GPS车辆定位监控系统软件工程实训报告09080423杜一通

南京师范大学泰州学院

实 训 报 告

GIS软件工程课程设计

车辆导航系统

学 生：杜一通

学 号：09080423

指导老师：徐建军

专 业：地理信息系统

院 系：信息工程学院

车辆导航系统

摘 要

进入21世纪，我国经济得到飞速的发展，在经济的刺激下，汽车产业也得到较快的发展，伴随着汽车市场的潜力，车辆导航系统呈现出不断发展的趋势。

随着第三次工业革命和计算机网络等新兴产业的发展，越来越多的软件技术被运用到汽车工业当中，其中最为代表性的是车辆导航系统。它的出现是汽车领域中的一次飞跃，很快就被国内外很多知名的汽车企业如：宝马，雷诺，奔驰，福特，现代等运用到汽车上。车载导航仪得出现，在一定程度上缓解了交通压力，方便了人们的出行。在这一好的商机之上，不少国家不甘落后，分分堆出了自己各具特色的车辆导航系统。在这一好的商机之上，不少国家不甘落后，分分堆出了自己各具特色的车辆导航系统。但要么由于技术简单，定位精度不够，要么由于成本昂贵，不能为一般用户所承受，因而不能在实际车载系统中得到广泛的应用。

本文从可行性研究、需求分析、总体设计和详细设计等几个方面对车辆导航系统进行了研究，从图形显示、矢量位图叠加、图像动态装载、 GPS数据读取、异常数据过滤、坐标和投影变换、卡尔曼过滤、地图匹配、分类查询、模糊查询、最近地物的查询、目标点确定、最佳路径生成以及交通信息加载等对车辆导航系统具体化分析。本车辆导航系统在功能定位方面与GPS导航系统有着很大的联系和互补作用，充分利用遥感的地理数据和影像数据从而实现车辆导航系统的语音人工服务、距离估计、空间定位。并期望对其进行深度的研究，从而实现良好的现实基础。

关键词：智能导航、定位、信息查询、语音、电子地图

作者：杜一通

联系方式：[1**********]

目录

摘要………………………………………………………………………………………………..I 图目录…………………………………………………………………………………………….II

1、 引言……………………………………………………………………………………………1

1.1、结构………………………………………………………………………………………1

1.2、范围……………………………………………………………………………………….1

1.3、定义……………………………………………………………………………………….1

2、可行性分析 ……………………………………………………………………………………. 1

2.1、可行性研究的前提……………………………………………………………………. 1

2.2、对现有系统分析……………………………………………………………………… 1

2.3、经济可行性…………………………………………………………………………… 2

2.4、技术可行性……………………………………………………………………………. 2

2.5、社会可行性……………………………………………………………………………….3

2.6、结束语 ………………………………………………………………………………. 3

3、 需求分析………………………………………………………………………………………4

3.1、编写目的…………………………………………………………………………………4

3.2、项目背景 ……………………… ……………………………………………………….4

3.3、GPS其他应用……………………………………………………………………………6

3.4、具体需求…………………………………………………………………………………6

3.5、系统流程 ………………………………………………………………………………7

3.6、数据需求…………………………………………………………………………………7

4、 总体设计………………………………………………………………………………………7

4.1、引言………………………………………………………………………………………7

4.2、标准设计…………………………………………………………………………………8

4.3数据库设计 ………………………………………………………………………………8

4.4、编写总体设计阶段的文档………………………………………………………………8

4.5、总体设计评审…………………………………………………………………………….9

4.6、结束语…………………………………………………………………………………….9 5 、详细设计………………………………………………………………………………………9

5.1 软件结构………………………………………………………………………………… 9

5.2 具体模块说明……………………………………………………………………….… 10

5.3 物理设计……………………………………………………………………………… 10

5.4可性说明…………………………………………………………………………………13

5.5输入输出设计……………………………………………………………………………13

5.6 评审…………………………………………………………………………………… 13

图目录

图2-1 对现有系统分析………………………………………………………………………. 2 图3-1 系统流程 ……………………………………………………………………………. 7 图3-2 数据流图 ………………………………………………………………………….….7 图4-1 数据库设计………………………………………………………………………………8图5-1 软件结构………………………………………………………………………………… 10

1.1 结构：

系统名称：车辆管理系统

系统背景：对车辆的管理一直是我国经济生活中的一项重要任务，长期以来我国投入了大量的人力和物力进行车辆的运营，维修，事故，违章等方面

系统结构：档案管理，运营管理，车辆管理，驾驶员管理，系统维护等。

1.2 范围:

在仓储库存、资产管理上，可以通过RFID技术自动记录出库、入库方面的信息，并且确定某一物品适当的库存位置，从而能够更好地了解货物存放、数量等方面的信息，降低仓储成本，提高管理效率。在产品跟踪上，可以通过RFID实现对物品进行追踪，了解物品的位置，实现对货物信息的采集、交换和处理，从而能够更好地确保物流速度和效率。在供应链自动管理上，可以通过RFID，使供应商了解到物品销售情况，从而能够根据需求及时进行生产，提供相应货物，这样可以减少库存积压，提高供应链的竞争力，在市场竞争中获得优势。在配送环节上，可以通过RFID，让收货处自动读取货物信息，掌握货物进出的有关情况，生成进货或发货清单，从而大大提高配送的速度和效率，便于对配送货物的管理。

1.3 定义:

车辆管理系统主要是为单位管理本单位的车辆而开发的MIS系统，它主要包括车辆管理子模块、驾驶员管理子模块、事故管理子模块、查询统计子模块以及系统维护子模块，其中以车辆管理子模块为主要模块。在车辆管理子模块中包括车辆登记、购车信息录入、车辆外修记录、车辆保险记录等四个功能模块；在查询统计子模块中，根据车辆信息可以查询到购车信息、车辆外修记录、车辆保险记录，还可以查询到车辆事故信息，也可根据驾驶员信息查询到驾驶员事故信息。

《可行性分析报告》

1、可行性研究的前提

2.1 该系统的基本要求

功能：实现车辆调度与智能交通导航的功能。

语音导航、定位测速.空间量算、空间分析

包含社会、经济、旅游等

2、对现有系统的分析

随着第三次工业革命和计算机网络等新兴产业的发展，越来越多的软件技术被运用到汽车工业当中，其中最为代表性的是车辆导航系统。它的出现是汽车领域中的一次飞跃，很快就被国内外很多知名的汽车企业如：宝马，雷诺，奔驰，福特，现代等运用到汽车上。车载导航仪得出现，在一定程度上缓解了交通压力，方便了人们的出行。在这一好的商机之上，不少国家不甘落后，分分堆出了自己各具特色的车辆导航系统。

但要么由于技术简单，定位精度不够，要么由于成本昂贵，不能为一般用户所承受，因而不能在实际车载系统中得到广泛的应用。要将这种系统实用化，则必须在提高精度的同时

大幅度降低成本。

本系统的几个最大新颖的地方，主要体现在不但具有一般的定位和信息查询外，而且还具备数字移动电视、交通信息频道和无线上网功能，对车载导航仪来说无疑是个突破，具有很大的市场潜力。

图2-1

3、经济可行性分析：

1 、支出

该系统开发投资支出主要有三个部分组成：

硬件（预计20万元人民币） + 软件（预计8万元人民币） + 人员（预计6万元人民币）

2、 效益：

成品销售价格 + 后期维护费用

4、技术可行性分析

4.1性能指标：

监控范围：移动网络覆盖范围，全国城镇以及道路覆盖率大于90%

定位方式：GPS全球卫星定位

定位精度： 位置≤15m（无严重遮挡区域）速度≤0.1m/s时间≤1ms

数据传送方式：GPRS数据方式/GSM短信息方式

供电电压：汽车（或船只、飞机）电瓶+9V/+35V

备用电池：NiH电池组+8。4V

功耗：待机电流≤100MA

峰值状态≤300MA

工作温度：-20至+70℃

报警响应时间：数据方式≤25s（网络正常）

抗冲击：15g，11ms，三个方向正反各三次

抗振动：5Hz～200Hz，1.5g,三个方向各一小时

湿热：40℃，95%RH，存储48小时

软件环境：

运行平台为UNIX/LINUX/WINDOWS操作系统。

数据库：MSsql2005

4.2关键技术成熟性分析：

4.2.1 GPS（全球卫星定位系统）：

它是基于卫星数据支持的无线导航系统，它提供一种实用的、价廉的在全球范围

内确定位置、速度和时间的工具。GPS卫星系统包括24颗卫星，分布在6个轨道面上，每个轨道面有4颗卫星。当GPS接收机同时接收到4颗以上的卫星的信号时，就可以确定当前所处位置的经纬度坐标、海拔高度、速度、方向和精确的时间等关键数据。如果再通过无线通信网络把接收到的定位信息发送到监控中心，监控中心可以对车辆进行远程监控。由于电子技术的飞速发展，GPS接收机已经被做得非常小巧、价格低廉，可以被广泛安装使用，由于GPS系统定位原理的成熟合理，在全球范围内通过这种系统确定的位置误差只有15米左右。

4.2.2 GSM/GPRS(全球移动通信系统)：

GSM是目前我国覆盖面最大、系统可靠性最强、话机保有量最大的数字移动蜂

窝通讯技术，它以统一的方式向各地用户提供所有电信业务的国内和国际漫游，能提供数据、短信性、GPRS等多项服务。GPRS通讯业务，它是中国移动基于GSM网络在发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式。GPRS采用信道复用技术，每一个GPRS用户都能够实现永远在线，能够很好地适应数据业务的突发性特点，而且相对于短消息等其它无线数据通信业务，GPRS的价格优势比较明显。目前，我国的GSM通讯网已基本覆盖全国大部分地区，GSM的SMS于GPS的结合应用效果，已在实际中得到证实。

4.2.3 GIS(地理信息系统)：

GIS作为制图学，计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学

科交叉运用的产物广泛地运用在各个领域。地理信息系统GIS带给我们时空概念的更新。GIS是近年来迅速发展的一门新兴技术，在本系统中，主要用于在计算机中对地图的显示和管理以及城市受控目标信息的管理。

4.2.4 WEB宽带互联网访问技术：

近几年互联网已经走进前家万户，特别是宽带互联网已经普及，个人上网很容易

获得较大带宽，上网成为日常生活的一部分，越来越多的人逐渐习惯了通过网络学习知识、获取新闻、查找资料。基于互联网远程控制互联技术，采用登陆网站的方式登陆监控中心，获得用户车辆的当前位置及历史信息，在系统中，不再有固定的监控中心，只有控制中心，控制中心是面向互联网的开放式网站服务器系统，不间断运行的服务器守候着GSM/GPRS 蜂窝网通信端口及网络客户端访问端口，对于得到的GPS数据，服务器立即进行分析解算、存储，监控用户通过互联网经身份验证后访问服务器，即获得电子地图及与该用户身份相关的车辆位置、历史信息，并在用户的浏览器上实时生成监控界面。

5. 社会可行性分析：

5.1 版权问题：

本系统所用软硬件环境或产品均以购买方式或免费方式获得开发使用权，不存在产品版权争议问题。

所用技术实现除了购买或免费获得开发使用权的模块以外均是自主开发的具有自主知识产权的源代码。

6．结束语：

目前,GP S的应用主要体现在车辆定位导航上，而 G P S车辆监控系统的应用正在兴起，GPS和GS M 无线网络通信技术相结合已经开始逐步应用于运钞车的报警、定位监控，警车、消防车、救护车的指挥调度。但是，随着用户数量的增加，通信服务器的容量将成为系统的瓶颈，这也是本系统需要解决的问题和下一代升级的目标。另外，监控终端对车辆信息 的管理功能也有待进一步加强。

《需求分析报告》

1.1编写目的

此需求规格说明书对《全球卫星定位系统》软件做了全面细致的用户需求分析，明确所要开发的软件应具有的功能、性能与界面，使系统分析人员及软件开发人员能清楚地了解用户的需求，并在此基础上进一步提出概要设计说明书和完成后续设计与开发工作。本说明书的预期读者为客户、业务或需求分析人员、测试人员、用户文档编写者、项目管理人员。

1.2项目背景

1、GPS在道路工程中的应用

GPS在道路工程中的应用，目前主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。目前，国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，如沪宁、沪杭高速公路的上海段就是利用GPS建立了首级控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2cm左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。浙江省测绘局利用Wild 200 GPS接收机的快速静态定位功能施测了线路的全部初测导线，快速、高精度的建立了数百公里的高速公路控制网，取得了良好的效果。GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。如在江阴长江大桥的建设中，首先用常规方法建立了高精度边角网，然后利用GPS对该网进行了检测，GPS检测网达到了毫米级精度，与常规精度网的比较符合较好。GPS技术在隧道测量中具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。

差分动态GPS在道路勘测方面主要应用于数字地面模型的数据采集、控制点的加密、中线放样、纵断面测量以及无需外控点的机载GPS航测等方面。1994年6月在同济大学试验了KART实时相位差分卫星定位系统，在1km范围内达到了优于2cm的精度，因此能够用于线路控制网的加密。GPS测量包含有三维信息，可用于数字地面模型的数据采集、中线放样以及纵断面测量。在中线平面位置放样的同时，可获得纵断面，在中线放样中需实时把基准站的数据由数据链传到移动站，从而提供移动站的实时位置，由于GPS仪器不象经纬仪那样可以指示方向，因此需与计算机辅助设计系统相结合，从而可在计算机屏幕上看到目前位置与设计坐标的差异。机载动态差分GPS应用于航测在德国和加拿大已取得了成功，用载波相位差分测出每个摄影中心的三维坐标，而不再需要外控点测量，取得了良好的效果。

2、GPS在汽车导航和交通管理中的应用

三维导航是GPS的首要功能，飞机、船舶、地面车辆以及步行者都可利用GPS导航接收

器进行导航。汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理器、车速传感器、陀螺传感器、CD—ROM驱动器、LCD显示器组成。

GPS导航是由GPS接收机接收GPS卫星信号（三颗以上），求出该点的经纬度坐标、速度、时间等信息。为提高汽车导航定位精度，通常采用差分GPS技术。当汽车行驶到地下隧道、高层楼群、高速公路等遮掩物而与捕获不到GPS卫星信号时，系统可自动导入自律导航系统，此时由车速传感器检测出汽车的行进速度，通过微处理单元的数据处理，从速度和时间中直接算出前进的距离，陀螺传感器直接检测出前进的方向，陀螺仪还能自动存储各种数据，即使在更换轮胎暂时停车时，系统也可以重新设定。

由GPS卫星导航和自律导航所测到的汽车位置坐标数据、前进的方向都与实际行驶的路线轨迹存在一定误差，为修正这两者的误差，与地图上的路线统一，需采用地图匹配技术，加一个地图匹配电路，对汽车行驶的路线与电子地图上道路误差进行实时相关匹配作自动修正，此时地图匹配电路是通过微处理单元的整理程序进行快速处理，得到汽车在电子地图上的正确位置，以指示出正确行驶路线。CD-ROM用于存储道路数据等信息，LCD显示器用于显示导航的相关信息。

GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能，这些功能包括：

车辆跟踪

利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输。

提供出行路线规划和导航

提供出行路线规划是汽车导航系统的一项重要辅助功能，它包括自动线路规划和人工线路设计。自动线路规划是由驾驶者确定起点和目的地，由计算机软件按要求自动设计最佳行驶路线，包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线等的计算。人工线路设计是由驾驶者根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等，自动建立线路库。线路规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计线路，并同时显示汽车运行路径和运行方法。

信息查询

为用户提供主要物标，如旅游景点、宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地图上根据需要进行查询。查询资料可以文字、语言及图像的形式显示，并在电子地图上显示其位置。同时，监测中心可以利用监测控制台对区域内的任意目标所在位置进行查询，车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。

（4）话务指挥

指挥中心可以监测区域内车辆运行状况，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟踪目标通话，实行管理。

（5）紧急援助

通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图显示求助信息和报警目标，规划最优援助方案，并以报警声光提醒值班人员进行应急处理。

GPS技术在汽车导航和交通管理工程中的研究与应用目前在中国刚刚起步，而国外在这方面的研究早已开始并已取得了一定的成果。加拿大卡尔加里大学设计了一种动态定位系统，该系统包括一台捷联式惯性系统，两台GPS接收机和一台微机，可测定已有道路的线形参数，为道路管理系统服务。美国研制了应用于城市的道路交通管理系统，该系统利用GPS和GIS建立道路数据库，在数据库中包含有各种现时的数据资料，如道路的准确位置、路面状况、沿路设施等，该系统于1995年正式运行，为城市道路交通管理起到重要作用。近些年来国外研制了各种用于车辆诱导的系统，其中车辆位置的实时确定以往主要依据惯性测量系统以及车轮传感器，随着GPS的发展和所显示出的优越性，有取代前两种方法的趋势。用于城市车辆诱导的GPS定位一般是在城市中设立一个基准站，车载GPS实时接收 基准站发射的信息，经过差分处理便可计算出实时位置，把目前所处位置与所要到达的目标在道路网中进行优化计算，便可在道路电子地图上显示出到达目标的最优化路线，为公安、消防、抢修、急救等车辆服务。

3、GPS的其他应用

GPS除了用于导航、定位、测量外，由于GPS系统的空间卫星上载有的精确时钟可以发布时间和频率信息，因此，以空间卫星上的精确时钟为基础，在地面监测站的监控下，传送精确时间和频率是GPS的另一重要应用，应用该功能可进行精确时间或频率控制，可为许多工程实验服务。此外，据国外资料显示，还可利用GPS获得气象数据，为某些试验和工程应用。

全球定位系统GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术之一，其全球性、全能性、全天候性的导航定位、定时、测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。在发达国家，GPS技术已经开始应用于交通运输和道路工程之中。目前，GPS技术在我国道路工程和交通管理中的应用还刚刚起步，相信随着我国经济的发展，高等级公路的快速修建和GPS技术应用研究的逐步深入，其在道路工程中的应用也会更加广泛和深入，并发挥更大的作用

4、具体需求：

1)现今客户所需要的车辆导航系统不仅需要一般的电子导航功能，而求还需要良好的人工智能服务以及精确地空间量算、空间分析功能。国内也已有部分厂商和研究单位推出了一些车载导航定位系统，但要么由于技术简单，定位精度不够，要么由于成本昂贵，不能为一般用户所承受，因而不能在实际车载系统中得到广泛的应用。要将这种系统实用化，则必须在提高精度的同时大幅度降低成本。本车辆导航系统不但兼容之前导航的一般功能，而且还支持精准的空间估计和距离丈量，还有3G\WIFI无线上网功能，良好的视屏通话给予客户动态的交互效果。

2) 属性需求

1）安全性：客户要运用防火墙对系统软件进行有效地保护，以防止偶然或恶意的访问、使用、修改和泄密。

2）维护性：客户要对系统的软件进行实时的更新，以及杀毒工具的清理作用。

3）数据需求——数据的采集

1数据源：纸质地图数据源、电子地图数据源、基于卫星的遥感数据。

2输入介质及设备：扫描仪、芯片移植、卫星传送、网络下载。

3输出介质及设备：里程仪、显示器（触摸屏）、语音服务

5．系统流程：

图3-1

6.数据需求

6.1数据库描述

本软件采用SQL SERVER数据库。

6.2数据流图

《车辆管理系统》软件的数据流图是比较清晰的，对各功能模块来说都比较有规律。但完整的图比较繁琐。

图3-2

《总体设计报告》

1. 引言

1.1编写目的

通过前面的需求设计,从而了解到了系统的需求和数据流图,要实现系统,就需要对客户的需求进行分析,以确定对用户需求的物理配置,以及整个系统的处理流程和系统的数据结构,接口设计,以便对系统进行设计.

1.2项目背景

随着生活节奏的加快和工作效率的提高， 对于车辆管理部门来说， 有很多情况下需要对车辆的位置进行监控， 以便及时指挥调度和处理所发生的突发事件。即急需利用现代科技手段，开发一套科学的、先进的、功能齐全的车辆定位监控管理系统，能够对车辆的运行情况、经营情况进行实时的监控、调度和综合管理。GPS(全球卫星定位系统)一出现， 它的应用便受到广泛的关注并得到长足的发展，目前GPS定位系统在国内外正在逐渐推广应用 。

2．标准设计

2.1 系统目标

整个系统要求有的基本功能有：定位追踪，历史轨迹回放，超速报警，越界报警，遇劫功能，远程控制，里程统计等。此外还加装有车辆数据服务器和后台管理系统。本系统的服务对象可为：物流运输车辆、公交车辆、出租车辆、公安车辆、消防车辆、急救车辆、边防车辆、应急指挥车辆、贵宾车队、私家车辆等。GPS车辆监管系统可为不同用户、不同用途的车辆提供不同的特殊使用功能。

3.数据库设计

图4-1

在数据库处理方面，依靠Ｍｕｌｔｉ－Ｔｉｅｒ数据库结构，实现了主从结构中的ＤａｔａＭｏｄｕｌｅ、ＢＤＥ以及ＳＱＬ Ｌｉｎｋ Ｄｒｉｖｅ的可移植性，提高了系统的可维护性和可扩展性。

4．编写总体设计阶段的文档

编写完成总体设计说明书，数据库设计说明书，用户手册，制定初步的测试计划

5．总体设计评审

5.1可追溯性：该软件设计已覆盖所有已确定的软件需求，软件的每一成分可以追溯到某一项需求。

5.2接口：在分析软件各部分之间的联系，确认该软件内部接口与外部接口已经明确定义，模块满足高内聚和低耦合的要求，模块作用范围在其控制范围之内。

5.3风险：已确认该软件设计在现有技术条件下和预算范围内能按时实现。

5.4实用性：已确认该软件设计对于需求的解决方案是实用的。

5.5技术清晰度：该软件系统可以以一种易于翻译成代码的形式表达。

5.6可维护性：从软件维护角度出发，确认该软件设计已考虑了方便未来的维护。

5.7质量：该软件系统表现出良好的质量特征。

5.8各种选择方案：多种比较确定该方案。

5.9限制：该软件的限制是现实的，且与需求一致。

5.10其他具体问题：对于文档，可测试性，设计过程等进行评估。

6． 结束语

本文提供了一个低成本的信息化车辆管理系统解决方案，具有较高的经济性和实用性。通过扩展车辆黑匣子、ＧＩＳ地理信息系统和高可靠通信网络等，实现了基于ＧＰＳ＋ＧＰＲＳ＋ＧＩＳ的车辆管理系统，功能更加强大、界面更加友好。

《详细设计报告》

1、软件结构图

图5-1

2、具体模块说明

1)信提示子系统：

功能：采用人工语音提示，输入用户账号和密码，安全进入用户界面。

2）记录回放子系统：功能：包括记录回放系统和记录回放方法，提供一种记录回放系统和记录回放方法，所述系统包括：第一获取模块，用于获取第一计算机上执行的操作信息；第一记录模块，用于记录所述操作信息；第二获取模块，用于获取所述操作信息开始执行时所述第一计算机的第一运行窗口信息；第二记录模块，用于记录所述第一运行窗口信息；判断模块，用于在需要回放所述操作信息时，判断需要回放所述操作信息的第二计算机的第二运行窗口信息与所述第一运行窗口信息是否相同；回放模块，用于在所述第二运行窗口信息与所述第一运行窗口信息相同时，按照预设回放规则，在所述第二计算机上执行所述操作信息。本发明可以记录计算机上执行的操作信息并对所述操作信息进行回放。

3) 图形处理子系统：

包括图形显示、矢量位图叠加和图像动态装载。图形一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、任意曲线和图表等。车辆导航仪通过接收远程传来的遥感数据和GPS数据，显示目标物体的矢量图；矢量图:矢量图也叫面向对象绘图，是用数学方式描述的曲线及曲线围成的色块制作的图形，它们是在计算机内部中表示成一系列的数值而不是像素点，这些值决定了图形如何在屏幕上。位图:位图也叫像素图，它由像素或点的网格组成，与矢量图形相比，位图的图像更容易模拟照片的真实效果。矢量位图叠加使图像不但视觉效果好，而且精度性高。图像动态装载就是运行时去决定具体使用那个图像，这样可以实现类的继承和方法的重写。

4）定位数据子系统：包括GPS数据读取、异常数据过滤、 坐标和投影变换、地图匹配。Palm编程实现GPS数据读取；当数据库中的数据发生异常时，导航仪启动数据过滤功能，对于重复的数据，错误的数据以及无效的数据，数据库都过滤掉；坐标变换是采用一定的数学方法将一种坐标系的坐标变换为另一种坐标系的坐标的过程，投影变换是将一种地图投影点的坐标变换为另一种地图投影点的坐标的过程；地图匹配是在不同条件下获取的同一物景的地图之间的配准，从基准图中提取具有不变特征或明显特征的子区，或者用已知地面控制点作为模板，在所匹配的图中搜索与模板相似的区域。当匹配相似性测度达到最大,且超过预先规定的阈值时,即判定为找到了正确的匹配位置。

3.物理设计

1、目的：

数据库是为应用服务的，好的数据库设计应该首先能满足应用系统的业务需求，准确的表达数据间关系。保证数据的准确性和一致性，通过主外键、非空、限制、唯一索引等保证数据的健壮。提高数据的查询效率，通过合理表结构，安排物理存储分区、增加索引等方式，提高数据的读取速度，提高查询效率。有好的扩展性，在必要时能根据需求扩展数据结构。

2、内容：空间数据库、路网数据库、物表标属性数据库。

3、需求规定：数据库的数据精度要求高，存取数据的有效性好，数据库的响应时间和数据转换速度比较快，数据的传送时间快。

4、数据流：图形数据流、GPS数据流、坐标数据流、地图数据流、路网数据流、交通信息数流。

5. 运行环境：登陆数据库:

1.要求操作系统为简体中文windows98/Me/Win2K/WinXP。

2.要求CPU在PⅢ800以上的计算机使用，要求内存大于128M，硬盘空间大于100M，将显示

适配器属性设置为256色以上。默认打印纸为A4（尺寸：297mm×210mm），横向打印（竖向放纸）。

3.要求安装微软公司的数据库引擎MDAC2.7以上。

4.要求安装有MS Office2000。

5.要求显示器的分辨率800×600以上（推荐1024×768）。

应用领域的知识本节将根据需要分成几部分来介绍数据库设计思路。其中包括：数据库的动态特性设计（不涉及数据库的内部实现，而从用户的角度来看系统如何进行运作以满足设计需求）和其他影响数据库进一步设计的设计思路。 如果所有这些思路都已经在系统或计算机软件配置项（CSCI）的需求中描述清楚，本节在此说明即可。指定关键需求的设计思路时，如满足安全性、保密性和私有性要求，应细分成子段落进行描述。如果一个设计思路依赖于系统的状态或模式，要明确指出这种依赖关系。如果部分或所有设计思路在一个通用的或商用的数据库管理系统的文档中描述过，它们应在本节中进行引用。一些有助于理解设计的设计惯例也应被介绍或被引用。下面列举一些数据库设计思路的例子：

1. 设计应该考虑数据库需要处理的查询或输入和将产生的输出（如显示、报告、消息和响应等）包括与其他系统、硬件配置项、计算机软件配置项和用户之间的接口（文档5.x.d段表明了要考虑的条目）。如果在《接口设计说明书》中对部分或全部的内容进行了说明，应对这些内容进行引用。

2. 对每一个输入或查询来进行响应的设计思路，包括命令的执行、响应的时间及其他性能指标、选择的等式、算法与规则、非法输入和条件的处理。

3. 有关数据库或数据文件如何体现给用户的设计（本文档的4.x节规定了相应的条目）。

4. 有关使用的数据库管理系统（包括名称、版本号/发布号）的设计和为适应不断变化的需求而在数据库中采用的灵活性的设计。

5. 由数据库提供的，有关可用性、安全性、保密性和操作连续性的级别、类型的设计思路。

6. 有关数据库的分布（如客户端/服务器）、主数据库文件的更新和维护的设计，其中包括维护的持续性、建立/重建和维护的同步性、强制完整和行业规定。

7. 有关备份与存储的设计，其中包括数据与进程的分布策略，有关在备份与存储过程中允许的操作的设计，以及针对诸如影像声音等新的或非标准技术的特殊考虑而采取的设计。

8. 有关重新打包、排序、检索、同步和健壮性的设计。其中包括自动化的磁盘管理，磁盘空间的整理，优化策略，存储量和大小的考虑，数据库的类型分布以及遗留数据的获得。

（1） 数据库的详细设计

本节将根据需要分成几部分来介绍数据库的详细设计。将根据所使用的设计方法来确定各阶段的序号和名称，例如：数据库设计的各阶段可以包括概念设计、内部设计、逻辑设计和物理设计。如果部分或所有的设计基于系统的状态或模式，应该说明这种依赖关系。对于助于理解系统的设计约定，要进行说明或引用。

注意：本文用术语“数据元素集合”来表示在一个设计阶段中（如概念设计、内部设计、逻辑设计和物理设计设计阶段）具有一定结构（数据元素的数量/顺序/组合）的实体、关系、图表、域、列表、数组等，并用术语“数据元素”来表示在该阶段并不具有结构的关系、属性、域、单元、数据元素等。

（2 ）数据库设计阶段的名称

本小节将对数据库设计的一个阶段进行陈述，并根据所选设计方法，用其术语来描述数据库

中的数据元素和数据元素集合。其中主要包括以下内容，这些内容可以根据实际情况任意排列：

（3）数据库设计中每个数据元素具备的属性:

1. 名称/标识

2. 项目唯一标识

3. 非专业性名称（自然语言表达）

4. 标准数据元素名称

5. 专业名称（如数据库的域名）

6. 缩写名或同义名

1. 数据类型（如字符型，整型等）

2. 大小和格式（如字符串长度和分割符）

3. 度量单位（如米，元，纳秒）

4. 取值范围（如0-99）

5. 准确度（正确程度）和精确度（有效位数）

6. 优先级、时序、频率、数量、顺序和其他约束条件，例如：是否更新数据成员，是否应用行业标准

7. 安全性和保密性的约束

8. 源头（设置/发送实体）和接收方（使用/接收实体）

（4） 数据库设计中数据元素集合（如记录、消息、文件、数组、显示、报告等）具备的属性

1. 名称/标识

2. 项目唯一标识

3. 非专业性名称（自然语言表达）

4. 专业名称（如数据库的域名）

5. 缩写名或同义名

9. 集合中的数据元素及其结构（数量、顺序和组合）

10. 存储介质（如磁盘）和数据元素/集合在介质上表现的结构

11. 显示和其他输出方式（如颜色、排版、字体、图标和其他显示要素以及响铃和光线）的视觉与听觉特征

12. 集合之间的相互关系，如排序/访问

13. 优先级、时序、频率、数量、顺序和其他约束条件，例如：是否更新数据成员，是否应用行业标准

14. 安全性和保密性的约束

15. 源头（设置/发送实体）和接收方（使用/接收实体）

4、可靠性说明

车载终端采用APN SIM卡，使得车载终端数据到中心系统完全采用中国移动APN专网通信，保证数据的绝对安全可靠；在与公共网的接入界面上，采用专用防火墙、防入侵检测、以及漏洞扫描系统，防止非法用户的恶意入侵，抵御计算机病毒的攻击，屏蔽黑客潜入通道，设有多级操作权限和身份证，防止未授权用户进入内部系统，提供系统总体闭环检测及网管方案，实现对整个网络的自检、实时监控和自动故障报警检测以及一定程度的自恢复。并自动留下操作记录备查，采用CHAP.RADIUS鉴别协议防止非法用户的恶意入侵，提供系统总体闭环检测及网管方案，软件设计及数据调度中采用纠错冗余技术，保证系统安全及可靠性。

5、输入、输出设计

1 用户在输入数据之前首先要登陆账号和输入正确的登录密码；用户主要的输入数据有恐空间数据、路网数据、目标属性数据；2建议的产品环境：1）软件环境：操作平台：Microsoft 运行于Pocket PC 的 Windows CE.NET 嵌入式操作平台、编程环境：VisualC++ for Windows CE version 4.0、后台数据库：Microsoft SQL 2000 for Windows CE、

语音开发环境：Microsoft Speech SDK 5.1，2 ）硬件环境：语音输入输出设备、显示器（触摸屏）、 3数据类型包括空间数据：用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。空间数据是一种用点、线、面以及实体等基本空间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据，属性数据：地理要素具有描述性属性，与空间数据相对应的描述性数据；4、数据来源：本导航系统的数据主要来自遥感图像信息、GPS定位信息、电子地图数据、人工输入数据等；

2、输出设计是指房地产市场研究计算机将原始输入数据进行处理，将其加工成满足用户使用的要求格式。2、系统的输出设备包括显示屏幕和语音输出设备，显示屏幕是个100～150毫米(4～6英寸)的液晶显示屏(手写识别作为输入，显示屏表面还有一张透明的触摸屏做保护）屏幕由几十万个点阵组成，全屏幕有30多万个像素，常用分辨率有640×480或774×435，可以支持高清晰度图像和DVD放像功能。

6、评审

此项系统能够使每项工作都能够按管理者的要求，循序渐进，逐步完成，规范了车辆管理流程，还有效解决了车辆费用预算的管理难题，为企业降低了管理成本，节约了费用开支。通过信息化运作，还能有效约束驾驶员对车辆进行日常检查以及对当日车辆运行情况的信息录入，形成了车辆检查台帐信息化，规范了驾驶员的日常工作，确保了车辆安全运行，消除了车辆管理者在某些管理环节上出“真空”的情况。

参考文献：

[1] 《车辆定位与导航系统》 赵亦林等著 电子工业出版社

[2]《智能车辆定位导航系统及应用》 张其善等著 科学出版社

[3]《电子地图学》 龙毅等著 科学出版社

杜一通

2011年1月