基于移动GIS的GPS定位导航系统
4 GPS坐标转换
智能设备GPS 接收的NMEA 格式数据为WGS-84 坐标系下的大地坐标,即用经纬度高程(B,L,H)表示的坐标;PDA 电子地图使用的是国家大地坐标系或地方独立坐标系下的直角坐标,是用(X,Y)表示的平面坐标。因此,在不考虑高程参与转换的前提下,通过坐标转换实现坐标系的统一。
转换过程分为两步,第一步将WGS-84 椭球下的(B,L)坐标,通过高斯正算,转换为该椭球下的平面坐标;第二步将高斯平面坐标,通过解析变换法,转换为国家大地坐标系或地方独立坐标系下的平面坐标(X,Y)。
4.1 高斯正算
根据不同的精度要求可以给出不同的高斯正算公式,下面采用一种适合于计算机编程实现的电算公式,使用1975 国际椭球参数,平面坐标精度可达0.001m。
4.2 平面坐标转换
根据地方的实际情况和需要,将高斯平面坐标转换为地方独立坐标系下的平面坐标(X,Y),采用四参数转换模型。使用此模型求解平面坐标分为三个步骤,第一步是将WGS-84 平面坐标系进行旋转;第二步将旋转后的WGS-84 平面坐标系与地方平面坐标系进行尺度统一;第三步进行平移。
以下为模型的具体形式:
其中: , 通过采集两坐标系下至少三对的公共点数据,使用最小二乘原理,列出误差方程,求解出四个转换参数。有了转换参数,就能够通过上式,求解出其它点在地方独立坐标系下的平面坐标。
5 实例开发
实例硬件条件为HTC Touch HD 智能手机和内置嵌入式GPS 模块(定位精度10m);坐标系为阜新独立坐标系;开发平台为Visual Studio.NET(2008),加载ArcGIS Mobile SDK 组件。
系统作为移动GIS的一部分,采用与移动GIS相同的开发架构,即Smart Client(智能客户端)架构,架构如图2 所示:
该模式继承并结合C/S、B/S 模式的优点,在充分利用客户端资源的同时支持与服务器的实时双向同步。PDA 电子地图数据既可以直接部署在智能设备的地图缓存中,也可以通过无线网络下载到客户端存储卡里。
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