小和移動(dòng)；(2)快速響應(yīng)快速處理用戶的輸入或請(qǐng)求，對(duì)于有些需要較多時(shí)問的應(yīng)用程序，可以在它處理時(shí)，給用戶一個(gè)提示，讓用戶知道程序還在運(yùn)行中；(3)可擴(kuò)展性車輛定位距更有價(jià)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(kuò)展性，為以后相應(yīng)功能的添加提供基礎(chǔ)。系統(tǒng)旨在建立Android系統(tǒng)的地圖服務(wù)，主要有如下幾個(gè)核心功能模塊。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(jié)構(gòu)，程序中以代碼調(diào)用調(diào)用。程序調(diào)用Android畫圖API以將MAP繪于屏幕。視圖初始模塊 定位系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖啟動(dòng)模擬器后，系統(tǒng)首先打開GPS模塊得到當(dāng)前地理位置，然后將該地理位置轉(zhuǎn)換為可定位于MAP的地址。之后系統(tǒng)內(nèi)置控制器完成將所得地址具象化于地圖的過程。緊接著實(shí)時(shí)刷新模塊啟動(dòng)。程序啟動(dòng)后，屏幕上直接以map的形式顯示。隨著終端的移動(dòng)，地圖實(shí)時(shí)刷新。 Android權(quán)限的獲取問題Android安全中的一個(gè)重要的