导航GPS操作说明

导航GPS操作阐明1介绍我们惯用导航GPS来定位、导航到点、导航航线、统计航迹等。如果我们采用合理的设立，其定位精度能够达成2-3惯用导航GPS机型有Garmin（涉及Legend传奇、eTrex奇遇等）、Magellan（涉及Explorist100、200、300、400、500、XL等）等。本阐明以Magellan的Explorist500导航GPS为例介绍导航GPS操作的坐标系设立、数据格式转换、地图制作以及与电脑的连接使用，其它机型的导航GPS操作能够参考此阐明。2坐标系设立事实上，导航GPS测量采用的是WGS84世界坐标系（是球心坐标系，也称质心坐标系），无论如何设立导航GPS的坐标系统，其数据仍然是以WGS84的经纬度格式进行存储的。变化坐标系统参数，只能变化坐标的显示，并不能影响内部数据的存储。因此，对于没有输入坐标规定的人来说，导航GPS的坐标系统设立对其影响并不大，为了避免引发误会，最佳将坐标投影设立为经纬度格式，参考椭球选择WGS84；对于有输入坐标规定的人来说，坐标系统的设立就很重要，需要建立WGS84和地方坐标系（如1954年北京坐标系或1980西安坐标系）的转换关系。一旦设立错误，就会引发导航错误。2.1基准转换不同品牌的导航GPS，其内部基准转换普通是原则9参数法的某种简化或变形，例如Garmin普通采用五参数法（DX、DY、DZ、DA、DF），Magellan能够采用九参数法（DX、DY、DZ、DA、DF、RX、RY、RZ、SCALE），但普通状况也只用到五参数，X旋转（RX）、Y旋转（RY）、Z旋转（RZ）和比例因子（SCALE）这四个参数普通设立为0。其中，DA为两个椭球长半轴差值，DF为两个椭球扁率的差值，DX、DY、DZ为三维坐标差值。如果在该测区内有3个以上分布均匀的已知同名点，可运用专业软件解算出5参数，在此不详列其计算过程。下边根据公司积累的经验，具体列出惯用的基准转换参数。（1）WGS84->1954年北京坐标系的转换参数全国通用的一套参数为：dX=16.5dY=-156.4dZ=-80.1dA=-108dF=0.04277×0.00001(该参数来源于Magellan导航GPS的阐明)CPPE整顿的一套参数为：dX=-9dY=-109dZ=-45dA=-108dF=0.0000005使用中发现第二套参数比较精确，在中国陕西河南交界处非常准，向东适宜减小dX的值，向西则适宜增加dX的值，其它参数无需调节，例如郑州附近调节为dX=-10，其它地区按该规律调节即可。（2）WGS84->1980西安坐标系的转换参数合用于全国的一套参数为：dX=-106dY=-48dZ=0dA=-4dF=0合用于新疆的一套参数为：dX=-98dY=-57dZ=0dA=-3dF=0使用中发现第一套参数比较精确，在中国陕西河南交界处非常准，在其它地区误差也不不不大于5米。2.2投影我国坐标系普通采用高斯投影，它是横轴墨卡托投影的一种特例，即等角横轴墨卡托投影。它是一种正形横轴椭圆柱投影，投影面上的图形与椭球面上的原形在极小的范畴内有相似的特性，其投影参数涉及：LongitudeOrigion 中央子午线 例如北京地区6度带该值为117Scale 尺度比 例如我国使用的高斯投影为1.0FalseE 东坐标增量 例如惯用500,000FalseN 北坐标增量 例如惯用0我国使用6度和3度高斯投影，其中央子午线和带号计算公式以下：由带号求中央子午线经度 由任一点经度求带号 N=(L+3)/6 n=L/3——四舍五入取整其中，L为中央子午线经度N为带号3数据格式转换现在惯用的导航GPS都提供了数据接口，能够方便地与电脑相连，进行数据传输。市面上也有不少商用软件提供了直接的转换功效，比较好的有TouratechQV、OziExplorer等。下面将以Magellan的Explorist500导航GPS和TouratechQV软件为例介绍数据格式的转换。3.1航点数据在Magellan导航GPS中，航点（也叫爱好点）文献格式为*.upt，其数据格式为$PMGNFMT,%WPL,LAT,HEMI,LON,HEMI,ALT,UNIT,NAME,MSG,ICON,CHKSUM,%META,ASCII（图1），能够直接用记事本进行编辑。其中最重要的就是点号（NAME）、纬度（LAT）、经度（LON）和高度（ALT），而纬度和经度的格式是ddmm.mmm（度分.分），而不是惯用的度分秒格式，最后一行为结束语句行。图1航点数据格式 能够据此运用Excel算例对航点数据进行编辑，也可直接借助TouratechQV软件来批量进行数据的转换。具体环节以下： 第一步，准备好数据文献。如果是WGS84经纬度格式的数据文献，可直接进入第三步；如果是投影坐标，并且对精度有较高规定则需通过专业软件（如TGO）求得具体转换参数后将其转换为WGS84的经纬度数据，如果对精度规定不高，则继续下一步。 第二步，设立地方坐标系与WGS84的转换关系。 在TouratechQV软件界面中选择“Datums”标签，进行椭球参数的设立（图2）；然后选择“NationalMeterGrids”标签，来设立投影参数（图3）。图2设立地方坐标系与WGS84的转换关系图3设立投影参数 第三步，在“Alldatabases”列表框中选择“Waypoints”，然后在图标栏中点击图标（Import工具），选择“Other”菜单，打开数据导入对话框（图4），并进行对应操作导入数据。图4数据导入对话框 第四步，如数据没有问题，则在图标栏上点击图标（Export工具），选择“MagellanNMEA-Files”菜单，输出为Magellan导航GPS支持的数据格式文献。 需要注意的是现在TouratechQV软件不支持中文，因此点号不能使用中文，否则将自动省略中文字符。另外，软件默认的点号只有6个字节，一种文献内总的航点数为500，如不能满足需要，可在database中的“Waypoints”标签上右击选择“GPSNameCheck”菜单，在弹出的对话框（图5）中修改对应的参数。图5GPSNameCheck对话框 数据导出的办法也类似，在此不详列其操作过程。通过该软件能够将航点数据文献输出为KML文献，直接在谷歌Earth上使用。也可选择“Options－〉谷歌Earth－〉Showselectedmarks”菜单，直接将航点数据显示在谷歌Earth上。航线、航迹数据也能够运用该工具直接在谷歌Earth上显示。3.2航线数据在Magellan导航GPS中，航线文献格式为*.rte，数据格式为：$PMGNFMT,%RTE,NUM_MSG,ID,FLAG,NUM,NAME,WPT_NAME1,ICON1,WPT_NAME2,ICON2,CHKSUM%WPL,LAT,HEMI,LON,HEMI,ALT,UNIT,NAME,MSG,ICON,CHKSUM,%META,ASCII（图6）。其中以$PMGNWPL开头的数据表达航线中包含的航点数据，以$PMGNRTE开头的数据为航线数据，NAME为航线名称，NUM为航线中包含的航点数，航点WPT_NAME1和WPT_NAME2表达构成航线的航点名称。图6航线数据格式 通过TouratechQV软件也能够方便地进行航线数据的导入导出，办法与航点数据的操作基本类似，在此不详列其操作过程。在使用航线时将导航标签设立为“下点距离”和“偏距”，能够很方便地看见导航GPS现在所处位置距离下一航点的距离以及到航线的垂直距离，特别合用于线路选线。3.3航迹数据在Magellan导航GPS中，航迹文献格式为*.log，具体的数据格式为$PMGNFMT,%TRK,LAT,HEMI,LON,HEMI,ALT,UNIT,TIME,VALID,NAME,DATE,CHKSUM,%META,ASCII（图7）。航迹数据中多了一种时间参数，而没有点名。图7航迹数据格式通过TouratechQV软件可方便地进行航迹数据的导入导出，办法与航点数据的操作基本类似，在此不详列其操作过程。也可将其转换成KML文献，在谷歌Earth上使用，还可将道路等线性数据转换成航迹文献在导航GPS中使用。4地图制作导航GPS内置的地图普通并不具体，数据也比较旧，特别是道路数据，有诸多错误。并且在国外使用时，根本就没有具体地图显示了，使用不是太方便。运用MobileMapperOffice软件就能够比较容易地制作地图文献。Magellan导航GPS的地图格式为*.imi，其制作流程以下：第一步，获取数字线划图。小比例尺的数据基本上都能够从网络上下载到，GlobalMapper软件提供了在线下载功效，能够从中找到所需的数据。第二步，如果对数据有较高的规定，能够运用谷歌Earth对所关心的数据进行更新，输出成KML。第三步，格式转换。运用GlobalMapper将准备好的数据转换成shp文献，方便MobileMapperOffice软件能够使用。第四步，运用MobileMapperOffice软件进行地图编辑，在此不再详述具体的编辑过程。第五步，将编辑好的地图输出为*.img文献。第六步，运用MMOconverter软件将*.img文献转换成麦哲伦手持GPS可使用的*.imi格式文献。现在网络上已有制作好了的全国各省的具体地图，也有部分国家和地区的详图，可供使用，无需自己重新制作，但可运用这个软件针对特定区域的地图进行选择性的更新。5与电脑的连接使用Magellan导航GPS能够通过数据线与电脑相连，实现GPS与谷歌Earth、TouratechQV、GlobalMapper等软件的联合使用。具体的实现方式以下： 第一步，用数据线连接导航GPS和电脑。 第二步，导航GPS端设立。办法以下：菜单－〉高级功效－〉通讯－〉NMEA数据通讯－〉V2.1GSA（有V1.5APA、V1.5XTE、V2.1GSA三种NMEA格式，只要PC端软件支持，尽量选择V2.1GSA）。 第三步，查看PC端有关导航GPS的连接端口和波特率。办法以下：我的电脑－〉属性－〉硬件－〉设备管理器－〉调制解调器－〉MagellaneXplorist－〉属性－〉调制解调器。能够看见端口和最大端口速度（波特率）信息。第一次与PC连接时，会提示安装驱动，在导航GPS附带的光盘中会有驱动软件。 第四步，PC端软件设立。此处只介绍TouratechQV、GlobalMapper和谷歌Earth的连接办法，其它软件设立办法大同小异。 TouratechQV软件提供了连接导航GPS的设立工具，办法以下：选择“GPS－〉SettingsGPS”菜单，在打开的对话框（图8）中选择对的的端口和波特率以及GPS数据传输合同。设立对的后点击“AutodetectGPS”按钮，就会连接上导航GPS。在TouratechQV软件中提供了一种“Options－〉谷歌Earth”菜单，也能够直接调用谷歌Earth来显示数据图8TouratechQV软件的GPS设立对话框GlobalMapper可直接设立，办法以下：选择“GPS－〉Setup”菜单，在GPSSetup对话框（图9）中将Format设立为NMEA-0183v2.X，在Connection中选择SerialPortConnection，将Port和Baud设立为第三步中看到的端口和波特率。至此，连接设立完毕。连接成功后在“GPS－〉Information”中会看见导航GPS的状态。图9GlobalMapper软件的GPS设立对话框免费版的谷歌Earth并没有提供连接菜单，但可借助MyGE软件间接实现连同。办法以下：打开MyGE目录下的Config.ini文献，将GPS字段中的Port后的数据修改为第三步中看到的端口，将Setting中的第一种数据修