导航与定位实验报告

1、导航与定位上机实习报告学生姓名： 孔 令 周 班 学 号： 20101002021/11610211 指导教师： 黄鹰 、 徐战亚 中国地质大学（武汉）信息工程学院 2011年 7月实习一 GPS设备使用【实验目的】（1） 熟悉GPS设备的使用（2） 熟悉GPS绝对静态定位和绝对动态定位（3） 使用GPS设备得出某一点、某一线、某一面的相关数据【实验设备】动态GPS接收机、静态GPS接收机、天线、GPS定位设备由于设别数目的限制，这次实习改用一个google的软件，获得GPS数据，此图为软件中的一张截图，上面显示了精准度157feet，卫星数目，每颗卫星的信号强度，这张图则显示了所在地的经度和

2、纬度分别为东经114度23分30.013秒北纬30度31分19.809秒。【实验步骤】时间：2012年9月2日中午12点30开始，下午三点中结束。内容：1、 测量点：测量点在北区，从艺术与传媒学院开始，经过北宗，北区食堂，北门，北区体育馆直到图书馆这一段路程，整个路线成G字型（如下图）。2、 测量线：线的话主要是艺术与传媒学院到北宗与隧道口延伸的路相交的 丁字路口，然后从该路口一直到北区食堂下面，在就走向北区校门，进而转向体育馆侧边的路，绕过体育馆到达图书馆正门这样一个路线（如下图）。3、 测量面：该路线主要包括了图书馆，北区篮球场，排球场，北一楼，北 区图书馆，经管院楼还有外国语学院楼。 【

3、实验结果】部分数据（全部数据在GPS_DATA.xls中）：实习二 GPS定位接口解析与开发【实验题目】GPS信号解析编写小程序读取GPS信号并进行解析，将解析结果以一定形式展现出来。 根据老师用GPS导航仪测量得到的测量数据进行解析，将track.txt中的数据进行解析，根据不同的格式按照NMEA-0183协议对导航电文进行GPS信息的解析：1、使用语言不限：C ， C+ ，C# ，JAVA2、对于获取信号可采用以一定时间间隔读取文件中GPS信号的形式代替从串口中读取信号。3、该实验基本要求能解析出空间信息（即解析GPRMC格式的GPS信号），其他信号格式的解析以及星历图的绘制可在完成基本要

4、求之后进行扩展。 4、对解析出来的数据进行画图处理，得到真正的轨迹。【实验原理】GPS设备通过对接收到的导航电文进行分析处理，计算出设备所在的经纬度、海拔、航速、航向等空间信息，并按照规定的协议将空间信息以及卫星信息进行组织，将有组织的数据解析出来然后做应用。初始化串口打开串口按字节读取串口发出的字符终止字符？ 是 将所得到的字符拼接成字符串 否 根据字符串内容进行GSP解析GPS信号结果应用关闭串口【实验设计】1、 设计思想根据提供的txt文档，实现程序与文件之间的通信，读取txt中的内容，然后根据GPS解析协议将其进行解析。得到经纬度坐标，然后将经纬度坐标进行操作得到真实的轨迹路线图做出显

5、示。2、 详细设计声明对文件的关联对象Fielstream对象，声明对文件进行读取的对象Streamreader，然后对文件关联对象进行关联本地文件，然后用此关联对象初始化文件读取对象，然后对文件进行一步步的读取，对读取之后的数据进行立刻解析，根据解析协议的种类不同对不同类型的GPS数据进行解析，然后做输出处理。根据文件的头部信息我们可以知道经纬度在那些地方，由于我们只需要解析GPRMC数据，所以经纬度是很容易得到的数据，得到经纬度字符串之后就可以通过函数转换成可操作的经纬度数据，得到经纬度数据之后就转换成为屏幕坐标，然后就可以划线了。经过划线处理连续的划线就成就了轨迹。关于平滑的问题：由于画

6、出来的线可能会有一些点的问题会出现断线的可能和不连续，所以要做平滑处理，记录多个点，每两个点之间都划线一条就能满足平滑的要求。读取数据准备文件关联文件关联准备文件解析读取文件GPGSVGPRMCGPSGAGPGGA有效？无效数据 否 是使用经纬度绘图得到经纬度使用经纬度绘图【成果展示】【实验心得】【调试报告】1. 第一个遇到的问题是读文件的问题：因为要解析数据就必须要对文本进行解析，以前写的C#程序都是比较简单的程序，所有的操作都在内存中进行，只需要输入输出就够了，但是大型的问题光靠内存是远远不够的，数据量一大就不可能把所有的数据放在内存中，GPS这种数据大多来遥感数据和测绘数据，这些数据量都

7、是几何倍数的增长，要在内存中进行处理根本不可能，所以这个问题也是学习GPS所必须面临的问题，我第一次实习课基本就花在C#文件读取上面了。一旦文件可以读取其他的就好办，主要是声明一个文件流对象，然后将此文件流对象关联文件，在用这个文件流对象初始化一个读取流对象，然后调用读取流对象的读取方法。这样就可以实现读取了。2. tablecontrol控件：这是我第一次使用这个控件，真的挺好用的，效果也不错。考虑到要对不同类型的GPS数据进行显示，如果全部放在一个界面中就显得非常臃肿，所以我将他们分开在几个页面中，这几个页面通过tablecontrol控件进行管理，这样就显得比较有组织。3. string

8、的分段：因为要对不同数据进行判断，第一件事就是对数据集的头进行判断跟分类，可能是考虑到这一点，所有的GPS数据都是非常规矩的，头的长度都是一样长的，这样判断起来也比较方便，而且组织的时候都是用“，”做分段，这样就比较容易对数据进行切割，然后处理。4. 经纬度坐标转化成为屏幕坐标的方法：这是我早google上搜到的方法，首先把控制的警卫框架找到，最大经度减去最小经度，得到经度差。最大纬度减去最小纬度，得到纬度差。然后将经度差乘以3600除以面板宽度，纬度差乘以3600除以面板宽度得到每秒经纬度代表的屏幕像素坐标。最后为了让图像分布均匀。将实际的经纬度转化成秒，然后减去最小经度，然后除以每秒经度代

9、表的屏幕像素坐标。同理做纬度均匀。最后将坐标点得到然后划线。【心得体会】 GPS是一个非常重要的技术，精确的GPS数据时一把双刃剑。在好的一面他可以方便人们做很多东西，在今后的时代找东西将离不开地图，而地图如果要做到精确的话就不得不用到GPS数据。所以GPS数据是定量解析的基础数据。所有的定量分析都需要解析并且处理这些数据，这在生活上会给我们很大的方便，不仅在查找，交通导航等等方面都会有重要的用途。所以这次实习对我们帮助很大，他让我们了解到生活中的GPS数据的结构，让我们学以致用，了解熟悉GPS并且爱上GPS，我们熟悉他，解析他，应用它。可以创造出许多方便的应用于社会价值。在医疗，规划，建设等

10、方方面面都是重要的。 坏的一方面是过于精确的GPS数据让我们变得不安全，不仅是数据被盗窃之后可能造成国家的安全问题，对方的导弹什么的可以精确打击。对我们的危险太大了。错误的解析也会造成许多社会问题，比如修的地铁因为数据的偏差或解析的错误会造成重大的事故。所以我们处理GPS数据肩负十分重要的使命。我们会好好处理这些数据的。 然后对于做这样一次实习我学到很多东西：认识到生活中真真正正的GPS数据的样子和解析过程。他所遵循的结构规范，还有认识到公共接口的重要性，他 让数据变得有规矩。让我树立了做好一名程序员的信心。让我们知道了做好一个GPS解析与应用的重要性与基本方法。实习让我们有了一些经验与许多信

11、心。 最后做完期待已久的GPS室外实习以后，我感觉现在的卫星技术已经非常发达了。在看不见的天上居然有至少7颗卫星在飞着，想想都觉得不可思议。更不可思议的是我们可以与他对话，获得他得到的信息。这更让我感到GPS技术室一门很有前途很有魅力的技术！代码：第一题：string foresix;FileStream sFile;StreamReader sReader;public int NextPage(string str) int flag = -1;for (int i = 0; i < str.Length; i+) if (i < 6) foresix += stri;text

12、Box1.Text += stri;if (foresix = "$GPGSA") tabctl.SelectedTab = GPGSA;flag = 3;else if (foresix = "$GPGGA") tabctl.SelectedTab = GPGGA;flag = 2;else if (foresix = "$GPRMC") tabctl.SelectedTab = GPRMC;flag = 1;else if (foresix = "$GPGSV") tabctl.SelectedTab = GP

13、GSV;flag = 4;else MessageBox.Show("不?存ä?在¨²此ä?种?格?式º?！ê?");foresix = ""return flag;/显示：public void ShowPage(int flag,string str) if (flag = 1) textBox2.Text = ""textBox3.Text = ""textBox4.Text = ""textBox5.Text = "&

14、quot;textBox6.Text = ""textBox7.Text = ""textBox8.Text = ""textBox9.Text = ""textBox10.Text = ""textBox11.Text = ""textBox12.Text = ""textBox13.Text = ""textBox14.Text = ""for (int i = 7; i <= 8; i+) textBox

15、7.Text += stri;for (int i = 9; i <= 10; i+) textBox6.Text += stri;for (int i = 11; i <= 16; i+) textBox5.Text += stri;if (str18 = 'A') textBox12.Text = "有®D效¡ì"else textBox12.Text = "无T效¡ì"for (int i = 20; i <= 21; i+)textBox11.Text += st

16、ri;for (int i = 22; i <= 28; i+) textBox10.Text += stri;for (int i = 32; i <= 34; i+) textBox9.Text += stri;for (int i = 35; i <= 41; i+) textBox8.Text += stri;for (int i = 45; i <= 49; i+) textBox13.Text += stri;for (int i = 51; i <= 56; i+) textBox14.Text += stri;for (int i = 58; i

17、<= 59; i+) textBox4.Text += stri;for (int i = 60; i <= 61; i+) textBox3.Text += stri; for (int i = 62; i <= 63; i+) textBox2.Text += stri; tabctl.SelectedTab=START;sFile = new FileStream("track.txt", FileMode.Open, FileAccess.Read);sReader = new StreamReader(sFile);button1.Enabled

18、 = false;button2.Enabled = false;label55.Left -= 2;if (label55.Right < 0)label55.Left = this.Width;timer1.Enabled = false;string str = sReader.ReadLine();int flag=NextPage(str);button4.Enabled = false;button1.Enabled = true;button2.Enabled = true;ShowPage(flag, str);第二题：using System;using System.

19、Collections.Generic;using System.ComponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Windows.Forms;using System.IO;namespace GPS public partial class Form1 : Form Bitmap bitM; Graphics g; Pen pen = new Pen(new SolidBrush(Color.Black), 2.0f); Point p

20、oint = new Point4; FileStream sFile; StreamReader sReader; int i = 4; int j = 0; double scaleX, scaleY,minX,maxY; string textline = File.ReadAllLines("track.txt"); int lines;/track共2有®D多¨¤少¦¨´行D public Form1() InitializeComponent(); bitM = new Bitmap(this.pane

21、l1.Width, this.panel1.Height); g = Graphics.FromImage(bitM); lines = textline.Length; private void button1_Click(object sender, EventArgs e) /panel1.Controls.Clear(); label1.Visible = false; pictureBox1.Visible = false; timer1.Enabled = true; sFile = new FileStream("track.txt", FileMode.Op

22、en, FileAccess.Read); sReader = new StreamReader(sFile); button1.Enabled = false; pictureBox2.Visible = true; pictureBox3.Visible = true; pictureBox4.Visible = true; pictureBox5.Visible = true; pictureBox6.Visible = true; pictureBox7.Visible = true; pictureBox8.Visible = true; pictureBox9.Visible =

23、true; pictureBox10.Visible = true; pictureBox11.Visible = true; private void panel1_Paint(object sender, PaintEventArgs e) ControlPaint.DrawBorder(e.Graphics,panel1.ClientRectangle,Color.Orange,ButtonBorderStyle.Solid); public void clin() textBox1.Text = "" textBox2.Text = "" tex

24、tBox3.Text = "" textBox4.Text = "" textBox5.Text = "" if (lines <= 30) timer1.Enabled = false; private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) if (lines >30) clin(); string tempstr1, tempstr2; string data; string str_time = new string4; string str_avaliable =

25、 new string4; string str_jd = new string4; string str_wd = new string4; int x = new int4; int y = new int4; double screenX = new double4; double screenY = new double4; while (i > 0 ) string str = sReader.ReadLine(); lines-; data = str.Split(','); str_avaliablej = data2;/有®D效¡

26、36;位? if (str3 = 'R' && str4 = 'M' && str5 = 'C' && str_avaliablej = "A") i-; tempstr1 = data3; tempstr2 = data5; screenXj = double.Parse(tempstr2) * 3600 / scaleX - minX; screenYj = maxY - double.Parse(tempstr1) * 3600 / scaleY; xj = (int)sc

27、reenXj; yj = (int)screenYj; str_timej = data1;/时º¡À间? str_jdj = data5; str_wdj = data3; j+; if (double.Parse(str_time0) >= 075245.000) pen = new Pen(new SolidBrush(Color.Red), 2.0f); for (int a = 0; a < 4; a+) pointa.X = xa; pointa.Y = ya; for (int a = 0; a <= 1; a+) textBox3

28、.Text += str_time0a; for (int a = 2; a <= 3; a+) textBox4.Text += str_time0a; for (int a = 4; a <= 9; a+) textBox5.Text += str_time0a; textBox1.Text = str_jd0; textBox2.Text = str_wd0; if (str_avaliable0 = "A") textBox6.Text = "有®D效¡ì" else textBox6.Text = &q

29、uot;无T效¡ì" clin(); g.DrawLine(pen, point0, point1); /this.panel1.BackgroundImage = bitM; /panel1.Refresh(); for (int a = 0; a <= 1; a+) textBox3.Text += str_time1a; for (int a = 2; a <= 3; a+) textBox4.Text += str_time1a; for (int a = 4; a <= 9; a+) textBox5.Text += str_time1

30、a; textBox1.Text = str_jd1; textBox2.Text = str_wd1; if (str_avaliable1 = "A") textBox6.Text = "有®D效¡ì" else textBox6.Text = "无T效¡ì" clin(); g.DrawLine(pen, point1, point2); /this.panel1.BackgroundImage = bitM; /panel1.Refresh(); for (int a = 0;

31、 a <= 1; a+) textBox3.Text += str_time2a; for (int a = 2; a <= 3; a+) textBox4.Text += str_time2a; for (int a = 4; a <= 9; a+) textBox5.Text += str_time2a; textBox1.Text = str_jd2; textBox2.Text = str_wd2; if (str_avaliable2 = "A") textBox6.Text = "有®D效¡ì" else textBox6.Text = "无T效¡ì" clin(); /this.panel1.BackgroundImage = bitM; /panel1.Refresh(); g.DrawLine(pen, point2, point3); for (int a = 0; a <= 1; a+) textBox3.Text += str_time3a; for (int a = 2; a <= 3; a+) textBox4.Text += str_time3a; fo