GPS接收模块采用飞鹰公司的TFAG30,车载GPS移动单元传回的定位信息为 NMEA0813标准格式的数据,其中$GPGGA(字头标识符),hhmmss. ss(时间,时、分、秒),bbbb, bbbb(纬度,度度分分,分分分分),N(北纬,s指南纬),IIII ,IIII(经度,度度度分分,分分分分),E(东经,w西经),q (1表示定位模式GPS , 2表示DGPS),nn(卫星数),P(水平位置定位精度因子),h, h(海平面的天线高),m.,g.g(椭球面上的天线高),m,xxx(为DGPS有效数据期),aaaa (DGPS基准站的编号),ss(校验和),< CR>回车<LF>换行
由于接收到的卫星数据存在星历误差,电离层误差,对流层误差以及随机噪声等,为了提高定位的精度,需要对卫星定位数据作差分算法的处理[4]。
为了消除随机噪声和动态噪声对定位结果的影响,在数据处理之前先要对定位数据进行滤波平滑。下面给出所采用的卡尔曼滤波方法的说明。
(1)、动态方程
式中,PRC为校正后的伪距;PRm为测量到的伪距;a为伪距的加权系数;△r为未经加权的距离校正值;CPR为基准站测量到的伪距校正值;CPw为基准站测量到的伪距率校正值;ti为测量伪距的时间;t0为校正时间的参考时间;k为其他误差。
经过差分处理之后,数据定位精度可以保证在10m之内,满足实际应用需求。
5 GPRS无线链路的建立
GPRS无线通信模块采用西门子公司的MC35I ,GPRS无线通信链路的建立包括GPRS的附着和PDP上下文的激活两个过程。具体过程描述如下:(1) 车载系统发送AT指令给GPRS无线通信模块要求激活IP协议,指令中包含想要连接的APN接入点名称,QOS等参数。(2)移动终端发送LCP数据帧与网络进行设置和参数协商。参数协商结束后通过PAP协议确认用户身份,并且保存用户ID和密码。(3)移动终端发送IPCP数据帧,请求动态分配IP地址,并SGSN发送激活PDP上下文请求。(4) SGSN请求DNS服务器对APN进行解析,得到APN对应的GGSN的IP地址。SGSN发送PDP上下文请求给被选定的GGSN , GGSN对用户进行认证,通过后为用户分配动态IP地址,然后向SGSN返回PDP上下文建立成功信息。(5) SGSN向移动终端发送激活PDP消息,并通过IPCP配置回应给移动终端动态分配的IP地址。
6 WebGIS系统的设计与架构
该WebGIS系统采用Microsoft Visual Studio. NET 2003+SQL Server 2000+MapX 构建。该系统的数据主要包括空间数据和属性数据两种,空间数据包括如下图层:行政区划、居民地、水系、公路网、政府、企业、宾馆,并将上述图层在Map X数据集配置文件Geoset Manager中配置,保存为rpdh. gst文件;属性数据存储在SQL Server 2000中,包括用户管理表(用户ID、用户名称、密码、公司名称)、车辆信息表(车辆ID、属于用户、车载SIM-ID、车辆备注信息)和接收信息表(车载SIM-ID ,经度、纬度、速度、方向、时间等)。
WebGIS系统架构主要由两部分组成。包括客户端和服务器端,客户端只需用户安装有IE浏览器即可,其中客户端的ZoomView组件实现视图改变的脚本组成。服务器端主要包括网络服务器和GIS WEB服务器两部分组成,其中网络服务器需要安装微软的Asp.Net,负责与客户端的会话,GIS WEB服务器提供GIS的功能。
网络服务器和GIS WEB服务器两者之间采用.NET Remoting技术实现远程调用,由ActiveXMessenger组件实现网络服务器与GIS WEB服务器之间的消息传递功能,ActiveXIntermediator为远程处理对象,也是基于.NET Remoting技术的核心,其中ActiveXlntermediator运行在GIS WEB服务器上,在网络服务器上运行它的代理对象。GIS WEB服务器在远程调用中起到服务器的作用,提供ActiveX控件的功能;网络服务器在远程调用中起到客户端的作用。其中GIS WEB服务WebGIS的实现采用.Net编程环境新添加的Remoting[5]技术,主要包括ActiveXBroker Group ,ActiveXBroker, ActiveXServer, ActiveX组件。其中ActiveXServer是ActiveX对象的容器,一个ActiveXServer包含一个ActiveX对象,ActiveX实现相应的ActiveX控件的功能,ActiveXBroker是实现服务器服务启动时初始化一定数量的ActiveXServer对象,使每个ActiveXServer对象在独立的线程内运行,其中每个ActiveXServer对象需要运行在单线程单元中。
7、系统功能及特点
该系统设计完成后,主要具有以下功能:(1)车辆定位功能。(2)轨迹回放功能。(3)报警功能。(4)电子地图的放大、缩小、漫游、查询等功能。
该系统相比于同类产品具有如下优点(1)用户操作方便,用户只需能上Internet网,然后点击自己要查询的车辆,该车辆就以网页的方式传到客户端,并且可以实时掌握自己拥有车辆所在的位置。( 2)平台独立性,无论服务器/客户机是何种机器,无论Web GIS服务器端使用何种GIS软件,由于使用通用的Web浏览器,用户就可以透明的访问Web GIS数据。(3)使用.NET编程技术和通用wintel平台,该技术具有面向对象,易于重用,为系统的实现和升级带来了方便,便于系统扩展及二次开发。
8 结束语
应用WebGIS技术到车辆定位中来满足了客户通过Internet来查询车辆的需求,为在Internet环境下实现车辆导航、调度奠定了基础。该车载嵌入式平台基于通用的wintel体系结构,便于车载系统的功能扩展及升级。具有一定的应用前景。