前言
隨著國家資訊化程度的提高及計算機網路和通訊技術的飛速發展，電子政務、電子商務、數字城市、數字省區和數字地球的工程化和現實化，需要採集多種實時地理空間資料，因此，中國發展CORS系統的緊迫性和必要性越來越突出。幾年來，國內不同行業已經陸續建立了一些專業性的衛星定位連續執行網路，目前，為滿足國民經濟建設資訊化的需要，一大批城市、省區和行業正在籌劃建立類似的連續執行網路系統，一個新的建網高潮正在到來。
當前國內不同行業建設的網站系統基本上還是獨立執行的，很多單位的資料只在本單位甚至是本部門內共享和利用。目前國內市場上的連續執行參考站的建站方案動則百萬甚至上千萬的資金投入相對於這些小規模的應用對連續執行參考站的需求而言就顯得投入與產出太過於失衡，導致許多行業與單位只能對連續執行參考站系統望而怯步。
GPS即Global Position System—全球定位系統。上個世紀80年代初，我國一些院校和科研單位已開始研究GPS技術。80年代中期，我國引進GPS接收機，並應用於各個領域。我國GPS監控系統應用走過了及其緩慢的發展道路。 1999年—2004年,GPS監控系統市場出現了快速增長的勢頭，隨著我國GSM數字移動通訊系統的快速發展與全國普及，作為系統瓶頸問題的通訊網路，通過採用GSM公眾網的短訊息服務，找到了新的出路。而在國外，這方面的研究早已開始並取得了一定的成果。像歐美、日本等國，利用GPS技術的自主導航產品非常普及。世界上有超過100家的公司正在研製各種各樣的GPS使用者接收機。其中車輛應用所佔的比重最大。
GPS技術的成熟與發展，為各類運動載體的精密實時定位提供了有力保障。如利用GPS對車輛或船舶進行導航和監控[2]。同時，隨著資訊科技的日益發展，PDA的體積越來越小巧，整合的功能越來越強大。PDA正朝著計算、通訊、網路、儲存、娛樂、電子商務等多功能的融合的趨勢發展[3]。目前結合GPS和PDA兩者的優勢進行應用開發還很少，雖然有一些應用例項[4]，如在GIS領域，PDA和GPS應用於野外測量中，但它們應用的潛力還遠未被挖掘出來。本文有機結合GPS和PDA的優勢，提出了一種通用靈活的電子導遊系統的解決方案，討論系統設計的關鍵技術，包括：PDA端電子地圖的繪製、電子地圖的最佳路徑搜尋和電子地圖匹配等。
二、系統設計
1、系統概述
先進性——在保證系統可靠性和穩定性的前提下，採用當前世界上先進的GPS技術、通訊技術、軟體設計和開發技術，以保證系統的效能在較長的時間內不落後，並隨著技術的不斷髮展得到相應的更新。
可靠性——系統設計就是為了更有效的提高在區域內作業的效率，更合理的應用和利用系統。系統設計以可靠性為前提，否則，不但不能起到應該起到的作用，有可能還帶來反面的影響。
可拓展性——系統在設計上考慮到產品的可擴充套件性，獨立的連續執行參考站只需要通過軟體升級就能接入多基站的連續執行參考站系統。系統可以進行整體升級，因此係統在升級時對終端使用者來說是透明的。
高性價比——為了極大的降低客戶的執行成本，在同樣的價格下，儘量讓客戶享受做好的服務和高效能的系統。
易用性——在設計系統時，儘量使使用者操作介面友好、簡單、易用，充分體現人性化。
（1）方案目標與內容
GPS定位系統是基於對GPS、PDA和GIS的一種整合運用，是利用PDA的強大功能處理GPS實時接收到的資料，再結合電子地圖以實現各種功能。在GPS定位系統中，PDA對各個位置的各種資料和資訊進行組織和管理，並對道路網建立拓撲關係，以實現對全域性的資訊查詢和最佳路徑的選擇；利用GPS進行實時定位，並用相關演算法對GPS接收到的資料與電子地圖進行匹配，達到精確定位的目的，最終實現使用者所需要的`功能。 GPS定位系統應能提供以下功能：地圖的設定、瀏覽、縮放；基於電子地圖的實時定位並顯示在電子地圖上；通過電子地圖查詢所有景點位置的詳細資訊；使用者當前位置到其他位置的資訊查詢；導向功能，及時指出戶的行進方向；準確的時間日期資訊；最短路徑搜尋，為使用者提供一個目標點到另一目標點的最佳路徑；關鍵詞查詢目標詳細資訊及其在地圖上的位置。
（2）關鍵技術
要實現上述功能涉及到的關鍵技術有：
(1)如何利用GPS和PDA對景區進行座標採集以及在此基礎上實現電子地圖的自動繪製。如果有基準接收機和使用者接收機，利用差分的原理就可以採集到很精確的座標；因為本系統用的是單GPS接收機進行座標採集，為保證其精確度，在誤差分析的基礎上引入了座標精度因子和衛星可見數加以控制的控制策略。
(2)怎樣得到景區裡任意兩個景點之間的最佳路徑並在電子地圖上顯示出來。根據景區裡景點的多少及分佈的不同可以採用不同的演算法。因為本系統是以個別城市和地區為開發例項，根據城市和地區的建築規模和分佈的特點，採用的演算法是在經典的Dijkstra演算法分析的基礎上，通過改變下一節點的判斷標準，對演算法進行了優化，提高了效率；
(3)對GPS接收機接收到的資料與PDA上的電子地圖如何進行匹配。地圖匹配演算法是藉助電子地相簿中的高精度道路資訊作為分類模板來進行模式識別，根據識別結果來矯正GPS接收資料的定位誤差。所提出的電子導遊系統採用的具體匹配演算法是利用歷史行走軌跡對電子地相簿中的道路線段資訊進行實時模式識別。
（3）系統組成 系統包括：PDA、GPS接收機、PC、GIS、作業系統、MapXMobile控制元件、電子地圖、ACCESS資料庫、MapInfoProfessional、EmbeddedVisualC++、EmbeddedVisualBasic等。
2、系統原理和結構
（1）系統原理
連續執行參考站系統是建立在GPS硬體的等技術平臺之上。它將尖端科技領域的衛星定位技術和地理資訊科技、通訊技術和先進的軟體開發技術有機的結合在一起，新、透明、可視、實時、的測量服務。
GPS系統，採用了世界領先的GPS全球衛星定位技術、GSM全球移動通訊技術、GIS地理資訊處理技術、大容量資料採集技術和大容量資料儲存等計算機網路通訊與資料處理技術，同時儘可能多的採集並記錄大量的資料資訊，自動生成圖形和資料，進行統計、比較、分析、列表，從而提高管理工作的效率。能夠實現對車、船等移動目標的精確定位、跟蹤及控制，具有定位精度高、穩定性強、使用效果好的特點。
GPS系統由三部分組成，即：定位部分、通訊部分和監控部分。定位部分主要用來確定移動目標的位置, 通訊部分作為使用者和監控中心溝通的媒介, 而監控部分則為使用者提供完善的服務。整個系統的結構如圖1所示。
圖1 GPS系統整體結構
系統的工作原理是：安裝在目標上的GPS接收機根據收到的衛星資訊計算出目標的當前位置，通訊控制器從GPS接收機輸出的訊號中提取所需要的位置、速度和時間資訊，結合目標身份等資訊形成資料包，然後通過無線通道發往監控中心。監控中心的主站接收子站傳送的資料，並從中提取出定位資訊，根據各目標的特徵等