基于PDA手机终端的野外流动地震监测网巡航系统的开发与应用＊

方 韡

（厦门地震勘测研究中心，福建 厦门 361021）

野外流动地震监测网主要由流动重力监测网、流动地磁监测网、跨断层水准测量、GPS监测网各部分组成。以福建流动重力监测网为例，全省一共布有200多点，一天跑五六百公里也是家常便饭，重力测量又分往返测，经常会遇到过点、漏测的情况，现在很多车载软件只能根据名称巡航，不能根据经纬度巡航，而专业的GPS手持（带彩色地图的）价格昂贵，如何减轻地震工作人员的工作强度，提高工作效率，降低工作成本，笔者通过几期测量实践，得到了一套基于 PDA手机结合 GPS模块在野外流动监测测量中具体实施方案，包括室内配准地图、室内展布全网测点，结合GPS模块巡航的工作流程。经过应用实践证明，采用此方法具有高效又节约成本的特点。

1 巡航系统组成

1.1 应用原理

本方法应用GPS定位方式中的动态定位技术，利用安装在手机PDA终端设备上的 OZI软件，在手机上对地震流动监测网进行巡航，通过手机中的 GPS模块，实时测得GPS接收信号天线所在的位置，不仅可测得运动载体的实时位置，还可测定其运动速度、时间和方位等状态参数，从而引导该物体向预定方位进行导航，见图1。

图1 应用原理图

1.2 OZI软件简介

OziExplorer（简称 OZI）是一套全球知名的地图，主要用于配合GPS（全球定位系统）一起使用。其有以下特点：

1.2.1 地图来源极其丰富

由于使用位图地图资源，以极其强大的校正地图功能，使得任何一位有电脑操作经验的人员都可以把手上任何一种地图资源转换为OZI的地图，从而使OZI成为全球地图资源最为丰富的地图软件。

1.2.2 OZI可以运行于多种硬件平台

OZI可以运行于PC和PPC两大硬件平台，用户可以在PC版本OZI的强大编辑功能，也可以使用笔记本电脑直接进行定位导航；同时OZI For PPC版本的超级便携特点，使得OZI成为除手持式GPS以外最受广泛户外运动爱好者喜欢的GPS软件平台。

2 巡航系统在野外流动地震监测网观测应用的关键技术

2.1 软件安装

到网上下载 OZI For PPC软件，安装在装有 window for Mobile6.0操作系统的PDA手机上，直接运行软件中的SETUP运行安装程序，即可使用。

2.2 查找GPS接收机串口号

在PDA手机上用GPSView工具查找GPS的串口号。标意图见图2。

图2 查看GPS接收器串口示意图

2.3 OZI中GPS设备配置

在OZI For PPC软件中的“文件”的“设置”GPS设置里，COM端口要与上述GPSView工具查找出的驱动程序的端口号相对应，否则会出现GPS通讯错误。其他参数选默认即可，见图3。

图3 GPS端口设置示意图

2.4 准备地图

方法1：

第一步：生成底图

我们可以在 http：//map.sogou.com/上找到想要的地图。然后“截屏”，存储为gif格式或jpg格式。如果想要更详细的地图，可以把 sogou上的地图分区域截屏，然后再用 photoshop拼接起来，总之第一步要得到底图。

例如，我们要给厦门市做一个OZI地图而准备的一个底图，见图4。

图4 Google Map截取示意图

第二步：校准地图

（1）启动 OZI Explorer，选择 File＝>Load and Calibrate Map Image，然后选择我们的底图。在底图上找到两个比较明显的标志，比如大的立交桥、路口等。总之，这两个地标性位置比较容易在Google Earth上辨认出来。

注意，这两个位置最好在水平和竖直方向上都有一定的距离。

例如，我们所选取的两个位置，见图5。

图5 OZI软件地图校准示意图

（2）在google Earth上找到这两个地标的位置，并记录下经纬度坐标，例如：地标1∶24.078829，118.509151；地标2∶24.036782，118.570889，见图6。

（3）将记录下的地标 1和地标 2的经纬度分别填入 OZI Explorer中Point1和Point2中。注意修改的为“东京”，选择“E”。

（4）存储map文件，点“Save”就行。

（5）如果你对精度要求较高，可较准更多的定位点。

方法2：

由于OZI软件地图资源极其丰富，可在网上根据我们的需求，如（福建省交通图，扩展名为OZF2格式的）进行相关搜索，即可下载到热心的网友为广大网民配置好的相关地图，经实践精度方面基本满足我们巡航要求。

图6 Google Earth上获取较准点经纬度信息示意图

2.5 地图路径设置

在GPS定位以后，OZI能够自动查找其地图系统里的地图库。查找的目录需要首先指定，否则即使GPS定位了也找不到地图。在OZI For PPC软件“文件”的“设置”里，其中的“地图及数据文件”的“数据文件路径”一项必须设定正确，见图7。

图7 地图文件路径设置示意图

图8 布设巡航点示意图

图9 保存、载入航点文件示意图

3 应用实例

3.1 全省流动监测点的导入（这里以流动地磁手段监测为例）

在导入的地图中按工具条中的添加航点功能，添加所需的监测点信息，然后输入点名及相关备注信息（如交通情况描述），接下去按编辑功能，输入监测点经纬度，即可展布所需要的监测点，见图8。

3.2 保存航点文件及载入航点文件

在OZI For PPC 软件“文件”的“航点”选项中，点击“保存航点记录文件”及“载入航点文件”选项，即可进行相应的功能操作，见图9。

3.3 野外测量巡航

图10 监测网点巡航图示意图

GPS定位需要一定的时间，要在空旷的地方等一段时间。一旦GPS定位，OZI就从“地图文件路径”查找定位位置的所有地图，并找到比例尺最小的一张地图显示定位，同时红色箭头代表GPS当前位置，就出现在地图中。见图10，箭头顶点就是当前的位置。调入室内展布的监测网文件，查看当前实测情况。地图可以进行简单的放大或缩小。直接用放大比例或者“＋”/“－”都可以。OZI使用的是位图，放大和缩小地图会有失真。OZF2格式的地图提供比其他格式更多缩小比例。OZI窗口信息相当丰富，左上角可显示当前位置的经纬度信息，窗口下方又有轨迹速度、真实方位、海拔等相关信息，比例尺可大至估测当前位置与施测点的距离。确实可为地震工作人员提供有用的地理信息，提高工作效率。

4 结论

通过此方法的应用，很好的解决了地震工作人员在测量工作中存在的过点漏测的情况，减轻地震工作人员的工作强度，提高工作效率，降低工作成本，取材容易，简单而实用，经实践高效而实用适于推广。

1 刘基余.全球定位系统原理及其应用［M］.北京：测绘出版社，1993.