АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 7
1.1 Спутниковая система навигации 7
1.1.1 GPS 7
1.1.2 ГЛОНАСС 8
1.2 Причины ошибок в системе GPS 8
1.2.1 Специальная погрешность 8
1.2.2 Г еометрия спутников 10
1.2.3 Орбиты спутников 13
1.2.4 Влияния отражения сигналов 13
1.2.5 Атмосферные эффекты 14
1.2.6 Неточность часов и округление ошибок 15
1.2.7 Релятивистские эффекты 15
Выводы по первому разделу и постановка задачи 15
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ 17
2.1 Обработка данных с GPS-приемника 17
2.1.1 Вывод формулы для расчета расстояния 17
2.2 Разработка форматов данных 19
2.2.1 Информация о дорожной сети 19
2.2.2 Статистическая информация о времени проезда 19
2.2.3 Протокол и форматы данных для взаимодействия с сервером 19
2.3 Реализация 19
2.3.1 Основной модуль 19
2.2.2 Класс Carta 23
2.2.3 Класс SimpleScanner 24
Выводы по второму разделу 24
3 ПРОВЕДЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 25
3.1 Описание графа, используемого для вычислительных экспериментов....25
3.2 Результаты вычислительных экспериментов 25
Выводы по третьему разделу 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 31
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Исходный текст программы 32
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Данные текстового файла Carta.txt 43
ВВЕДЕНИЕ
В наиболее крупных городах пробки — серьезная проблема, а не просто неприятность. Люди должны приходить на работу, на встречи вовремя, и поэтому возникает задача построения оптимального маршрута. Необходимо отслеживать дорожную ситуацию в режиме реального времени, сверять маршрут с текущей дорожной ситуацией и корректировать его с учетом пробок. Так как за время поездки ситуация на дороге может меняться, то необходимо прогнозирование с использованием информации, полученной ранее.
Для накопления такой информации можно использовать возможности GPS- приемников, которые встроены в разнообразные мобильные устройства (планшеты, смартфоны). Таким образом можно собирать информацию со многих устройств, на которых будут установлены приложение, что обеспечит большую точность прогнозирования.
С другой стороны, GPS-приёмники не отличаются большой точностью при определении координат, что затрудняет построение трека. Погрешность может «сместить» автомобиль на несколько метров в любую сторону, например, на тротуар или крышу рядом стоящего здания. Для экономии энергии мобильных устройств получение информации от GPS-приемников должна происходить не слишком часто, что также ухудшает точность измерений.
Для прогнозирования необходимо собрать большой объем информации за продолжительный период времени, поэтому программа, которая будет решать эту проблему, является полезной и актуальной.
Целью данной работы является разработка приложения, которое:
1. отображает текущее местоположение транспортного средства;
2. при проезде перекрестков добавляет информацию о времени поездки к статистике;
3. позволяет вызвать модуль определения кратчайшего маршрута и отобразить результаты вычисления на карте.
Для достижения данной цели выдвигаются задачи:
1) разработать форматы для хранения информации о дорожной сети и статистической информация о времени проезда;
2) разработать алгоритм определения момента, когда движение по одному ребру прекращается и осуществляется переход к следующему ребру;
3) разработать алгоритм получения наиболее точных координат местоположения;
4) разработать архитектуру приложения;
5) реализовать и протестировать приложение.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были определены источники ошибок GPS-датчика и их вклад в общую погрешность определения GPS-координат.
В процессе выполнения работы были разработаны:
1) форматы для хранения информации о дорожной сети и статистической информация о времени проезда;
2) алгоритм определения момента, когда движение по одному ребру прекращается и осуществляется переход к следующему ребру;
3) алгоритм получения наиболее точных координат местоположения;
4) архитектура приложения;
5) классы Carta, BuildPath, SimpleScanner.
В результате было создано приложение, которое:
1) отображает текущее местоположение транспортного средства;
2) при проезде перекрестков добавляет информацию о времени поездки к статистике;
3) позволяет вызвать модуль определения кратчайшего маршрута и отобразить результаты вычисления на карте.
Основной проблемой при применении на практике приложения является то, что приложение не будет использоваться, пока не будет достаточно статистической информации. А чтобы накопить такую информацию, нужно чтобы приложение широко использовалось.
Также по сравнению с современными GPS-навигаторами, приложение не отображает в удобной форме карту города и имеет меньше возможностей.
Необходима дальнейшая работа в этом направлении.
