描述了GPS與手持終端串口通信的方法,，并在WinCE6．0操作系統(tǒng)下提取GPS的定位信息，采用NMEA-0183通信協(xié)議中的RMC數(shù)據(jù)格式進行解析,。簡述了GIS概念,，并介紹了GPS在GIS方面的應(yīng)用。

GPS(Global Position Svstem)即全球定位系統(tǒng)，是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),，其主要目的是用來為陸、海,、空3大領(lǐng)域提供實時、全天候及全球性導(dǎo)航服務(wù),，具有高精度和自動測量的特點,。利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進行高精度的時間傳遞和精密定位,。隨著GPS的發(fā)展和完善其應(yīng)用層面日益增大,，嵌入式GPS的手持終端應(yīng)運而生。而今,，人們對生活智能化提出了更高的要求,，使其在GIS領(lǐng)域上的應(yīng)用得到了廣泛關(guān)注。例如智慧城市,、旅游導(dǎo)航等,。用戶可以手持帶有GPS的MID實時獲取位置、時間信息,，實現(xiàn)定位導(dǎo)航功能,。基于GPS的特性,，文中介紹了GPS定位信息的提取方法,，包括與MID串口通信的實現(xiàn)過程,，并對獲取的數(shù)據(jù)信號通過相關(guān)的協(xié)議進行解析。最后探討了嵌入式GPS在導(dǎo)游中的應(yīng)用,。GPS還將在更多領(lǐng)域上得到應(yīng)用,，為人們的生活提供更大的方便。服務(wù)人性化,、生活智能化將逐步實現(xiàn),。
 
1 GPS信號解析協(xié)議

GPS信號通過串口以NMEA-0183標準格式輸出，NMEA-0183通信協(xié)議,，提供6種數(shù)據(jù)格式,，分別是GGA，GLL,，GSA，GSV,，RMC,，VTG。在此主要介紹RMC格式數(shù)據(jù),。

$GPRMC是GPS推薦的最短數(shù)據(jù),，其幀結(jié)構(gòu)為：

$GPRMC，<1>．<2>,，<3>,，<4>，<5>,，<6>,，<7>，<8>,，<9>,，<10>，<11>
字段0：$GPRMC,，語句ID,，表明該語句為Recommended Minimum Specific GPS／TRANSIT Data(RMC)推薦最小定位信息。GP為信息來源,，RMC為句型識別符
字段1：UTC時間,，hhmmss．sss格式
字段2：狀態(tài)，A=定位,，V=未定位
字段3：緯度ddmm．mmmm,，度分格式(前導(dǎo)位數(shù)不足則補0)
字段4：緯度N(北緯)或S(南緯)
字段5：經(jīng)度dddmm．mmmm，度分格式(前導(dǎo)位數(shù)不足則補0)
字段6：經(jīng)度E(東經(jīng))或W(西經(jīng))
字段7：速度,，節(jié),，Knots
字段8：方位角,，度
字段9：UTC日期，DDMMYY格式
字段10：磁偏角,，(000-180)度(前導(dǎo)位數(shù)不足則補0)
字段11：校驗值
：該幀數(shù)據(jù)的結(jié)束標識符
對接收到的數(shù)據(jù)進行解析后即可獲得經(jīng)緯度,、速度、時間等信息,，從而實現(xiàn)GPS定位信息的提取,。
 
2 GPS軟件流程圖

目前MID主要使用Android操作系統(tǒng)，然而相比Android系統(tǒng),，WinCE操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性相對更高,，技術(shù)更加成熟。本文將介紹在WinCE 6．0操作系統(tǒng)下GPS信號的提取與解析,。GPS軟件流程圖如圖1所示,。
 

首先打開串口進行串口的初始化，配置串口的參數(shù),，根據(jù)硬件配置,，默認設(shè)置串口為COM4口，比特率為9 600 bit／s,，完成所有初始化工作后,，啟動監(jiān)聽線程，監(jiān)聽串口上所有的輸入數(shù)據(jù),，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)后,，對數(shù)據(jù)進行保存，若無數(shù)據(jù),，則繼續(xù)監(jiān)聽,。系統(tǒng)1 s定時觸發(fā)事件，若數(shù)據(jù)存在,，則對接收到的數(shù)據(jù)按照NMEA0183協(xié)議解析,，從而顯示在用戶界面上。
 
3 GPS定位信息提取與解析

3．1 GPS讀取MID串口數(shù)據(jù)流程圖

首先創(chuàng)建串口的讀線程,，然后進行串口的監(jiān)聽,，等待指定瀆事件的發(fā)生。如果有可讀數(shù)據(jù)則讀串口,，對接收到的事件進行數(shù)據(jù)處理,。數(shù)據(jù)讀取流程圖如圖2所示。
 

3．2 串行端口數(shù)據(jù)通信

1)打開串行端口

通過調(diào)用CreateFile函數(shù)打開串行端口

m_hComm=CreateFile (Port,，GENERIC_READ1GENERIC_WRITE,，0，0,，OPEN_EXISTING,，0,，0)。這個函數(shù)的返回值是已打開串行端口的句柄值,。

2)串行端口通信配置

串口打開后．需對串口進行配置,。用GetCommState函數(shù)獲得當(dāng)前打開的串口參數(shù)，然后根據(jù)需要修改DCB的成員變量,，用SetCommState函數(shù)來設(shè)置新的串口參數(shù),。

3)設(shè)置狀態(tài)參數(shù)

SetCommMask(m_hComm，EV_RXCHAR),；

4)設(shè)置超時參數(shù)

為防止程序陷入循環(huán)狀態(tài),，需要設(shè)置超時值。


5)讀寫串口通信

fReadState=ReadFiie(m_hComm,，data,，length，&dwLength,，NULL)：／／從串口讀取數(shù)據(jù)
fWriteState=WriteFile(m_hComm,，buf，dwCharToWrite*sizeof(char),，&dwBytesWritten，NULL),；／／向串口寫入數(shù)據(jù)

6)通信結(jié)束關(guān)閉串口

函數(shù)CloseHandle(m_hComm)用來關(guān)閉串口,。當(dāng)串口獲取GPS接收機數(shù)據(jù)信號后，需要根據(jù)NMEA-0183通信協(xié)議解析GPS數(shù)據(jù),，獲取移動目標當(dāng)前的格林尼治時間和位置,，而我國的標準時間需在格林尼治時間上加上8小時。

GPS使用的坐標系為WGS_84坐標系,，而我國通常使用的是國家坐標系,，如北京54國家坐標系，因此需要進行坐標轉(zhuǎn)換,。GPS在與MID通信過程中可通過串口每秒發(fā)送10條數(shù)據(jù),。實際應(yīng)用中可根據(jù)需要解析所需定位數(shù)據(jù)。
 
4 軟件測試

首先,，在開發(fā)平臺上對程序進行編譯成功后,，然后同步到硬件平臺上，并運行該軟件,，實現(xiàn)串口打開,，使接收機處于工作狀態(tài)，同時獲取GPS數(shù)據(jù),，最終顯示在數(shù)據(jù)信息框中,。
GPS數(shù)據(jù)信息采集程序運行如圖3所示,。


5 嵌入式GPS在GIS上的應(yīng)用

5．1 GIS簡介

GIS(Geographic Information System)地理信息系統(tǒng)是上世紀60年代興起的技術(shù)，經(jīng)過40余年的發(fā)展,，GIS技術(shù)已趨成熟,，現(xiàn)在已進入推廣和普及應(yīng)用階段。GIS是一項以計算機為基礎(chǔ)的新興技術(shù),，同繞著這項技術(shù)的研究,、開發(fā)和應(yīng)用形成了一門交叉性、邊緣性的學(xué)科,，是管理和研究空間數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng),，在計算機軟硬件支持下，它可以對空間數(shù)據(jù)按地理坐標或空間位置進行各種處理,、對數(shù)據(jù)的有效管理,、研究各種空間實體及相互關(guān)系。通過對多因素的綜合分析,，它可以迅速地獲取滿足應(yīng)用需要的信息,，并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果,。

隨著嵌入式GPS的出現(xiàn),，GIS的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了新的擴展。例如車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)的實現(xiàn),，其大大方便了出行者,，改善了交通狀況。而隨著城市的快速發(fā)展,，我國提出了智慧城市的方案,。目前宣布準備或正在規(guī)劃和計劃建設(shè)智慧城市的有北京、上海,、廣州,、南京、沈陽,、武漢,、合肥、昆明,、無錫,、昆山、富陽,、雙流等,。而其中上海在智慧城市的建設(shè)中引領(lǐng)風(fēng)騷。其涉及領(lǐng)域之廣可及智慧安防，醫(yī)療,，交通,，校園，節(jié)能等,。這將成為GIS發(fā)展的新領(lǐng)域,。因此，嵌入式GPS在GIS上的應(yīng)用具有很大的發(fā)展前景,。

5．2 嵌入式GPS在導(dǎo)游中的應(yīng)用

隨著旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展,，傳統(tǒng)的導(dǎo)游解說式旅游已經(jīng)不能滿足游客的需求。人們更希望自主游玩兒,，而不是跟著導(dǎo)游走馬觀花,，然而對于景區(qū)的陌生常常又會給游客帶來困擾，不能隨心所欲,。此時GPS定位在GIS上的應(yīng)用即可解決這一問題,。以游樂園為例，游客即可進行自主游玩,。
 

如圖4所示,，游客手持帶有GPS的手持終端進入游樂園，當(dāng)游客進入一個區(qū)域時,，這里假設(shè)游客進入城堡區(qū),，通過GPS定位，此時手持終端將自動彈出界面,，告知游客處于城堡區(qū),，而在城堡區(qū)界面中將設(shè)有幾個窗口，分別標有城堡區(qū)中各城堡的名稱,，如白雪公主城堡、灰姑娘城堡,、美女與野獸城堡等,。用戶挑選自己感興趣的城堡點擊進入界面，此時便可查看相關(guān)城堡圖片,，閱讀相關(guān)資訊等,。游客便可根據(jù)喜好判斷是否前去游玩兒。
 
6 結(jié)束語

文中對GPS定位信息的提取進行了介紹,。隨著GPS的發(fā)展,，嵌入式GPS的手持終端得到了廣泛應(yīng)用。在我國,，智慧城市的提出又將帶來嵌入式GPS在GIS領(lǐng)域上新的應(yīng)用，具有美好的發(fā)展前景。