【正文】 于當(dāng)時(shí)市場(chǎng)尚未形成，用戶還沒(méi)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。 1999~20xx 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。 4 2 系統(tǒng)開(kāi)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(guò)程中，不僅可以得到相關(guān)的文字信息，還可以通過(guò)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。 圖 2． 1 地圖查詢結(jié)構(gòu)框圖 手機(jī)端地圖是安裝在手機(jī)上的簡(jiǎn)易地圖文件，詳細(xì)的地圖信息，要通過(guò)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)端應(yīng)用服務(wù)器的查詢命令解析執(zhí)行后，再下發(fā)到終端進(jìn)行異步下載。手機(jī)以 HTTP 方式發(fā)送請(qǐng)求 返回?cái)?shù)據(jù)圖片 以 HTTP 方式 發(fā)送請(qǐng)求 客戶端（手機(jī)） 服務(wù)器端 輸入具體查詢的地點(diǎn) 根據(jù)請(qǐng)求查詢具體地點(diǎn) 顯示地圖 根據(jù)請(qǐng)求制作地圖圖片 對(duì)地圖進(jìn)行放大，縮小或移動(dòng) 5 地圖服務(wù)中最重要的就是定位技術(shù) [16]。由于人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢赡茈S時(shí)隨地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取地圖服務(wù)，而通過(guò)手機(jī)獲取地圖服務(wù)是解決這個(gè)問(wèn)題的很好方案，因此手機(jī)地圖服務(wù)的推廣必將大大方便人們的生活。一方面，將位置服務(wù)與地圖相結(jié)合可以提高一些相關(guān)行業(yè)服務(wù)的效率。另一方面，對(duì)一些傳統(tǒng)行業(yè)加以改造，實(shí)現(xiàn)其在新環(huán)境下的飛躍。 (3) 電子化。比如移動(dòng)通訊網(wǎng)的覆蓋范圍，雖然目前我國(guó)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的覆蓋已經(jīng)非常廣泛，但一些偏遠(yuǎn)地區(qū)還存在盲區(qū)。 基于移動(dòng)終端定位 基于移動(dòng)終端定位是根 據(jù)目標(biāo)與各通信基點(diǎn)通信時(shí)的相關(guān)位置信息來(lái)確定幾何位置，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中又叫做前向鏈路定位。 (1) 全球定位系統(tǒng) (GPS) GPS 是由美國(guó)國(guó)防部在 70 年代開(kāi)始聯(lián)合研制的新型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，歷時(shí) 20 6 年，耗資 200 億美元，于 1994 年全面建成。 GPS 系統(tǒng)主要由三大部分組成：GPS 衛(wèi)星星座 (空間部分 )、地面監(jiān)控系統(tǒng) (控制部分 )和 GPS 信號(hào)接收機(jī) (用戶部分 )。 (2) 抵達(dá)時(shí)間 TOA(Time Of Arrival) 基于測(cè)量信號(hào)從移動(dòng)終端發(fā)送出去并到達(dá)消息測(cè)量單元 (3 個(gè)或更多基站 )的時(shí)間來(lái)定位。通過(guò)多個(gè)基站進(jìn)行計(jì)算，移動(dòng)臺(tái)的二維位置坐標(biāo)可由 3 個(gè)圓的交點(diǎn)確定。 (3) 起源蜂窩小區(qū) (COOCell Of Origin) 起源蜂窩小區(qū)定位技術(shù)是根據(jù)移動(dòng)終端所處的小區(qū)標(biāo)識(shí)號(hào) ID 來(lái)確定用戶的位置 [23]。只要系統(tǒng)能夠把該小區(qū)基站設(shè)置的中心位置 (在當(dāng)?shù)氐貓D中的位置 )和小區(qū)的覆蓋半徑廣播給小區(qū)范圍內(nèi)的所有移動(dòng)臺(tái)，這些移動(dòng)臺(tái)就能知道自己處在什么地方，查詢數(shù)據(jù)庫(kù)即可獲取位置信息。它的 定位精度取決于小區(qū)的半徑。該技術(shù)要求定位終端發(fā)送或廣播一些特定的信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集這些信號(hào)并擔(dān)負(fù)起定位計(jì)算的任務(wù)。手機(jī)定位是基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)移動(dòng)電信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)固定通信基點(diǎn)獲取移動(dòng)終端用戶的位置信息。位置中心運(yùn)行于無(wú)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，我們可以對(duì)它進(jìn)行修改以 適應(yīng)具體移動(dòng)設(shè)備的能力。從信號(hào)中獲取定位信息包括兩個(gè)過(guò)程：定位參數(shù)的測(cè)量以及定位算法。從統(tǒng)計(jì)的角度來(lái)看，由于受到設(shè)備測(cè)量誤差以及信號(hào)本身固有的隨機(jī)性的影響，從定位信號(hào)中獲得的參數(shù)有一定的噪聲誤差。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理是：收集對(duì)服務(wù)小區(qū)基站和周圍幾個(gè)基站進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果，算出測(cè)量數(shù)據(jù)之間的時(shí)間差，并用此計(jì)算用戶相對(duì)于基 站的位置。 圖 定位服務(wù)中心結(jié)構(gòu)圖 Google Maps 20xx 年 10 月 Google 收購(gòu)了總部位于美國(guó)加州山景城以矢量地圖測(cè)繪 為主要業(yè)務(wù)的 Keyhole 公司 [26]。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(dāng)前位置的實(shí)拍鳥瞰圖；混合地圖能讓用戶更加準(zhǔn)確地獲得方向感。當(dāng)用戶對(duì)地圖進(jìn)行移動(dòng)或者縮放操作時(shí)，只需要下載新的圖片來(lái)填充新的區(qū)域 []。 (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(wù)，并由 Google 不定期進(jìn)行地圖更新，用戶可以同步享受最新地圖信息服務(wù)。這兩套數(shù)據(jù)采用了相同的空間參考系統(tǒng)：基準(zhǔn)面為 WGS84，投影方式為墨卡托投影。 參數(shù) v 為圖源數(shù)據(jù)版本．參數(shù) zoom 為縮放等級(jí)，取值范圍為 0~17。 Google Maps 的地圖和衛(wèi)星影像 數(shù)據(jù)預(yù)先參照金字塔模式按照不同的縮放等級(jí)分別存儲(chǔ)。為獲取某經(jīng)緯度圖塊的URL，就需要把經(jīng)緯度轉(zhuǎn)化為 X， Y 坐標(biāo)。 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。 Android系統(tǒng) 相關(guān)類 Android 是一個(gè)包含操作系統(tǒng)、中介架構(gòu)層及應(yīng)用程序所產(chǎn)生出來(lái)的軟件堆棧架構(gòu)。 9 定位服務(wù)類 Android 包含了地理定位服務(wù)的包 android. location，它可以用來(lái)獲取當(dāng)前設(shè)備的地理位置，另外系統(tǒng)還為應(yīng)用程序提供了基于 GPS 和基 于網(wǎng)絡(luò)的定位服務(wù)。android． location 中包含了下面一些比較重要的功能類 [27]如 圖 。 定位管理類 (Location Manager)——提供訪問(wèn)定位服務(wù) 的功能，以實(shí)時(shí)獲取設(shè)備的位置信息。 圖 位置定位的相關(guān)類 位置提供者 (Location Provider)定位提供者的抽象類。系統(tǒng)中有許多 Location Provider，它們提供了各種類型的位置信息。所有 Location Provider 都有各自的使用標(biāo)準(zhǔn)。 位置數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)類 (Criteria)使應(yīng)用能夠通過(guò)在 Location Provider 中設(shè)置的屬性來(lái)選擇合適的定位提供者 [28]。 圖 Google Maps 類 以下是其中比較重要的幾個(gè)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(luò)。 控制類 (Map Controller)用于控制地圖的移動(dòng)。 層疊類 (Overlay)是一個(gè)可顯示于地圖之上的可繪制的對(duì)象。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 本系統(tǒng)建立在 Android 平臺(tái)上，有以下特點(diǎn)： 開(kāi)源性： Android 操作系統(tǒng)的核心基于 Linux 的，是典型的開(kāi)源系統(tǒng)。 易用性：系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單美觀，用戶不需要培訓(xùn)就可直接使用該服務(wù)。所以 PC 本身的內(nèi)存應(yīng)不小于 1G。 需求 分析 手機(jī)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(wù)，并提供友好、方便、快捷的操作界 面。良好的用戶體驗(yàn)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： (1)界面友好 用戶界面要簡(jiǎn)潔直觀，并且易于操作。 可擴(kuò)展的功能包括， 界面的擴(kuò)展，位置查詢 ，導(dǎo)航功能，與主機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能 等。利用 GPS 提供的定位服務(wù)，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(dāng)前的地址和經(jīng)緯度，且能隨著位置的變化而實(shí)時(shí)更新，使用戶能實(shí)時(shí)得到最新、最準(zhǔn)確的位置信息 ， 如圖 所示 。同時(shí)系 統(tǒng)初始化屏幕上的基礎(chǔ)視圖以供后續(xù)繪制。最后系統(tǒng)中的繪圖模塊完成將已定位的地圖繪于屏幕。界面實(shí)時(shí)更新。 界面設(shè)計(jì) 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。 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 13 圖 系統(tǒng)總體流程 圖 圖 用戶界面 效果 圖 啟 動(dòng) GPS 模塊 轉(zhuǎn)換為 MAP 地址 視圖初始模塊 控制器拿到當(dāng)前位置地圖 獲得經(jīng)緯度 當(dāng)前位置的 MAP 初始視圖 繪圖模塊 主頁(yè)面 刷新模塊 14 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 在 Android 平臺(tái)下開(kāi)發(fā)手機(jī)地圖服務(wù)采用的關(guān)鍵技術(shù)如下 。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(luò)訪問(wèn)，保持設(shè)備活動(dòng)，等等。 (1)權(quán)限命名 一個(gè)基本的 Android 應(yīng)用程序沒(méi)有與其相關(guān)聯(lián)的權(quán)限，意味著它不能做任 何影響用戶體驗(yàn)或 設(shè)備中數(shù) 據(jù)的有害操 作。 例如：需要監(jiān)聽(tīng)來(lái)自 SMS 消息的應(yīng)用程序?qū)⒁付ㄈ缦聝?nèi)容： manifest xmlns： android= //package= usespermission android:name=/ /manifest (2)在 文件中支持權(quán)限 通過(guò) 文件可以設(shè)置高級(jí)權(quán)限，用來(lái)限制訪問(wèn)組件或應(yīng)用程序。 ① Activity 權(quán)限 (使用 activity標(biāo)簽 )限制能夠啟動(dòng)與 Activity 權(quán)限相關(guān)聯(lián)的組件或應(yīng)用程序。 ② BroadcastReceiver權(quán)限 (使用 receiver標(biāo)簽 )限制能夠?yàn)橄嚓P(guān)聯(lián)的接收器 發(fā)送廣播的組件或應(yīng)用程序。因此，權(quán)限失敗將會(huì)導(dǎo)致拋回給調(diào)用者一個(gè)異常。一個(gè)好看而又簡(jiǎn)潔 15 的界面， 是相當(dāng)重要的，既能提高使用者的體驗(yàn)，又保證應(yīng)用的高效執(zhí)行。對(duì)于一個(gè) Activity 應(yīng)用來(lái)說(shuō)， 類是一個(gè)最基本的功能單元。下面介紹下主要的布局對(duì)象： 線性布局 (Linear Layout)：以單一方向?qū)ζ渲械?顯示對(duì)象進(jìn)行排列顯示。同時(shí)，還可以對(duì)個(gè)別的顯示對(duì)象設(shè)置顯示比例。 絕對(duì)布局 (Absolute Layout)：允許以坐標(biāo)的方式，指定顯示對(duì)象的具體位置，左上角的坐 標(biāo)為 (0， 0)，向下 及向右，坐標(biāo)值變大。 相對(duì)布局 (Relative Layout)：允許通過(guò)指定顯示對(duì)象相對(duì)于其它顯示對(duì)象或父級(jí)對(duì)象的相對(duì)位置來(lái)布局。 對(duì)于 Android 應(yīng)用中的一個(gè)屏幕，它的屏幕元素是按層次結(jié)構(gòu)來(lái)描述的。 地址與地理坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換 這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)需要有 Inter 的連接。 Geocoder 反查 Address 對(duì)象的服務(wù)沒(méi)有任何限制，不過(guò)，實(shí)驗(yàn)證明以地址反查坐標(biāo)的返回結(jié)果，似乎有筆數(shù)的限制，如果反查過(guò)多筆數(shù)，可能發(fā)生無(wú)返回地標(biāo)的情況。 傳入的地址，用 ()方法來(lái)取回自 Google 服務(wù)器找到的搜索結(jié)果，以 ListAddress存放，接著再以 ()來(lái) 取出 Address的對(duì)象，使用 Address． getLatitude()及 ()進(jìn)一步取得經(jīng)緯度，最后以 GeoPoint 的對(duì)象作為返回值使用。因?yàn)榻?jīng)緯度取得的地址可能有多行，所以首先需要判斷下是否是多行地址，通過(guò) append 方法進(jìn)行追加，最后將獲取到的地址組合后放到 StringBuilder 對(duì) 象中輸出。 Android 支持不同類型的資源文件，包括 XML、 PNG 以及 JPEG 文件。源代碼以及 XML文件將資源打包并編譯進(jìn)二進(jìn)制文件，這種模式能使得資源更快得被加載。 由于這些原因， Android 平臺(tái)上可以有不同的資源類型。程序開(kāi)