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。