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1、基于Google Earth的飞行模拟系统摘要Google Earth是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。其使用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇照片。甚至提供Google Maps所没有的图片。鉴于GPS在导航定位领域的霸主地位和Google Earth的3维实景地图服务功能的日益增强，将二者结合起来便可以随时知道使用者所在的位置及行走速度和方向, 起到卫星地图导航作用。Google Earth可让你前往世界上任何地方，以查看卫星图像，地图，地形，3D建筑物，来自外层
2、空间的星系的峡谷海洋。您可以探索丰富的地理内容，保存你的参观场所和与其他人分享。全球定位系统GPS (Global Positioning System)具备高精度、全天候、全球覆盖、高效率、自动化等显著特点，使得卫星导航技术的发展已逐渐取代了无线电导航、天文导航等传统导航技术，而成为一种普遍采用的导航定位技术。本文首先介绍了飞行模拟的优缺点，其次是介绍GPS发展状态和趋势，接着是GPS接收机的通讯协议，以及串口数据通讯的方法。本文用了Win32API类、RECT类、NativeMethods类、DoublePoint类来解决了鼠标事件和获取Google Earth事件，用Timer来控制整个
3、模拟飞行，以及精确的算出航线距离。用串口类SerialPort来解决GPS和计算机间的数据传输，并动态的显示记录NMEA-0183原始语句。结合Google Earth进行动态的飞行模拟及导航定位。该系统把Google Earth和飞行模拟相结合，可进行模拟飞行，精确算出实际飞行距离（地面距离、航空距离），GPS导航定位，为以今后这方面的发展奠定了基石。关键字：飞行模拟；导航定位；GPS；Google Earth；NMEA-0183目 录摘要1第一章 绪论21.1 开发背景21.2 研究意义41.3 技术支持4第二章 需求分析102.1 项目提出者102.2 承接者102.3 项目提出的原因1
4、02.4 项目编写的目的102.5 项目的名称102.6 系统的功能11第三章 系统设计概要123.1 系统设计方案123.2 系统流程图12第四章 详细设计134.1 登录及锁定功能的实现134.2 文档加载和鼠标操作144.3 系统时间和右键菜单的控制154.4 飞行模拟的实现154.5 GPS数据的传输174.6距离的测算194.7图层模块的具体实现21第五章 软件测试225.1软件测试的含义225.2软件测试的环境和配置225.3软件测试的方法和步骤225.4软件的测试结果及缺陷分析22第六章 总结23致谢24参考文献25第一章 绪论1.1 开发背景Google Earth是Googl
5、e公司于2005年推出的三维地图服务业务。通过它，你能看到全世界任何角落的三维地图。Google Earth是一款完全免费的全球卫星地图集成软件,它可以经计算得出三维地图,最高精度达到5年前军用级水平,能清楚地看到地面上的汽车和树木,低精度也相当于在5000m高空中俯瞰地球,可以看清楚每条路。它能让你足不出户浏览世界，随心所欲地观察到世界的每一个角落。Google Earth采用了成熟的宽带技术，能实时地为用户提供3D图形及图标的基础数据，可以从任意角度浏览到你所观察区域的高清晰地形地貌。Google Earth的主要功能有：结合卫星图片、地图，以及强大的Google搜索技术，提供全球地理信息
6、；目的地输入，直接放大；搜索学校、公园、餐馆、酒店、机场等公用建筑或设施；获取驾车指南；提供3D地形和建筑物影像，其浏览视角支持倾斜或旋转；保存和共享搜索到收藏夹；添加自己的注释。Google Earth软件为适应不同的操作系统还有Mac版和Linus版,在Windows系统下有3种常见版本: 免费版( Google Earth-Free Version)、增强版(Google Earth2Plus)和专业版( Google Earth Pro)。这几个版本其区别是增强版、专业版增加了一些譬如绘制线条/多边形、GPS导航、统计等功能,但它们的全球的地貌影像与3D数据都是一样的,并不存在增强版、
7、专业版的图象质量更好的说法。免费版可以不限时间自由使用,应用极为广泛。由于全球定位系统GPS (Global Positioning System)具备高精度、全天候、全球覆盖、高效率、自动化等显著特点，使得卫星导航技术的发展已逐渐取代了无线电导航、天文导航等传统导航技术，而成为一种普遍采用的导航定位技术，并在精度、实时性、全天候等方面取得了长足进步。现不仅应用于物理勘探、电离层测量和航天器导航等诸多民用领域，在军事领域更是取得了广泛的应用：在弹道导弹、野战指挥系统、精确弹道测量以及军用图快速测绘等领域均大量采用了卫星导航定位技术。正如人们所说：“GPS 的应用，仅受人们的想象力制约。”GPS
8、 问世以来，已充分显示了其在导航、定位领域的霸主地位，许多领域也由于GPS 的出现而产生革命性变化。目前，几乎全世界所有需要导航、定位的用户，都被GPS 的高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活和优质价廉所吸引。基于单点定位的GPS 技术，可应用于地面车辆、船舶等概略导航定位的精度为30-100 米的伪距单点定位。而基于实时差分定位的GPS 技术，则可应用于第二次全国土地利用现状调查的定位、野外校核检查以及今后的年度土地变更调查，将外业采集到内业数据处理做到电子化，可以简化土地调查程序、降低工作强度、提高外业调查的精度和效率，为土地利用数据库及时更新提供了有效的工具。国家测绘局2009 年春节前夕
9、做出战略决策：启动“国家地理信息公共服务平台”建设工程，打造中国的“Google Earth”(谷歌地球)。李德仁院士告诉记者，2008 年11 月底，国家测绘科技委员会在上海召开会议，提出了启动该工程的建议。资料显示，地理信息服务的市场潜力巨大，目前“Google Earth”能吸引10 亿美元广告，印度等国已着手建立自己的平台。基于这种考虑，李德仁等专家提出，将这个平台建成信息共享系统，同时分别建设它的政务网和公众网，两个网络从物理上隔离，提供不同清晰度、精准度的信息服务，两者相得益彰。随后，他参与的专家组确认了基本方案：定位于地理信息共享服务，将政务网与公众网分开建设。网络上有不少的飞行
10、模拟游戏，而本文的飞行模拟却与它们完全不同，本文采用的是先画出一条航迹轨迹，在沿着该轨迹进行飞行，但是目前效果做的还不是很佳。但是也可以基本满足用户享受一把飞行的感觉，也可以测算出飞行的距离。1.2 研究意义有鉴于Google Earth 和GPS集成的深远意义，和Google Earth结合飞行模拟具有很大的开发前景，因此本系统用Google Com API调用Google Earth在进行航迹的飞行模拟；采用国内NMEA-0183数据接口协议的GPS和计算机之间的数据通讯及与Google Earth之间的数据通讯进行定位。1.3 技术支持1.3.1 C#.NET简介Visual Studi
11、o 是一套完整的开发工具集，用于生成 ASP.NET Web 应用程序、XML Web Services、桌面应用程序和移动应用程序。Visual Basic、Visual C+、Visual C#和Visual J#全都使用相同的集成开发环境 (IDE)，利用此IDE 可以共享工具且有助于创建混合语言解决方案。另外，这些语言利用了.NET Framework 的功能，通过此框架可使用简化ASP Web 应用程序和XML Web Services 开发的关键技术。C#.NET 则是一种高级的面向组件的编程语言；C#.NET 采用了内存垃圾的回收技术,即内存的分配是自动完成的,当被C#的对象占用
12、的内存在该对象不再被使用时,将被释放；C#.NET 中的对象会被自动地转换成C#.NET 模式；总之,C#.NET 是一种类型安全的、现代的、简单的,由C 和C+衍生出来的面向对象的编程语言,兼具Visual Basic的开发时间短和C+的效率高的特点。1.3.2 Google Com API接口Google Earth 采用的3D 地图定位技术能够把Google Map 上的最新卫星图片推向一个新水平。用户可以在3D 地图上搜索特定区域，放大缩小虚拟图片，然后形成行车指南。此外，Google Earth 还精心制作了一个特别选项鸟瞰旅途，让驾车人士的活力油然而生。Google Earth 主
13、要通过访问Keyhole 的航天和卫星图片扩展数据库来实现这些上述功能。该数据库能够进行不断更新，它含有美国宇航局提供的大量地形数据，未来还将覆盖更多的地形，涉及田园，荒地等。Google Earth 的卫星影像，并非单一数据来源，而是卫星影像与航拍的数据整合。其卫星影像部分来自于美国DigitalGlobe 公司的QuickBird（捷鸟）商业卫星与EarthSat 公司（，美国公司，影像来源于陆地卫星LANDSAT-7 卫星居多）， 航拍部分的来源有BlueSky 公司（www.bluesky-，英国公司，以航拍、GIS/GPS 相关业务为主）、Sanborn 公司（，美国公司，以GIS、
14、地理数据、空中勘测等业务为主）等。Google 地球可带您飞往地球上的任何地方，您可以在 Google 地球上看到卫星图像、地图、地形和 3D 建筑，包括外太空的银河系以及大洋峡谷。您可以探索丰富的地理知识，保存游览过的地点，并将其与他人分享。Google Earth 整合Google 的本地搜索以及驾车指南两项服务，能够鸟瞰世界，将取代目前的桌面搜索软件。他可以让你在虚拟世界中如同一只雄鹰在大峡谷中自由飞翔，登陆峡谷顶峰，潜入峡谷深渊。针对Google Earth 的开发有两种方式，一种是基于Google Earth 的Com API，一种是基于KML。基于 Com API 的开发方式主要用
15、来控制Google Earth 的视角、实现动画效果，而基于KML 的开发方式主要用来生成地理要素，实现数据的动态更新等。在实际应用中，需要结合这两种开发方式，这样才能得到比较理想的效果。Google Earth COM API 是Google 最近向外界公布的一组接口，利用Google Earth COM API 我们可以通过设计软件对Google Earth 发送指令进行信息查询。通过外部应用，我们可以方便地查询当前视图，控制3D 视角，加载KML 元素等等。Google Earth COM API 接口主要有以下五部分构成：IApplicationGE 接口是Google Earth COM API 主要部分ICameraInfoGE 接口可以详细描述在Google Earth 中的元素的相机(camera)视角和相对于元素的方向以及方位IFeatureCollectionGE 接口是元素集合的一类接口IFeatureGE 接口描述了KML 元素的基本信息IViewExtentsGE 接口描述了由经度和纬度确定的在Google Earth 中的观察范围（1）IFeatureGEIFeatureGE 是描述加载到Google Earth 中的KML 元素的简单功能的接口，本系统用到的IFeatureGE 接口的
