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第1章 导引 1

1.1 GPS实验室的研究成果 1

1.1.1 GPS接收机引发灵感 1

1.1.2 拓宽应用、不断创新 3

1.2 GPS交通车辆监控系统中的创新技术 4

1.2.1 不断创新 4

1.2.2 两类GPS交通车辆监控系统的对比 5

1.2.3 创新与演示，研究与论文 7

1.3 详细内容安排及下载程序清单 8

1.3.1 全书内容安排 8

1.3.2 提供下载的GPS应用程序清单系统 9

1.4.1 地球直角坐标系 11

1.4 地球坐标系 11

1.4.2 地心大地坐标系 12

1.4.3 参心大地坐标系 14

1.5 天球坐标系 17

1.5.1 天球的概念 17

1.5.2 天球坐标系 18

1.5.3 天球坐标系与地球坐标系之间的关系 19

1.6 时间系统 21

1.6.1 世界时（UT） 21

1.6.2 原子时（AT） 23

1.6.3 协调世界时（UTC） 23

1.6.4 力学时（DT） 24

1.6.5 GPS时 24

2.1 GPS系统简介 26

2.1.1 背景 26

第2章 全球卫星定位的基础知识 26

2.1.2 系统构成 27

2.1.3 GPS应用及发展前景 29

2.2 GPS导航卫星 29

2.2.1 GPS导航卫星的运行规律及基本轨道参数 30

2.2.2 GPS导航卫星发送的信号 32

2.2.3 GPS导航电文 40

2.2.4 导航卫星位置的计算 42

2.3 GPS接收机与伪距定位原理 45

2.3.1 GPS接收机 45

2.3.2 相关接收与载波跟踪 46

2.3.3 卫星定位算法 49

2.3.4 GPS系统定位误差分析 54

2.4 差分GPS 55

3.1.1 GPS交通车辆监控系统的基本目标 59

第3章 GPS交通车辆监控与数字地图 59

3.1 GPS交通车辆监控系统的技术指标 59

3.1.2 国内GPS交通监控系统的运营状况与存在问题 60

3.1.3 支撑GPS交通车辆监控系统的三项核心技术 60

3.2 GPS交通车辆监控系统的构成 62

3.2.1 GPS交通车辆监控系统的构成 62

3.2.2 监控中心局域网 62

3.2.3 数字移动通信网 64

3.2.4 GPS交通车辆监控系统的扩展 67

3.3 监控中心服务器平台操作界面 68

3.3.1 监控服务器接收与分发移动车辆信息界面 68

3.3.2 监控中心局域网系统配置 69

3.3.3 配置入网车辆属性数据库 72

3.3.4 对数字移动通信网的控制界面 73

3.3.5 对移动车辆的控制界面 75

3.3.6 在线帮助、自动连接Internet远程维护求助等功能 76

3.4 基于数字地图的GIS操作平台 78

3.4.1 数字地图的基本概念 78

3.4.2 数字地图显示幅面的调整 82

3.4.3 数字地图上的简单量测 82

3.4.4 地理地物信息查询与屏幕定位 85

3.4.5 数字地图上的最优路径选取 87

3.4.6 数字地图地理属性数据库的编辑 88

3.5 基于数字地图的监控系统操作平台 92

3.5.1 监控操作平台 92

3.5.2 报警平台 96

3.5.3 管理平台 96

4.1.1 链路结构 101

4.1 移动通信制式 101

第4章 通信和图像处理基础知识 101

4.1.2 组网方式 104

4.1.3 信令与协议 105

4.1.4 信道容量 105

4.2 移动通信中的数据传输 106

4.2.1 数字信号的格式 106

4.2.2 码元的形成 108

4.2.3 误码原因 109

4.3 差错控制基础知识 111

4.3.1 差错控制编码 111

4.3.2 差错控制方式 112

4.3.3 几种常用的检、纠错编码 112

4.3.4 CRC计算和校验过程 114

4.4.2 数字图像的描述 115

4.4.1 模拟图像的描述 115

4.4 数字图像的描述 115

4.4.3 数字图像的颜色模型 116

4.5 像素间的基本关系 118

4.5.1 两像素之间的距离 119

4.5.2 像素之间的邻接性 119

4.5.3 像素之间的连通性 120

4.6 图像分析与处理 120

4.6.1 灰度直方图 120

4.6.2 中值滤波 122

4.6.3 图像分割 122

4.7 数学形态学 126

4.7.1 集合论基本概念 126

4.7.2 二值形态学 128

4.7.3 灰度形态学 129

4.8 图像识别 131

4.8.1 模式识别 131

4.8.2 聚类分析 133

4.8.3 模板匹配和特征匹配 136

第5章 地图矢量化与数字地图数据库 138

5.1 数字地图的基本架构及其数据库 138

5.1.1 数字地图的基本结构 138

5.1.2 地理图形矢量的坐标系 139

5.2 数字地图的地理图形矢量库 141

5.2.1 地理图形矢量库中的点实体与面实体 141

5.2.2 地理图形矢量库中的线实体 142

5.2.3 数字地图矢量图形的层次模型 146

5.3 数字地图的地理属性数据库 147

5.3.1 地理属性数据库的内容 147

5.3.2 地理属性数据库与地理图形矢量库的关联 148

5.4 数字地图的大地经纬度显示 149

5.4.1 矢量地图大地坐标系 149

5.4.2 方位角不为零的矢量地图经纬度显示 151

5.4.3 大区域交通矢量地图的经纬度显示 152

5.5 数字地图图形矢量库的建立 153

5.5.1 交通道路网络矢量化流程概述 153

5.5.2 道路网络矢量化流程 154

5.5.3 黑白二值位图矢量化的数学基础 154

5.6 道路网络图层黑白二值位图的预处理 156

5.6.1 平滑处理 156

5.6.2 细化 157

5.6.3 连接断点 158

5.6.4 删除毛刺 158

5.7.1 弧段的搜索与跟踪矢量化 159

5.7 自动跟踪矢量化 159

5.7.2 弧段的矢量化 160

5.7.3 矢量化数据的存储与显示 160

5.7.4 矢量化数据对数字地图矢量文件的转化 161

5.8 合肥市交通地图矢量化实例 162

第6章 数字地图操作平台软件编程 164

6.1 监控系统数字地图操作平台软件的总体框架 164

6.2 面向对象技术在程序开发中的应用 165

6.2.1 引入面向对象技术 165

6.2.2 OOA模型 166

6.2.3 本系统采用的具体方法 167

6.2.4 类及对象的详细说明 171

6.2.5 面向对象的设计（OOD） 173

6.2.6 面向对象的编程（OOP） 175

6.3.1 系统概貌 176

6.3 数字地图操作平台系统的软件实现 176

6.3.2 数字地图操作主题MapForm 179

6.3.3 数字地图显示MapPanel主题 180

6.3.4 数字地图数据库操作Map-DataBase内层主题 181

第7章 GPS车辆监控专用数字移动通信网 183

7.1 GPS车辆监控系统专用数字移动通信网技术指标 183

7.1.1 建立监控系统专用数字移动通信网的意义 183

7.1.2 监控系统专用数字移动通信网的设计指标 184

7.2 GPS车辆监控系统专用数字移动通信协议 184

7.2.1 网络协议层次模型 184

7.2.2 物理层 187

7.2.3 数据链路层 187

7.2.4 网络层 189

7.2.5 高级应用层 191

7.2.6 GPS车辆监控系统专用数字移动通信网工程设计 192

7.3 GPS车辆监控系统数字移动通信网的硬件实现 193

7.3.1 硬件设计概述 193

7.3.2 数传调制解调模块 194

7.3.3 单片机最小系统 200

7.3.4 移动终端调制控制器的附加模块 203

7.3.5 中心基站调制控制器的附加模块 205

7.3.6 外围部件 205

7.4 调制控制器的软件实现与调试 208

7.4.1 汇编程序总体布局 208

7.4.2 电台延时的处理 209

7.4.3 系统同步的实现 211

7.4.4 系统可靠性 212

8.1.1 城市交通道路网络自动识别的意义与现状 216

8.1 城市交通地图道路网络自动识别概述 216

第8章 地图道路网络自动识别 216

8.1.2 城市交通地图道路网络自动识别概述 217

8.1.3 城市栅格交通地图道路自动识别的总体框图 219

8.2 城市交通地图中特殊图标的识别与替代 220

8.2.1 城市交通地图中的特殊图标 220

8.2.2 特征匹配法实现医院图标的识别与替代 221

8.2.3 医院图标识别的程序实现 222

8.3 城市交通地图的规范化处理 223

8.3.1 城市交通地图的图像分割 223

8.3.2 城市交通地图的规范化处理 224

8.3.3 带有识别功能的自动规范化 226

8.3.4 简化的自动规范化过程 228

8.4 规范化交通地图的噪声再聚类 230

8.4.1 规范化彩色交通地图的噪声再聚类 231

8.4.2 规范化灰度交通地图的噪声再聚类 235

8.5 闭环反馈改善道路识别率 238

8.5.1 闭环反馈改善道路识别过程框图 238

8.5.2 首次基于像素点八方向外延特征的噪声完全再聚类 239

8.5.3 提取道路的中心线 240

8.5.4 道路中心线违规判据与处理准则 241

8.5.5 道路判别与反馈循环处理 242

8.5.6 进一步的讨论 244

8.6 几个典型示例 245

8.6.1 城市旅游交通地图 245

8.6.2 高速公路交通地图 247

第9章 数字地图拓扑校正技术 250

9.1 数字交通地图自动生成校正平台框架 250

9.1.1 数字交通地图自动生成校正平台 250

9.1.2 矢量交通地图自动校正的重大意义 251

9.1.3 拓扑学基本常识 252

9.2 矢量地图自动校正 254

9.2.1 矢量地图所在区域大地坐标的自动获取 254

9.2.2 矢量地图拓扑校正的定义 255

9.3 矢量地图整体线性拓扑校正 256

9.3.1 矢量地图线性拓扑校正的目标 256

9.3.2 矢量地图线性拓扑校正算法 257

9.3.3 矢量地图DFP误差校正算法 258

9.3.4 矢量地图整体线性拓扑校正算法实例 260

9.4 矢量地图离散非线性拓扑校正思路 261

9.4.1 离散非线性校正算法的思路 261

9.4.2 矢量地图离散非线性拓扑校正框架 262

9.5 矢量地图离散非线性拓扑校正算法 263

9.5.1 矢量地图两点定标 264

9.5.2 离散非线性拓扑校正算法 265

9.5.3 矢量地图离散非线性拓扑校正实例 267

9.5.4 离散非线性拓扑校正的讨论与改进 268

第10章 GPS应用典例 271

10.1 技术、机遇和伙伴 271

10.2 新的理念 271

10.3 新的市场营销思路 273

10.4 科技创新 274

10.5 资金运作 277

10.6 典型成功案例 277

附录A 数字地图操作主题MapForm的类一对象详细说明 279

附录B MapForm的数字地图操作说明 283

附录C 数字地图显示主题MapPanel的类一对象详细说明 286

参考文献 292