开发GarMin导航仪随机软件

殷学涛 林勇 庄志伟 邱春雷 庞浩然

摘要：本文主要阐述了Gaimin导航仪在我青海探区生产应用中遇到的几点问题，如椭球和投影基准参数设置，以及随机软件MapSource的导入导出功能使用的GPX文件格式，与现有工具软件（Mapinfo、AutoCad等）进行数据转换存在不便。为了使Mapsource与其它生产软件进行数据共享，结合我探区的工作流程，开发出了一套辅助软件包，解决GPX（GPS Exchange Format）格式文件读和写问题，和内联的坐标转换问题，并开发与Mapinfo、GlobeMap等软件数据接口；建立航线数据Mapinfo数据表，保存野外采集数据资源，使导航仪更好地发挥其性能，为地震队很好地提供技术服务。

关键字：Gaimin导航仪MapSource数据共享 GPX

中图分类号：V241文献标识码： A

1、引言

随着GPS单点定位技术的发展，尤其是美国取消了AS和SA干扰政策后，导航仪的定位精度得到了大幅度提高。深得野外作业人员的青睐，Garmin导航仪是地震勘探项目生产必不可少的工具之一，近年来被广泛应用于地震勘探项目，如工区探勘、测量和爆炸班等班组找点工作，它操作简单、易学易懂，尤其在夜间放炮作业时，用它导航寻找炮点位置，极大地提高了地震采集效率。

2、问题提出

随着Garmin导航仪广泛应用，也暴露出了很多专业性问题。如导航仪的椭球设置和投影基准设置；采用手工方式在Garmin导航仪上输入航点，编辑航线；利用航点导航，而忽略方便的航线导航，原因是手工编辑航线很费时；诸多此类因素，很难保证在Garmin 导航仪上手工编辑不出问题。而解决这些问题的最佳途径就是很好地利用它的随机软件MapSource，利用它导入设计好的航点、航线，简化野外操作，以免点位坐标被误操作。

但MapSource对外部数据导入给予了一些限制，必须以GPX和WPT、Rte（MapSource早期版本使用）的特定格式完成，但它们都有不便之处，如航点点名长度必须是6位，否则，导入导航仪内会被自动取位（因受导航仪内部点名的长度的限制）；GPX文件是XML格式，坐标是WGS84坐标系统的十进制的经纬度，与生产应用的北京坐标系的平面坐标之间存在坐标转换。Garmin导航仪采集回来的航点和航迹，若被Mapinfo、Autocad等软件使用，需做编辑和坐标转换等工作。

为很好地使Gaimin导航仪在生产中得到应用，更好地发挥它的优势，与日常生产软件有机结合，避免数据转化中出错，加大数据资源共享，简化数据导入的难度，扩大导出数据的利用率，精确地服务项目生产。为此开发一套MapSource软件的辅助工具包来解决这类问题。

3、解决的问题的思路

Garmin导航仪的数据批量上装和下载需要他的支持软件Mapsource，而MapSource需要导入导出Gpx格式文件，而Gpx文件读取和生成需要进行数据转化和编辑才能顺利完成任务，下面是MapSource软件和GarMin的应用流程图：

图1：MapSource软件和GarMin的应用流程图

在深入分析地震队生产流程，调研需求并分析，辅助工具包必须解决如下问题：

1、开发坐标转换模块，解决坐标系统的换算问题。

2、开发读取和生成GPX文件的数据接口模块，架设与GARMIN随机软件Mapsource数据沟通桥梁。

3、系统必须考虑与日常生产软件进行数据共享问题，如与常用软件Mapinfo、VTS、GOOGLE EARTH、GLOBALMAP、SSOFFICE和AUTOCAD等软件的数据共享。

常用软件数据借口文件

软件名称 接口文件 说明

MAPINFO *.dat,*.ID,*.Map,*.tab 用MAPX控件开发，可同时满足

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

GLOBALMAP *.GPX

AUTOCAD CSV,dxf

SSOFFICE Txt,csv

Google earth Kml,gpx

4、疏通Garmin导航仪的地方坐标系统和投影设定的流程和参数。

4、软件功能

4.1系统概述

软件运行环境：Windows 2000、windows Xp、Microsoft Office2003及以上；

开发平台：VisualBasic6.0 +Sp6(补丁) ；

硬件需求：40G硬盘、128以上内存；

软件特点：软件操作专业化，功能实用，界面布局仍需改进。

图2：软件图形管理界面图3：软件数据管理界面

4.2软件功能

根据生产实际需求，开发了图形管理和数据管理两个主界面，各自实现特定需求功能，以便数据的很好应用。

4.2.1数据管理

主要目的是处理常用的几种数据格式，如XML、Htm、CSV、Txt、GPX、KML等格式，以便对数据进行编辑和坐标转换。

数据编辑功能模块采用Spreadsheet控件开发，与Excel工作表中数据交互方便，适合使用者的习惯。主要承担图形数据导入导出的整理工作。

坐标转换工具 有常用的同一椭球的空间直角坐标系与大地坐标系、平面直角坐标系与大地坐标系以及换带计算；不同椭球间的空间直角坐标系、平面直角坐标系、大地坐标系之间的相互转换；以及高斯-克吕格与UTM的转换和常见的几种角度模式转换。在与平面直角坐标发生转换时，提供了带号（加带号和取带号）、带宽（6度带和3度带）、投影方式（高斯-克吕格和UTM）的选择。这些功能可以系统解决我探区生产中遇到的坐标转换问题。

另外，本模块的坐标转换不仅可以对本表内的数据进行操作，也可以对Excel工作簿中的数据表进行操作。尤其针对GPX、KML文件的生成，提供了集成化的设置界面，针对所有可能出现的坐标类型的数据，直接生成Gpx、KML文件。

4.2.2图形管理

图形管理模块采用GIS组件MAPX开发，具有绘制、浏览、查询、编辑航点、航线功能，目的是为GarMin导航仪结合卫图设计航线，和处理航点和航线，生成Mapinfo格式的图形文件，方便了测线物理点数据或导航仪记录的航点、航迹直观浏览编辑，其文件可直接被Maininfo和 VTS监控系统软件使用。

数据导入功能 选择提取本表和Excel中的物理点信息绘制成图形数据，以便查阅编辑浏览。针对GPX文件开发了直接读取绘制成图模块。

数据导出 选择图形实体后，将其空间信息导出到数据管理模块，也可直接输出成GPX文件。

5、生产应用效果

效果1：数据管理模块不仅为物理点编辑提供了一个很好的工具，而且坐标转换功能不仅有效解决了读取和生成GPX文件数据中的角度模式转换和WGS84和北京54之间的坐标转换，而且也为其它所需的坐标转换提供了服务。

效果2:图形管理模块，不仅在卫片底图上设计航点和航线，而且也可以展绘航点和航迹，为保存航迹和航点数据，重复利用提供了平台。

效果3：为野外生产解决了Garmin导航仪和Mapsource软件的参数配置的问题，修正了原软件的用户自定义属性（User defined Datum Properties）界面中三参数输入问题，按原提示WGS84-〉Local，得到的结果总是地方坐标系的平面坐标有偏差（Local），经测定三参数应按Local（地方）—>WGS84输入，长轴和偏率差按WGS84-〉Local输入，这样才能保证导航仪和Mapsource软件显示的地方坐标与设计结果可保持一致。

图3：Mapsource软件的参数配置（93度的投影参数、柴达木盆地整体三参数和Wgs84与克氏椭球的长轴和扁率的差）

另外，Garmin导航仪的三参数不能输入小数位，只有整数位，经比对检验如下：Xmax小于0.1米,Ymax小于0.2米,hMax小于0.5米。对导航而言，这点误差对导航仪而言可以忽略不计。

效果4：如实解决了GPX文件读写的不便，如WGS84坐标与北京54坐标转换和角度模式转变等技术问题，既便利了GARmin导航仪采集数据的充分利用，又便利了生产数据导入Garmin导航仪，给野外生产切实做了技术服务。同时也解决生产数据转为GPX文件，进而为生产数据导入Google Earth软件、Globalmap等软件铺平了道路，尤其是充分利用GoogleEarth的高清晰度位片，进行设计航线，结果输出后整理导入Garmin导航仪提供了平台，有效提高数据的利用率。

效果5：因Mapsource软件是多种GPS导航仪的PC机处理软件，本工具包必然有好地用途，

6、结束语

GarMin工具包简化了GPX文件的读写，方便了数据的编辑和利用，既可以直观在卫片图上设计航点和航迹，又可以导出数据；极大方便了野外作业。同时也为常用软件进行数据共享建立了一条通道。尤其是生产数据在Google Earth上的展绘，可清晰查看探区各生产单位的施工区域，以及地表地物的分布，为上层领导和基层技术人员，提供了一个实用工具。