目录
1 绪论 (1)
2 系统总体结构 (1)
3 GPS/GPRS 系统的组成原理及构成 (2)
3.1 GPS 定位基本原理 (2)
3.2 GPRS 网络结构及传输原理 (3)
4 系统软件的设计与实现 (4)
4.1 系统软件结构 (4)
4.2 Linux 在S3C2440 上的移植 (5)
4.3 多线程技术在Qt 中的应用 (6)
总结 (7)
致谢 (8)
参考文献 (9)
1绪论
车载电子设备在技术水平上的不断提高已经成为现代汽车发展的重要标志之一，而车载导航设备是其中重要组成部分。它要将数据通讯系统，影音娱乐系统，定位系统，电子控制系统实时显示出来，让用户得到充分的驾驶信息，以ARM及嵌入式操作系统为技术核心，为车辆驾驶者提供安全行驶所必需的路况、地理信息的车载导航系统目前正在全世界得到越来越广泛的应用，大大提高了用户驾驶体验与车辆运行的安全性。
但目前市场上的车载导航系统多使用WinCE作为操作系统，不仅软件使用价格昂贵，而且对硬件要求较高，运行速度偏慢。
2系统总体结构
系统整体结构如图1 所示，本系统采用SAMSUNG 公司的S3C2440A 嵌入式处理器，标称工作频率：400MHz；CPU 内置STN/CSTN/TFTLCD控制器，支持1024ⅹ768 分辨率以下的各种液晶；以太网控制器；1 通道5 线制串口，2 通道3 线制串口，CAN 接口，SPI接口，RTC实时时钟等；通过RS232 外接GPS接收仪及GPRS模块; 系统外扩64NB SDRAM，用于操作系统内存空间，存放动态数据和运行程序; 系统外扩
64MBFlash空间，用于存放Linux 内核，文件系统，应用程序和用户数据[1]。
图1 系统结构
系统软件基于嵌入式Linux 操作系统，并选择Qt/Embedded 作为图形用户界面（GUI）开发环境。Qt 是Trolltech 公司推出的跨平台的应用程序框架，Qt/Embedded 是Qt 面向嵌入式应用的版本，一次编写，随处编译。Qt 特有的信号/槽（singal /slot）机制，加强了对象间通信的灵活性；通过裁剪去掉无关模块可以调整库文件的大小，适合嵌入式系统使用；在QT 中支持OpenGL 接口和矢量图形格式SVG. 能充分满足导航系统绘图需要。系统从GPS实时获取车辆位置（包括经纬度与时间等）和运行信息（包括车速与方向等），在电子地图上显示相关导航信息，用户通过触摸屏操作，提供地图漫游、地图查询和道路信息管理等功能。
3 GPS/GPRS 系统的组成原理及构成
3.1 GPS 定位基本原理
GPS是英文Global PositiONingSystem的缩写。GPS系统包括三大部分：空间部分--GPS卫星星座；地面控制部分--地面支持系统；用户设备部分--GPS信号接收机GPS 信号接收机通过捕获按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解析出GPS卫星所发送的信息报文，实时地计算出测站的三维位置、速度和时间等信息[2]。
GPS 的定位原理实质上就是测量学的空间测距定位，利用在平均20200km 高度均匀分布在6 个轨道的24 颗卫星，发射测距信号码和载波，用户通过接收机接收这些信号测量卫星至接收机之距，通过一系列方程演算，便可知地面定位坐标。用户测得的到卫星的距离称为“伪距”，它不是用户到卫星的真正距离，其中还包括卫星时钟的偏差，用户时钟的偏差信号，传播延迟引起的测距误差等，因此在至少收到三颗卫星后，即可计算出平面坐标（经纬度）值，收到四颗则可在计算出方程值，这就是GPS 的基本定位原理。
如图2所示GPS 定位原理图。
图 2 GPS 定位原理图
程式中各个参数意义如下: x,y,z 为待测点坐标的空间直角坐标。x i 、y i 、z i (i=1, 2, 3, 4)分别为4 颗卫星在t 时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。Vti (i=1, 2, 3, 4)分别为4 颗卫星的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。Vt0为接收机的钟差。由以上方程即可解算出待测点的坐标x,y,z 和接收机的钟差Vt0。
3.2 GPRS 网络结构及传输原理
GPRS的英文全称为General PacketRadio Service,中文含意为通用分组无线服务。它是利用"包交换"(Packet-Switched)的概念所发展出的一套无线传输方式。即将需要传送的信息划分为一定长度的包(分组)，每个分组信息都载有接受地址和发送地址的标识；在传送数据之前，先建立虚连接，然后依序发送。目前中国移动GPRS网络已覆盖全国所有省、直辖市、自治区，网络遍及240多个城市。利用分布广泛的GPRS网络，可以很容易地实现异地数据的无线传输，并且价格十分低廉。GPRS具有以下优点：①永远在线：只要激活GPRS应用后，将永远保持在线，不存在掉线问题，类似于一种无线的专线网络。②按流量计费：虽然保持永远在线，但不必担心费用问题，因为只有产生通信流量时才计费。它是一种面向使用的计费，计费方式更加科学合理。③快速登录：全新的分组服务，无需以往长时间的拨号建立连接过程。④自如切换：话音和数据业务可以切换使用，电话上网两不误。⑤高速传输：GPRS最高理论传输速度为171.2kbit/s,目前
使用GPRS可以支持40kbit/s左右的传输速率。GPRS 是在原有的GSM 网络中增加了两个节点：SGSN(Serving GPRS SupportNode，服务GPRS 节点）和GGSN（Gateway GPRS SupportNode，网关GPRS 节点），SGSN 的主要作用就是记录车辆的当前位置信息，并在车辆和GGSN 之间完成移动分组数据的发送和接收，GGSN 主要是起网关作用，它可以和许多不同的数据网络连接。GGSN 提供了GPRS 网络与Internet 的接口，而SGSN 负责联系移动终端和GGSN，应此，一个完整的GPRS 通讯过程就是车载终端发出的数据先传至BSS（Base Station System 基站系统），经由GPRS 网络传至GGSN,通过GGSN 接入Internet，在Internet 上依靠TCP 协议传给上位机，终端接收数据的流程则与此相反，GPRS 数据收发在网络层使用TCP/IP 协议。
4 系统软件的设计与实现
4.1 系统软件结构
主要由以下模块组成：用户界面显示模块、GPRS 通讯模块、GPS 定位模块、地图匹配模块、路径规划模块、电子地图模块、底层通讯模块等。如图3所示系统软件结构总体框图[3]。
图3 系统软件结构总体框图
用户界面显示模块：用户与车载导航系统交互的平台，通过调用其它模块起到信息
