開發GarMin導航儀隨機軟件

殷學濤 林勇 莊志偉 邱春雷 龐浩然

摘要：本文主要闡述了Gaimin導航儀在我青海探區生產應用中遇到的幾點問題，如橢球和投影基準參數設置，以及隨機軟件MapSource的導入導出功能使用的GPX文件格式，與現有工具軟件（Mapinfo、AutoCad等）進行數據轉換存在不便。為了使Mapsource與其它生產軟件進行數據共享，結合我探區的工作流程，開發出了一套輔助軟件包，解決GPX（GPS Exchange Format）格式文件讀和寫問題，和內聯的坐標轉換問題，并開發與Mapinfo、GlobeMap等軟件數據接口；建立航線數據Mapinfo數據表，保存野外采集數據資源，使導航儀更好地發揮其性能，為地震隊很好地提供技術服務。

關鍵字：Gaimin導航儀MapSource數據共享 GPX

中圖分類號：V241文獻標識碼： A

1、引言

隨著GPS單點定位技術的發展，尤其是美國取消了AS和SA干擾政策后，導航儀的定位精度得到了大幅度提高。深得野外作業人員的青睞，Garmin導航儀是地震勘探項目生產必不可少的工具之一，近年來被廣泛應用于地震勘探項目，如工區探勘、測量和爆炸班等班組找點工作，它操作簡單、易學易懂，尤其在夜間放炮作業時，用它導航尋找炮點位置，極大地提高了地震采集效率。

2、問題提出

隨著Garmin導航儀廣泛應用，也暴露出了很多專業性問題。如導航儀的橢球設置和投影基準設置；采用手工方式在Garmin導航儀上輸入航點，編輯航線；利用航點導航，而忽略方便的航線導航，原因是手工編輯航線很費時；諸多此類因素，很難保證在Garmin 導航儀上手工編輯不出問題。而解決這些問題的最佳途徑就是很好地利用它的隨機軟件MapSource，利用它導入設計好的航點、航線，簡化野外操作，以免點位坐標被誤操作。

但MapSource對外部數據導入給予了一些限制，必須以GPX和WPT、Rte（MapSource早期版本使用）的特定格式完成，但它們都有不便之處，如航點點名長度必須是6位，否則，導入導航儀內會被自動取位（因受導航儀內部點名的長度的限制）；GPX文件是XML格式，坐標是WGS84坐標系統的十進制的經緯度，與生產應用的北京坐標系的平面坐標之間存在坐標轉換。Garmin導航儀采集回來的航點和航跡，若被Mapinfo、Autocad等軟件使用，需做編輯和坐標轉換等工作。

為很好地使Gaimin導航儀在生產中得到應用，更好地發揮它的優勢，與日常生產軟件有機結合，避免數據轉化中出錯，加大數據資源共享，簡化數據導入的難度，擴大導出數據的利用率，精確地服務項目生產。為此開發一套MapSource軟件的輔助工具包來解決這類問題。

3、解決的問題的思路

Garmin導航儀的數據批量上裝和下載需要他的支持軟件Mapsource，而MapSource需要導入導出Gpx格式文件，而Gpx文件讀取和生成需要進行數據轉化和編輯才能順利完成任務，下面是MapSource軟件和GarMin的應用流程圖：

圖1：MapSource軟件和GarMin的應用流程圖

在深入分析地震隊生產流程，調研需求并分析，輔助工具包必須解決如下問題：

1、開發坐標轉換模塊，解決坐標系統的換算問題。

2、開發讀取和生成GPX文件的數據接口模塊，架設與GARMIN隨機軟件Mapsource數據溝通橋梁。

3、系統必須考慮與日常生產軟件進行數據共享問題，如與常用軟件Mapinfo、VTS、GOOGLE EARTH、GLOBALMAP、SSOFFICE和AUTOCAD等軟件的數據共享。

常用軟件數據借口文件

軟件名稱 接口文件 說明

MAPINFO *.dat,*.ID,*.Map,*.tab 用MAPX控件開發，可同時滿足

VTS *.dat,*.ID,*.Map,*.tab

GLOBALMAP *.GPX

AUTOCAD CSV,dxf

SSOFFICE Txt,csv

Google earth Kml,gpx

4、疏通Garmin導航儀的地方坐標系統和投影設定的流程和參數。

4、軟件功能

4.1系統概述

軟件運行環境：Windows 2000、windows Xp、Microsoft Office2003及以上；

開發平臺：VisualBasic6.0 +Sp6(補丁) ；

硬件需求：40G硬盤、128以上內存；

軟件特點：軟件操作專業化，功能實用，界面布局仍需改進。

圖2：軟件圖形管理界面圖3：軟件數據管理界面

4.2軟件功能

根據生產實際需求，開發了圖形管理和數據管理兩個主界面，各自實現特定需求功能，以便數據的很好應用。

4.2.1數據管理

主要目的是處理常用的幾種數據格式，如XML、Htm、CSV、Txt、GPX、KML等格式，以便對數據進行編輯和坐標轉換。

數據編輯功能模塊采用Spreadsheet控件開發，與Excel工作表中數據交互方便，適合使用者的習慣。主要承擔圖形數據導入導出的整理工作。

坐標轉換工具 有常用的同一橢球的空間直角坐標系與大地坐標系、平面直角坐標系與大地坐標系以及換帶計算；不同橢球間的空間直角坐標系、平面直角坐標系、大地坐標系之間的相互轉換；以及高斯-克呂格與UTM的轉換和常見的幾種角度模式轉換。在與平面直角坐標發生轉換時，提供了帶號（加帶號和取帶號）、帶寬（6度帶和3度帶）、投影方式（高斯-克呂格和UTM）的選擇。這些功能可以系統解決我探區生產中遇到的坐標轉換問題。

另外，本模塊的坐標轉換不僅可以對本表內的數據進行操作，也可以對Excel工作簿中的數據表進行操作。尤其針對GPX、KML文件的生成，提供了集成化的設置界面，針對所有可能出現的坐標類型的數據，直接生成Gpx、KML文件。

4.2.2圖形管理

圖形管理模塊采用GIS組件MAPX開發，具有繪制、瀏覽、查詢、編輯航點、航線功能，目的是為GarMin導航儀結合衛圖設計航線，和處理航點和航線，生成Mapinfo格式的圖形文件，方便了測線物理點數據或導航儀記錄的航點、航跡直觀瀏覽編輯，其文件可直接被Maininfo和 VTS監控系統軟件使用。

數據導入功能 選擇提取本表和Excel中的物理點信息繪制成圖形數據，以便查閱編輯瀏覽。針對GPX文件開發了直接讀取繪制成圖模塊。

數據導出 選擇圖形實體后，將其空間信息導出到數據管理模塊，也可直接輸出成GPX文件。

5、生產應用效果

效果1：數據管理模塊不僅為物理點編輯提供了一個很好的工具，而且坐標轉換功能不僅有效解決了讀取和生成GPX文件數據中的角度模式轉換和WGS84和北京54之間的坐標轉換，而且也為其它所需的坐標轉換提供了服務。

效果2:圖形管理模塊，不僅在衛片底圖上設計航點和航線，而且也可以展繪航點和航跡，為保存航跡和航點數據，重復利用提供了平臺。

效果3：為野外生產解決了Garmin導航儀和Mapsource軟件的參數配置的問題，修正了原軟件的用戶自定義屬性（User defined Datum Properties）界面中三參數輸入問題，按原提示WGS84-〉Local，得到的結果總是地方坐標系的平面坐標有偏差（Local），經測定三參數應按Local（地方）—>WGS84輸入，長軸和偏率差按WGS84-〉Local輸入，這樣才能保證導航儀和Mapsource軟件顯示的地方坐標與設計結果可保持一致。

圖3：Mapsource軟件的參數配置（93度的投影參數、柴達木盆地整體三參數和Wgs84與克氏橢球的長軸和扁率的差）

另外，Garmin導航儀的三參數不能輸入小數位，只有整數位，經比對檢驗如下：Xmax小于0.1米,Ymax小于0.2米,hMax小于0.5米。對導航而言，這點誤差對導航儀而言可以忽略不計。

效果4：如實解決了GPX文件讀寫的不便，如WGS84坐標與北京54坐標轉換和角度模式轉變等技術問題，既便利了GARmin導航儀采集數據的充分利用，又便利了生產數據導入Garmin導航儀，給野外生產切實做了技術服務。同時也解決生產數據轉為GPX文件，進而為生產數據導入Google Earth軟件、Globalmap等軟件鋪平了道路，尤其是充分利用GoogleEarth的高清晰度位片，進行設計航線，結果輸出后整理導入Garmin導航儀提供了平臺，有效提高數據的利用率。

效果5：因Mapsource軟件是多種GPS導航儀的PC機處理軟件，本工具包必然有好地用途，

6、結束語

GarMin工具包簡化了GPX文件的讀寫，方便了數據的編輯和利用，既可以直觀在衛片圖上設計航點和航跡，又可以導出數據；極大方便了野外作業。同時也為常用軟件進行數據共享建立了一條通道。尤其是生產數據在Google Earth上的展繪，可清晰查看探區各生產單位的施工區域，以及地表地物的分布，為上層領導和基層技術人員，提供了一個實用工具。