移动勘测办公系统的通讯接口研究
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摘要
目前，以PDA为代表的移动设备日益普及，将PDA应用于工程测量，实现测量内外业一体化、数据采集及处理的实时、自动化，将是工程测量的一个重要发展趋势。而实现PDA与测量仪器的通信是其中关键的一环，本文对此进行了一些深入的研究工作。
本论文主要研究内容如下：
1．阐述了PDA和嵌入式系统的应用与发展现状，对几种流行的嵌入式操作系统做了分析和比较，指出了各自的优势和应用领域。
2．在分析全站仪的结构、功能和应用的基础上，结合数据通信的相关理论，深入研究了全站仪与PDA通信的关键技术与方法。研究了多种类型全站仪的数据结构与解析方法，并对全站仪与PDA的通信接口进行了设计与实现，同时介绍了PDA对全站仪进行在线控制和实时通信的技术和方法。
3．阐述了全球定位系统的基本理论和GPS数据通信的协议和标准-NMEA0183。深入研究和分析了GPS与PDA数据通信关键技术，包括接口设计、信号接收与处理、坐标转换等。对GPS与PDA的通信接口进行设计与实现，并对传统GPS编程和应用GPSID开发进行了深入探讨和分析。
基于PDA的移动勘测办公通信接口的研究对于提高测绘外业的工作效率、改进传统的工作模式具有重要的意义。本文所介绍的技术方案和实现方法为测绘相关的PDA应用开发打下了一定的基础。
As mobile devices gain their ground daily, they are more and more found in surveying engineering presently. And one of the most significant development directions in this field is, to apply PDA to engineering survey and make the job-both data acquiring and processing-done at one time. Make the ambition come true, communication barriers have to be bridged between PDA and surveying instruments. And some in-depth researches are carried out right on the subject in the thesis.
The main contents of the thesis are summarized as follows:
I. A survey of the current status of PDA and embedded system, including their manufacturers, operating characteristics and applications, is made.
II. A study on communications between total station and PDA is presented. The study is based on the structure, functions and applications of total station. Also included in the study are data structures and analytic methods of some familiar total stations. We also designed a communication interface between PDA and total stations. The design can be used to control total station's work on PDA.
III. Essential theories of communication standard NMEA-0183 of GPS are expatiated. Key technologies of data communications between GPS and PDA are researched, including interface design, data receiving and processing, coordinate transformation. We have designed and developed a communication interface between GPS and PDA, discussed and analyzed traditional GPS programming and the new GPSID method.
The research of mobile surveying communication interface based on PDA plays a significant role in improving work efficiency of field survey and bettering its work mode. The technologies, schemes and developing methods discussed in this thesis can provide a foundation for future surveying-related PDA development and application.
本论文主要研究内容如下：
1．阐述了PDA和嵌入式系统的应用与发展现状，对几种流行的嵌入式操作系统做了分析和比较，指出了各自的优势和应用领域。
2．在分析全站仪的结构、功能和应用的基础上，结合数据通信的相关理论，深入研究了全站仪与PDA通信的关键技术与方法。研究了多种类型全站仪的数据结构与解析方法，并对全站仪与PDA的通信接口进行了设计与实现，同时介绍了PDA对全站仪进行在线控制和实时通信的技术和方法。
3．阐述了全球定位系统的基本理论和GPS数据通信的协议和标准-NMEA0183。深入研究和分析了GPS与PDA数据通信关键技术，包括接口设计、信号接收与处理、坐标转换等。对GPS与PDA的通信接口进行设计与实现，并对传统GPS编程和应用GPSID开发进行了深入探讨和分析。
基于PDA的移动勘测办公通信接口的研究对于提高测绘外业的工作效率、改进传统的工作模式具有重要的意义。本文所介绍的技术方案和实现方法为测绘相关的PDA应用开发打下了一定的基础。
As mobile devices gain their ground daily, they are more and more found in surveying engineering presently. And one of the most significant development directions in this field is, to apply PDA to engineering survey and make the job-both data acquiring and processing-done at one time. Make the ambition come true, communication barriers have to be bridged between PDA and surveying instruments. And some in-depth researches are carried out right on the subject in the thesis.
The main contents of the thesis are summarized as follows:
I. A survey of the current status of PDA and embedded system, including their manufacturers, operating characteristics and applications, is made.
II. A study on communications between total station and PDA is presented. The study is based on the structure, functions and applications of total station. Also included in the study are data structures and analytic methods of some familiar total stations. We also designed a communication interface between PDA and total stations. The design can be used to control total station's work on PDA.
III. Essential theories of communication standard NMEA-0183 of GPS are expatiated. Key technologies of data communications between GPS and PDA are researched, including interface design, data receiving and processing, coordinate transformation. We have designed and developed a communication interface between GPS and PDA, discussed and analyzed traditional GPS programming and the new GPSID method.
The research of mobile surveying communication interface based on PDA plays a significant role in improving work efficiency of field survey and bettering its work mode. The technologies, schemes and developing methods discussed in this thesis can provide a foundation for future surveying-related PDA development and application.
引文
[1] 张正禄．工程测量学的研究发展方向[J]．现代测绘．2003(3)
[2] 王德军．基于PDA的移动勘测办公系统的建立[D]．西南交通大学，2005
[3] http://www.hualu.com.cn/picture/dzzk-19.htm
[4] 罗文彬．基于位置服务的移动GIS关键技术研究[D]．西南交通大学，2006
[5] http://www.itpub.net/290625.html
[6] 王佩弦，龙学柱，杨忠．全站仪及其应用研究[J]．辽宁工程技术大学学报．2002(12)
[7] 吴惠恩，胡华科．浅谈电子全站仪及其使用、维护和开发[J]．大众科技．2006(4)
[8] 徐忠阳．全站仪原理和应用[M]．解放军出版社，2003
[9] http://www.icegps.com/
[10] 肖远亮．NMEA-0183数据标准在GPS技术中的应用[J]．物探装备．2003(2)
[11] 杨贵军，武文波．PDA环境下GPS信号的接收和处理方法[J]．单片机与嵌入式系统应用．2005(9)
[12] 孔祥元，郭际明，刘宗泉．大地测量学基础[M]．武汉大学出版社，2006
[13] 张晓林，崔迎炜．嵌入式系统设计与实践[M]．北京航空航天大学出版社，2006
[14] 刘彦博，胡砚，马骐．Windows Mobile平台应用与开发[M]．人民邮电出版社，2006
[15] GeoCOM Reference Manual TPS1100-Version 1.04. LeieaGeosystems AG. 2000.
[16] GeoBasic For TPS1100-Version User Manual 1.30. Leica Geosystems AG. 2000.
[17] Andy Wigley等编著．Microsoft．NET Compact Framework技术内幕[M]．北京：清华大学出版社，2003
[18] lvo Salmre. Writing Mobile Code: Essential Software Engineering for Building Mobile Applications. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2006.
[19] 刘志安．．NET移动通信程序设计[M]．清华大学出版社，2002
[20] 李永隆．PDA程序设计[M]．清华大学出版社，2002
[21] 美Bruce E．Krell著，俞忠东，石柱等译．Pocket PC开发指南[M]．清华大学出版社，2003
[22] 恒逸资讯，杨先民．实战Pocket PC程序设计[M]．中国电力出版社，2002
[23] 文瑞，周靖，文开琪．PDA掌中宝[M]．海洋出版社，2000
[24] Scott B．Guthery，Mary J．Cronin著，田敏，黄翊等译．移动应用开发—短消息业务和SIM卡开发包[M]．人民邮电出版社，2003
[25] Ming-Hsiang Tsou. Integrated Mobile GIS and Wireless Internet Map Servers for Enviroment Monitoring and Manage-ment. Cartography and Geographic Information Science. 2004,31(4).
[26] Karl Zeiske. Anew Generation of Total Station from Leica Geosystems. Leica Geosystems AG. 1999.
[27] 张正禄，郭际明，黄全义，罗年学．超站式集成测绘系统STGPS的研究[J]．武汉大学学报信息科学版．2001，26(5)
[28] 潘庆林，刘继宝．当代测绘新仪器、新技术在测绘工程中的应用．工程勘察[J]．2004(4)
[29] 敖永红，文雪芝．Pocket PC与SQL Server数据库数据同步的研究与应用[J]．微型电脑应用．2004(8)
[30] 蔡昌盛，高井祥，孙久运．基于掌上电脑的全站仪自动测量的实现[J]．测绘通报．2004(8)
[31] 于德全．基于PDA的土地资源调查系统的研究与实现[D]．西安科技大学，2005
[32] 黄敏．基于PDA／GPS的移动数据采集系统的研究与应用[D]．西南石油大学，2006
[33] 张坤英．基于掌上电脑的测量作业内外业一体化系统设计[D]．武汉大学，2003
[34] 尹晖．测绘工程专业英语[M]．武汉大学出版社，2005
[35] 周忠谟，易杰军，周琪．GPS卫星测量原理及应用[M]．测绘出版社，1992
[36] 杨成忠．全站仪与Pocket PC的通讯技术[J]．测绘通报，2005(4)
[37] Tian Gen; Zhang Jin; Tong Xiaohua; Liu Miaolong. Research and implementation of 3S technique integration based on PDA. Jisuanji Gongcheng/Computer Engineering, Volume 32, Issue 4, Pages 21-23+35; Feb, 2006
[38] Yang Xueyu; Zhu Yunqiang; Wang Juanle. Land change survey system on palm. International Geoscience and Remote Sensing Symposium, Volume 2, Pages 975-978; 2005
[39] Stephen Scott Young, Allison Kealy. An Intelligent Navigation Solution for Land Mobile Location Based Services. The Journal of Navigation, Volume 55, 2002
[40] Meth, Clifford. PDAs: what will it take to satisfy users? Electronic Design, Volume 42, Issue 26; Dec, 1994
[41] EUiott D．Kaplan著，邸致和、王万义译．GPS原理与应用[M]．电子工业出版社，2003
[42] 刘大杰等．全球定位系统(GPS)的原理与数据处理[M]．同济大学出版社，2004
[43] 任福．基于PDA的个人移动导航系统的设计与实现[D]．武汉大学，2002
[44] 张正禄，黄全义，罗年学，巢伯崇．全站式地面测量工程一体化自动化系统研究[J]．武汉测绘科技大学学报．1999，24(1)．
[45] 何卫，王保保．GPS与PDA的串口通信研究[J]．工业控制计算机，2003
[46] 史先琳．基于PDA的移动GIS研究与设计[D]．四川大学，2006
[47] 王丛刚，王青云．基于PDA移动客户的网络应用研究．计算机应用研究．2002(3)
[48] 严蔚敏，吴伟民．数据结构[M]．清华大学出版社，1997
[49] 朱世交．基于PDA的移动通信数据采集、分析信息系统的构架与实现[D]．华东师范大学，2005
[50] 黄璧．基于PDA型移动地理信息系统的设计与实现[D]．西南交通大学，2005
[51] 陈军根．基于PDA的GPS手持终端设计[D]．武汉大学，2004
[52] 姚玉欣．基于Windows CE的便携式终端的系统软件开发[D]．山东大学，2005
[53] 朱兵章．餐饮管理系统中PDA内存数据库的研究与探讨[D]．广东工业大学，2005
[54] 杨春蕾．基于PDA和GPS的嵌入式移动巡线管理的应用与研究[D]．四川大学，2005
[55] 曹斌．基于移动控制的新型数控系统中的蓝牙通信技术及其实现方法[D]．合肥工业大学，2005
[56] 谢荣岳．基于PDA的移动信息系统关键技术研究[D]．国防科学技术大学，2004
[57] 石旺来．面向城市空间信息的移动终端(PDA)关键技术开发与研究[D]．华东师范大学，2005
[2] 王德军．基于PDA的移动勘测办公系统的建立[D]．西南交通大学，2005
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[50] 黄璧．基于PDA型移动地理信息系统的设计与实现[D]．西南交通大学，2005
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[53] 朱兵章．餐饮管理系统中PDA内存数据库的研究与探讨[D]．广东工业大学，2005
[54] 杨春蕾．基于PDA和GPS的嵌入式移动巡线管理的应用与研究[D]．四川大学，2005
[55] 曹斌．基于移动控制的新型数控系统中的蓝牙通信技术及其实现方法[D]．合肥工业大学，2005
[56] 谢荣岳．基于PDA的移动信息系统关键技术研究[D]．国防科学技术大学，2004
[57] 石旺来．面向城市空间信息的移动终端(PDA)关键技术开发与研究[D]．华东师范大学，2005