导航与定位实验报告

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导航与定位上机实习报告

同学姓名：孔令周

班学号：20221002022/11610211

指导老师：黄鹰、徐战亚

中国地质高校（武汉）信息工程学院

2022年7月

实习一GPS设备使用

【试验目的】

（1）认识GPS设备的使用

（2）认识GPS肯定静态定位和肯定动态定位

（3）使用GPS设备得出某一点、某一线、某一面的相关数据

【试验设备】

动态GPS接收机、静态GPS接收机、天线、GPS定位设备

因为设别数目的限制，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纬度分离为东经114度23分30.013秒北纬30度31分19.809秒。

【试验步骤】

时光：2022年9月2日中午12点30开头，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头，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，囫囵路线成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长的路相交的

丁字路口，然后从该路口向来到北区食堂下面，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。

【试验结果】

部分数据（所有数据在GPS_DATA.xls中）：

实习二GPS定位接口解析与开发

【试验题目】

GPS信号解析

编写小程序读取GPS信号并举行解析，将解析结果以一定形式呈现出来。

按照教师用GPS导航仪测量得到的测量数据举行解析，将track.txt中的数据举行解析，按照不同的格式根据NMEA-0183协议对导航电文举行GPS信息的解析：

1、使用语言不限：C，C++，C#，JAVA

2、对于猎取信号可采纳以一定时光间隔读取文件中GPS信号的形式代替从串口中读取

信号。

3、该试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求之后举行扩展。

4、对解析出来的数据举行画图处理，得到真正的轨迹。

【试验原理】

GPS设备通过对接收到的导航电文举行分析处理，计算出设备所在的经纬度、海拔、航速、航向等空间信息，并根据规定的协议将空间信息以及卫星信息举行组织，将有组织的数据解析出来然后做应用。

【试验设计】

1、设计思想

按照提供的txt文档，实现程序与文件之间的通信，读取txt中的内容，然后按照GPS

解析协议将其举行解析。得到经纬度坐标，然后将经纬度坐标举行操作得到真切的轨迹路线图做出显示。

2、具体设计

声明对文件的关联对象Fielstream对象，声明对文件举行读取的对象Streamreader，然后对文件关联对象举行关联本地文件，然后用此关联对象初始化文件读取对象，然后对文件举行一步步的读取，对读取之后的数据举行立即解析，按照解析协议的种类不同对不同类型的GPS数据举行解析，然后做输出处理。按照文件的头部信息我们可以知道经纬度在那些地方，因为我们只需要解析GPRMC数据，所以经纬度是很简单得到的数据，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。经过划线处理延续的划线就成就了轨迹。关于平滑的问题：因为画出来的线可能会有一些点的问题会浮现断线的可能和不延续，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。

【成绩展示】

【试验心得】

【调试报告】

1.第一个碰到的问题是读文件的问题：

由于要解析数据就必需要对文本举行解析，以前写的C#程序都是比较容易的程序，全部的操作都在内存中举行，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，数据量一大就不行能把全部的数据放在内存中，GPS这种数据大多来遥感数据和测绘数据，这些数据量都是几何倍数的增长，要在内存中举行处理根本不行能，所以这个问题也是学习GPS所必需面临的问题，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办法。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数据举行显示，假如所有放在一个界面中就显得十分臃肿，所以我将他们分开在几个页面中，这几个页面通过tablecontrol控件举行管理，这样就显得比较有组织。

3.string的分段：

由于要对不同数据举行推断，第一件事就是对数据集的头举行推断跟分类，可能是考虑到这一点，全部的GPS数据都是十分法规的，头的长度都是一样长的，这样推断起来也比较便利，而且组织的时候都是用“，”做分段，这样就比较简单对数据举行切割，然后处理。

4.经纬度坐标转化成为屏幕坐标的办法：

这是我早google上搜到的办法，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匀称。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表的屏幕像素坐标。同理做纬度匀称。最后将坐标点得到然后划线。

【心得体味】

GPS是一个十分重要的技术，精确的GPS数据时一把双刃剑。在好的一面他可以便利人们做无数东西，在今后的时代找东西将离不开地图，而地图假如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。全部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便利，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协助很大，他让我们了解到生活中的GPS数据的结构，让我们学以致用，了解认识GPS并且爱上GPS，我们认识他，解析他，应用它。可以制造出许多便利的应用于社会价值。在医疗，规划，建设等方方面面都是重要的。

坏的一方面是过于精确的GPS数据让我们变得担心全，不仅是数据被盗窃之后可能造成国家的平安问题，对方的导弹什么的可以精确打击。对我们的危急太大了。错误的解析也会造成许多社会问题，比如修的地铁由于数据的偏差或解析的错误解造成重大的事故。所以我们处理GPS数据肩负非常重要的使命。我们会好益处理这些数据的。

然后对于做这样一次实习我学到无数东西：熟悉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，还有熟悉到公共接口的重要性，他让数据变得有法规。让我树立了做好一名程序员的信念。让我们知道了做好一个GPS解析与应用的重要性与基本办法。实习让我们有了一些阅历与许多信念。

最后做完期盼已久的GPS室外实习以后，我感觉现在的卫星技术已经十分发达了。在看不见的天上竟然有至少7颗卫星在飞着，想想都觉得不行思议。更不行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：

stringforesix;

FileStreamsFile;

StreamReadersReader;

publicintNextPage(stringstr){

intflag=-1;

for(inti=0;i<str.Length;i++){

if(i<6){

foresix+=str[i];

}

textBox1.Text+=str[i];

}

if(foresix=="$GPGSA"){

tabctl.SelectedTab=GPGSA;

flag=3;

}

elseif(foresix=="$GPGGA"){tabctl.SelectedTab=GPGGA;

flag=2;

}

elseif(foresix=="$GPRMC"){tabctl.SelectedTab=GPRMC;

flag=1;

}

elseif(foresix=="$GPGSV"){

tabctl.SelectedTab=GPGSV;

flag=4;

}

else{

MessageBox.Show("不?存??在¨2此??种?格?式o?！ê?");}

foresix="";

returnflag;

}

//显示：

publicvoidShowPage(intflag,stringstr){

if(flag==1){

textBox2.Text="";

textBox3.Text="";

textBox4.Text="";

textBox5.Text="";

textBox6.Text="";

textBox7.Text="";

textBox8.Text="";

textBox9.Text="";

textBox10.Text="";

textBox11.Text="";

textBox12.Text="";

textBox13.Text="";

textBox14.Text="";

for(inti=7;i<=8;i++){textBox7.Text+=str[i];

}

for(inti=9;i<=10;i++){textBox6.Text+=str[i];

}

for(inti=11;i<=16;i++){textBox5.Text+=str[i];

}

if(str[18]=='A'){

textBox12.Text="有?D效?ì";

}

else{

textBox12.Text="无T效?ì";

}

for(inti=20;i<=21;i++)

{

textBox11.Text+=str[i];

}

for(inti=22;i<=28;i++){textBox10.Text+=str[i];

}

for(inti=32;i<=34;i++){textBox9.Text+=str[i];

}

for(inti=35;i<=41;i++){textBox8.Text+=str[i];

}

for(inti=45;i<=49;i++){textBox13.Text+=str[i];

}

for(inti=51;i<=56;i++){

textBox14.Text+=str[i];

}

for(inti=58;i<=59;i++){

textBox4.Text+=str[i];

}

for(inti=60;i<=61;i++){

textBox3.Text+=str[i];}

for(inti=62;i<=63;i++){

textBox2.Text+=str[i];}

}

tabctl.SelectedTab=START;

sFile=newFileStream("track.txt",FileMode.Open,FileAccess.Read);sReader=newStreamReader(sFile);

button1.Enabled=false;

button2.Enabled=false;

label55.Left-=2;

if(la