定位系統(tǒng)自問世后便得到了蓬勃發(fā)展，其應用已滲入到各行各業(yè)。個人消費領域引領移動定位類型科技產(chǎn)品集中涌現(xiàn)，其他領域和行業(yè)也有大量技術更新。目前各領域的定位系統(tǒng)主要集中在平臺和地圖的研發(fā)上，平臺配合應用要求選用硬件，地圖根據(jù)顯示要求實現(xiàn)軟件算法。因而，它們在定位系統(tǒng)的研究工作中各成體系，兼容性不強。
　　近年來，在定位系統(tǒng)設計中，硬件選擇越來越集中在幾個品牌的幾個型號上。而軟件設計方面比較分散。因而在一個兼容性強的平臺上實現(xiàn)軟件的集中研發(fā)，將是未來的研發(fā)方向。
　　這里提出一種系統(tǒng)構(gòu)造模式，弱化硬件平臺的影響而力求最大限度的統(tǒng)一軟件設計。
　　1 系統(tǒng)整體設計方案
　　這里提出一種實用的設計方案，通過對系統(tǒng)的各方面配置，實現(xiàn)GPS實時導航功能。系統(tǒng)主控器件采用韓國Samsung公司生產(chǎn)的ARM核32位RISC微處理器S3C2410，并在由其組成的開發(fā)板上移植Linux操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)負責系統(tǒng)的整體調(diào)度和控制。通過S3C2410的UART接口連接GPS接收機，用以接收NEMA0183格式的GPS定位信息。通過UART接口和GSM／GPRS模塊MC35進行通信。
　　為了在移動LED上實現(xiàn)電子地圖的繪制顯示，系統(tǒng)的整體層次結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。Linux操作系統(tǒng)負責底層硬件的初始化和管理，并向上層提供應用接口，MiniGUI完成電子地圖在LED上的繪制，并通過Linux內(nèi)核提供的應用接口與GPS接收機和GSM／GPRS模塊完成通信等功能。
　　
　　2 圖形界面支持系統(tǒng)——MiniGUI
　　MiniGUI是一個針對嵌入式系統(tǒng)的輕量級圖形界面支持系統(tǒng)。MiniGUI能夠在各個不同的平臺上提供最大程度的接口兼容性，可運行于AR-M、MIPS等各種主流嵌入式硬件平臺之上。它能夠提供一個輕型、資源開銷少的嵌入式圖形接口。
　　這里利用MiniGUI Ver l．3．3版本，將其編譯為lite版本并移植到基于ARM核的32位微處理器S3C2410上。在此基礎上，開發(fā)基于MiniG-UI的電子地圖顯示應用程序，配合GPS信號接收機實現(xiàn)定位導航功能。
　　2．1 交叉編譯MiniGUI
　　MiniGUI從結(jié)構(gòu)層次上可以分為3層，最上層是APT層，中間層是MiniGUI核心，負責維護整個窗口系統(tǒng)的運行，最下層由2部分組成，即圖形抽象層（GAL）和輸人抽象層（IAL）。
　　為了使MiniGUI能夠在不同的目標平臺上運行，必須有針對相應平臺的交叉編譯環(huán)境。根據(jù)本文的設計選用S3C2410器件，則選擇交叉編譯環(huán)境Linux-ARM，選擇Mizi公司針對Samsung公司32位ARM核RISC微處理器S3C2410設計開發(fā)的工具鏈，這樣的配置環(huán)境使軟件和硬件具有更好的兼容性。具體交叉編譯的步驟如下：
　　1）修改configure文件。設置make環(huán)境變量CC、LD及AR等。
　　2）GAL（圖形引擎）和IAL（輸入引擎）接口的實現(xiàn)。在MiniGUI中，GAL和IAL是MinGUI的2個基礎設施，MiniGUI的高可靠度在很大程度上也是由于這2個接口提供了獨立于硬件的抽象能力。這2個接口的抽象類似于Linux內(nèi)核中的虛擬文件系統(tǒng)。
　　在具體實現(xiàn)一個輸入引擎（IAL）時，其中最為關鍵的是事件處理函數(shù)wait_event（）的實現(xiàn)，MiniGUl會不斷的調(diào)用該函數(shù)，來確定在輸入引擎上是否有輸入事件發(fā)生。這里需要特別注意的是，因為MiniGUI是通過select系統(tǒng)調(diào)用來實現(xiàn)進程間通信機制的，因此在實現(xiàn)lite版本輸入引擎的wait_event函數(shù)時，一定要通過select函數(shù)或與其等價的poll函數(shù)實現(xiàn)。與此同時，在實現(xiàn)目標板的觸摸屏驅(qū)動時，必須要實現(xiàn)對應file_operaTIons結(jié)構(gòu)中的poll函數(shù)指針。即使觸摸屏驅(qū)動未提供poll函數(shù)，也要在wait_event返回之前調(diào)用select，并傳遞相關參數(shù)。
　　Linux系統(tǒng)提供了一種基礎設施——FrameBuffer，通過這個設施Linux的圖形輸出有了統(tǒng)一的接口。由于MiniGUI可以通過FrameBuffer獲得統(tǒng)一的圖形引擎接口。
　　因此其適應性大大提高，也就很少需要再為MiniGUI編寫GAL驅(qū)動層。
　　3）依次運行configure、make和make install命令，完成MiniGUl的配置和編譯。
　　經(jīng)過上述編譯過程，會將編譯好的MiniGUI庫文件安裝在／home／MiniGUI-lite目錄下。為了減小庫文件的大小，根據(jù)需要利用config-ure命令去掉MiniGUI中一些不需要的功能，同時利用交叉編譯工具鏈中的strip命令刪除MiniGUI函數(shù)庫中的符號信息和其他一些調(diào)試信息。
　　2．2 MiniGUI向S3C2410上的移植
　　在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中，編譯完MiniGUI和應用程序后，把MiniGUI庫和應用程序拷貝到為目標系統(tǒng)準備的文件系統(tǒng)目錄中，然后使用相關工具生成文件系統(tǒng)映像，下載到目標板上。
　　MiniGUI在運行時需要一個配置文件，用來配置MiniGUI運行所需要的環(huán)境參數(shù)。本設計中，將配置文件MiniGUI．cfg放到目標板的／etc目錄下。另外，MiniGUI使用framebuffer作為其輸入引擎，因此在編譯Linux內(nèi)核時，選擇將framebuffer相關的功能編譯到內(nèi)核中去。
　　3 繪制基于MiniGUI的電子地圖的算法
　　3．1 提取電子地圖數(shù)據(jù)的算法實現(xiàn)
　　由于GUI的程序和傳統(tǒng)單一流程的程序不太相同，因此通過簡單的循環(huán)獲取GPS數(shù)據(jù)的方式是不可取的。該系統(tǒng)通過多線程的循環(huán)提取數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)的提取與處理是在一個單線程中完成的，從而避免了數(shù)據(jù)和處理的復雜交互，能更好地體現(xiàn)實時性。
　　首先，對所采用的坐標系進行說明：假定有一個形狀為嚴格矩形的地圖，其像素坐標原點為（O，0），地圖X軸方向上的寬度為W個像素點，Y軸方向上的高度為H個像素點，地圖上某點的坐標為（X，Y），則定義該像素點的歸一化坐標為（x／W，y／H）。對于終端而言，其覆蓋的地理范圍相對于地球半徑來說幾乎可以看作無窮小，故可以認為電子地圖所對應的經(jīng)緯度坐標在其覆蓋的區(qū)域內(nèi)是線性變化的。有了這2個點的坐標數(shù)據(jù)后，當從GPS接收機讀取到經(jīng)緯度坐標時，根據(jù)近似的線性映射關系，就可以算出該坐標在電子地圖上的歸一化坐標。這種映射關系，根據(jù)歐式幾何原理即式（1）和式（2），由已知的2個點可以算出點A和點B的未知參數(shù)。
　　
　　要得到地圖的左上角和右下角的經(jīng)緯度坐標，只需知道地圖邊界范圍內(nèi)任取的2個參考點的4個參數(shù)即可。通過在某地實地采集的3個參考點，得到表l所列的坐標數(shù)據(jù)。