GPS Software Library

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出版者:
作者:Xu, Guochang
出品人:
页数:350
译者:
出版时间:2013-9
价格:$ 224.87
装帧:
isbn号码:9783540766209
丛书系列:
图书标签:
  • GPS
  • 软件
  • 嵌入式系统
  • 定位
  • 导航
  • 算法
  • 开发
  • 编程
  • 技术
  • 应用
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具体描述

This reference and handbook describes the functional software library of the Global Positioning System (GPS/Galileo). It is the original software source-code of many functions, models, algorithms and tools described in the textbook "GPS - Theory, Algorithms and Applications" written by the same author published by Springer. The software functions are parts of the KSGsoft and MFGsoft programs developed by the author at the GFZ in Potsdam. All the source-code are verified by real GPS data processing applications. The software uses the books "GPS - Theory, Algorithms and Applications" as its theoretical description. The functional library covers physical models, disturbance models, mathematical methods, adjustment and filtering algorithms, the transformation, interpolation, integration methods, and numerous tools.

《大地轨迹:精确导航与空间智能的艺术》 这是一本关于如何理解、驾驭和利用我们星球表面移动的底层技术的书。 它并非一本教你如何操作某个特定GPS设备的说明手册,也不是一份关于卫星系统运行的工程技术报告。相反,它深入探讨了支撑我们日常定位、导航乃至更复杂空间应用的核心软件原理、算法设计以及数据处理方法。 本书的目标读者是那些对“我们如何知道我们在哪里?”以及“如何利用这些信息到达想去的地方?”这两个问题背后隐藏的精妙工程学感到好奇的开发者、地理信息爱好者、以及寻求提升空间数据应用能力的技术人员。如果你曾经依赖智能手机的地图指引,或者对无人机、自动驾驶车辆如何感知周围环境感到惊叹,那么这本书将为你揭示这些奇迹背后的逻辑。 《大地轨迹》将从以下几个关键维度展开论述: 第一部分:空间几何与大地测量学基础 在深入软件实现之前,我们需要建立一个坚实的数学和物理学基础。这一部分将从最基本的概念出发,解释地球的形状、大小以及不同坐标系的表示方法。我们将讨论: 大地基准与参考椭球体: 理解WGS84、CGCS2000等不同大地基准的意义,以及如何将实际测量的点转化为精确的地理坐标。 投影与坐标转换: 探讨不同地图投影(如墨卡托投影、高斯-克吕格投影)的原理、优缺点及其在不同应用场景下的适用性。学习如何在不同坐标系之间进行精确转换,这是多源数据融合的第一步。 大地测量学原理: 简要介绍大地测量的基本概念,包括大地水准面、重力异常等,理解它们如何影响高精度定位的准确性。 第二部分:核心定位算法与传感器融合 本部分将聚焦于构成定位功能的心脏——算法。我们将剖析现代定位系统是如何整合多种传感器信息,从而实现鲁棒性和高精度的。 卫星导航系统(GNSS)原理概述: 尽管本书不详述硬件,但会简要解释GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等系统的基本工作原理,特别是信号传播、伪距测量、多普勒效应等关键概念。 卡尔曼滤波及其变种: 这是本书的重点之一。我们将详细讲解卡尔曼滤波(Kalman Filter)及其扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)等在状态估计中的应用。学习如何利用历史观测数据和系统模型来预测和更新设备的位置、速度和方向。 传感器融合技术: 深入探讨如何将GNSS信号与惯性测量单元(IMU,包含加速度计和陀螺仪)、磁力计、气压计等传感器的数据进行有效融合。理解互补滤波(Complementary Filter)、加权平均等方法,以及如何处理传感器噪声和数据延迟。 航位推算(Dead Reckoning): 介绍当GNSS信号不可用时,如何通过IMU数据进行短时定位。分析其累积误差的特性以及如何通过其他信息进行校正。 第三部分:轨迹生成与路径规划 定位只是第一步,如何利用这些位置信息来描述运动过程、预测未来状态,并规划最优路径是下一阶段的关键。 轨迹表示与插值: 探讨不同的轨迹数据结构,以及如何使用样条插值、线性插值等方法来生成平滑、连续的运动轨迹。 路径规划基础: 介绍图搜索算法(如Dijkstra、A)在离散地图环境中的应用,以及如何根据环境约束(如避障、交通规则)进行路径搜索。 动态路径规划: 探讨在考虑移动障碍物和不断变化的环境时,如何进行实时、动态的路径规划。 轨迹优化: 学习如何根据速度、加速度、平滑度等指标对生成的轨迹进行优化,以达到更高效、更舒适的运动。 第四部分:地图匹配与环境感知 精准的定位需要与现实世界中的地图信息相结合。本部分将关注如何将传感器数据与地理信息系统(GIS)数据进行匹配,以及如何利用这些数据来增强环境感知能力。 GNSS/IMU与地图的匹配: 讲解如何将车辆或行人的运动轨迹与道路网络、建筑物边界等地图要素进行对齐。 点云与地图配准: 对于激光雷达(LiDAR)或深度相机生成的点云数据,如何与预先构建的地图进行配准,实现精确的局部定位。 语义地图的应用: 探讨如何利用包含道路类型、交通标志、车道信息等语义信息的地图,来辅助定位和路径规划。 环境建模与理解: 简要介绍如何从传感器数据和地图信息中提取环境特征,为自动驾驶、增强现实等应用提供基础。 第五部分:性能评估与应用拓展 本书的最后部分将回归实际应用,讨论如何评估定位导航系统的性能,并展望其在各个领域的广阔前景。 精度评估指标: 介绍常用的精度指标,如CEP(Circular Error Probable)、RMSE(Root Mean Square Error)等,以及如何进行系统的性能测试。 实时性与鲁棒性: 讨论在不同环境(如城市峡谷、室内、隧道)下,定位导航系统的实时性和鲁棒性所面临的挑战。 典型应用案例分析: 简要介绍定位导航技术在智能手机、车载导航、无人机、机器人、精准农业、测绘测量等领域的具体实现和创新应用。 未来发展趋势: 展望新兴技术,如多模态融合(集成视觉、雷达、GNSS等)、AI在定位导航中的应用、以及对高精度定位需求的增长。 《大地轨迹》力求用清晰的逻辑、严谨的数学推导和丰富的伪代码示例,来阐释复杂的概念。 它将帮助读者不仅理解“如何做到”,更能深刻领会“为何如此”。通过对这些底层原理的掌握,读者将能够更有效地开发自己的定位导航应用,解决实际问题,并为未来的空间智能技术发展贡献力量。这本书不仅仅是一份技术指南,更是一次探索我们如何精确描绘和理解自身在广阔世界中位置的旅程。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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拿到这本《GPS 软件库》,我满心欢喜地期待着能深入了解现代导航系统背后的软件架构和实现细节。毕竟,能够把“软件库”这个词放在标题里,通常意味着这是一本面向开发者的实用工具书。然而,我的期望很快就落空了。这本书的侧重点似乎完全偏离了技术栈,转而深入探讨了“库”这个概念在人类知识传播史上的演变。它花了大量篇幅讨论古代手抄本的编纂方式、图书馆管理的早期形态,甚至探讨了信息存储介质的物理特性如何影响知识的固化过程。我对这些历史和文化层面的探讨抱持着一定的尊重,但对于一个希望学习如何优化路径算法或理解 GNSS 接收机数据处理流程的读者而言,这些内容显得异常空泛和不切实际。书中没有一处涉及到嵌入式系统编程、数据结构优化、或者任何一种现代编程语言的应用。它更像是一本跨学科的、略显牵强的学术论文集,而非一本能指导实际软件开发的参考手册。阅读过程如同在迷宫中穿行,每翻过一页,都离我最初的目标更远一步,让人不得不怀疑作者的初衷究竟是什么。

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坦白讲,当我看到《GPS 软件库》这个书名时,我的第一个念头是:“太棒了,终于有人写一本关于如何构建或使用高阶定位服务的库的深入教程了!”我当时正在为一个物联网项目寻找可靠的、可定制化的定位服务解决方案,并希望这本书能提供清晰的架构图、模块化的代码结构以及性能测试报告。但现实是,这本书提供的内容完全是另一番景象。它更像是一部关于“时间”和“空间”的哲学思辨录,夹杂着一些对早期三角测量技术的模糊描述,而且这些描述往往缺乏必要的数学支撑和技术细节。例如,书中花了五章的篇幅来探讨“感知中的距离”与“测量中的距离”之间的本体论差异,却连一个简单的二维坐标转换公式都没有给出。对于那些需要处理实时数据流、进行误差分析、或者集成第三方地图 API 的专业人士来说,这本书的价值几乎为零。它更适合摆在大学的人文社科系的某个书架上,而不是放在计算机科学或地理信息系统(GIS)的专业书架上。这种命名上的误导,使得很多真正需要技术指导的读者可能会因为书名而被吸引,最终却收获一肚子形而上的困惑。

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我不得不承认,我被这本书的封面和标题骗了。我期望看到的是如何利用现代软件工程的最佳实践来开发一个高效、鲁棒的 GPS 软件组件。我想了解的是关于多线程处理卫星数据、异步数据解析、内存管理策略,以及如何应对恶劣环境下的信号丢失和漂移问题。然而,《GPS 软件库》的内容却像是一部早期的博物学图鉴,里面充满了对各种昆虫迁徙路径的细致描绘,并试图将这些生物行为与某种抽象的“导航规律”联系起来。作者似乎对生物学和历史学有着深厚的兴趣,但似乎完全错解了“GPS 软件”所代表的技术内涵。书中涉及到的“软件”概念,最多只停留在“记事本”或“图表绘制”的层面,完全没有触及到任何现代计算科学的范畴。这让我非常困惑,难道作者认为所有涉及到“定位”和“路径”的概念都可以归入同一学科体系吗?这种跨度之大,已经超出了合理范围,完全属于信息误导的范畴了,我完全无法将书中的任何内容应用到我目前的工作中去。

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这本书的排版和装帧倒是相当精美,纸张质量也很好,但内容上的空洞实在难以忍受。我原以为《GPS 软件库》会是一本关于如何构建和维护一个复杂的定位服务软件栈的权威指南。我期待看到关于数据校验、通信协议(比如 TCP/UDP 在定位数据传输中的应用)、以及如何设计一个可扩展的软件架构来适应不同硬件平台(从嵌入式设备到云服务器)的章节。遗憾的是,书中所有关于“软件”的讨论都停留在“如何手工记录和整理信息”的原始阶段。它更像是一本关于古代旅行日志编纂手法的指南,而不是一本现代软件开发书籍。作者花费了大量的笔墨去描述不同时代旅行者如何记录他们的见闻,以及这些记录在历史长河中的流传和变异。对我一个软件架构师来说,这无异于对着一堆莎草纸文献研究云计算的未来走向——两者之间存在着巨大的、几乎无法跨越的鸿沟。这本书与其叫“GPS 软件库”,不如改名叫“人类空间认知演变简史”,那样或许更贴切,也更能避免误伤像我这样寻求技术解决方案的读者。

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这本书的标题是《GPS 软件库》,但我翻开封面才发现,这里面根本没有我期待的任何关于实时定位、轨迹追踪算法、或者是导航引擎构建的干货。我本来是冲着“GPS 软件”这几个字来的,以为能找到一套关于如何用 C++ 或者 Python 库来处理 NMEA 数据流、进行差分校正或者高精度定位优化的深度指南。结果呢?我看到的是一堆关于……呃,关于古希腊哲学中“空间”概念的探讨,以及对中世纪地图学演变的长篇论述。作者似乎将“定位”理解成了一种形而上的概念,而不是现代电子工程和信息科学的应用。整本书充满了晦涩的术语和对历史文献的引用,对我这个需要解决实际项目中的定位精度问题的工程师来说,简直是灾难。我需要的代码示例、API 调用指南、或者至少是关于卫星信号捕获原理的现代解读,统统没有。这种挂羊头卖狗肉的做法,让人感到极度被冒犯。如果作者想写一本关于哲学史的书,大可以取一个更贴切的名字,而不是用“GPS 软件库”这种具有强烈技术指向性的标题来误导读者。我花费了整整一个下午的时间试图从中找出哪怕一丁点与现代导航技术相关的蛛丝马迹,最终只是浪费了宝贵的阅读时间,心情无比沮丧。

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