gigNavigator 1.20

ОГЛАВЛЕНИЕ

Назначение, параметры,принцип работы.

Программа предназначена для просмотра и навигации на геодезических растрах (космические или аэрофотоснимки, отсканированные топокарты) с помощью GPS. Одинаково эффективна на стационарных и мобильных устройствах. Пользователь может получать навигационную информацию в графической и текстовой форме. Навигационная информация - географические координаты, расстояния, путь, азимуты, направления, скорости, визуальное положение на карте, позиция относительно выбранных точек - выдается в километрах или в морских милях. Эти величины вычисляются по географическим координатам, поэтому достоверны и на морских картах (в проекции Меркатора). Выполняется трассирование, поиск по координатам или именам точек. Возможна работа без растра с GPS или без GPS с растром. При переходе между перекрывающимися привязанными растрами позиция и масштаб сохраняются. Это удобно, например, при сравнении ситуации на карте и космическом снимке. Переход на смежный привязанный растр выполняется автоматически. Отображаются рамки всех установленных в текущий каталог растров. Состав, размер и цвет шрифта текстовой информации выбирает пользователь.
Программа написана в кроссплатформенной среде EWE и может выполняться на любой из следующих платформ: PocketPC/PocketPC 200x, PalmPC(WindowsCE 2.11 и выше), HandHeld PC Pro/2000(WindowsCE 2.11 и выше), Windows 95/98/Me/NT/2000/XP. VM EWE бесплатна и легко доступна. Программы под ней выполняются во много раз быстрее, чем под J2ME. Потребляемые gN ресурсы: RAM ~ 4mbt (зависит от размеров окна программы и сложности растра), ROM - 155kb (программа) + 4mb(VM EWE) + растры. Растры хранятся в сжатом формате gig. Размер их не влияет на скорость работы программы и ограничен только размером ROM.
Работа ведется с тремя типами объектов.
  1. Растры - нетрансформироиванные, в формате gig и ассоциированные с ними векторные слои (далее - слои), или набор слоев ("пустой растр"). С каждой картой может быть связано несколько слоев разного типа (или ни одного).
  2. Слои - наборы точек. Используется три типа слоев: опорный, маршрутный (далее - трек) и информационный. Тип слоя определяет тип используемых в нем точек. В треке набор точек упорядоченный и направленный.
  3. Точки - опорные, маршрутные и информационные. Входят в состав треков.
Опорные точки содержат растровые и геодезические координаты. С их помощью выполняется привязка растра - определение коэффициентов афинно-проективных преобразований, которые, далее, используются для получения навигационной информации. Уточнение и пополнение опорного слоя может выполняться прямо на местности и отнимает минимум времени. Координаты опорных точек определяются с помощью GPS или по карте в системах СК-42 или WGS-84 (можно "вперемешку").
Маршрутные точки содержат только растровые координаты. Их геодезические координаты вычисляются "на лету" по данным привязки. Пользователь получает информацию о своем положении относительно выбранной навигационной точки. Выбранные точки меняются последовательно, при достижении очередной. Последовательность точек в треке и направление обхода можно изменять.
Информационные точки могут отображаться иконками (выбранным пользователем графическими файлами). Можно использовать их вместо надписей. Зона захвата каждой точки индивидуальна. При попадании в зону захвата инфоточки, запускается связанный с ней файл.

Инсталяция

Установка EWE. Зайдите на сайт http://www.ewesoft.com/ , кликните "Download". На открывшейся странице кликните ссылку "click here" (над анкетой). На новой странице - "Ewe Virtual Machines - Version 1.30". Со следующей страницы скачайте виртуальные машины для своего мобильного устройства и для десктопа. Распаковывайте и запускайте программы инсталляции. Инсталляция на PocketPC выполняется с десктопа. Если у Вас неважно с английским - соглашайтесь со всем, что предложит программа инсталляции.
Программа gigNavigator инсталляции не требует. Распакуйте gigNavigator_1_2.zip в любой каталог на десктопе. Все его содержимое, кроме каталогов DOC и bmp2gig32 скопируйте на мобильное устройство. Запускайте программу файлом gN.ewe.

Работа с программой

Программа запускается файлом gN.ewe. В окне программы - рабочее поле и панель инструментов. В рабочем поле отображаются выбранные растры, слои, курсор и текстовая информация. Курсор всегда расположен в центре рабочего поля и указывает позицию наблюдателя. По умолчанию курсор имеет форму креста. В режиме курсоуказатель" курсор состоит из двух концентрических окружностей, одна из которых равна захвату, и луча, указывающего направление движения.
Панель инструментов состоит из одиннадцати кнопок. На десктопе к ним добавляется кнопка "About". Четыре левых кнопки (с черными треугольниками в верхних левых углах) открывают панели меню. Кнопки "+" и "-" изменяют масштаб рабочего окна в два раза. Кнопка "1:1" переводит растр в масштаб сканирования. Позиция центра при этом не изменяется. Кнопка центрирования устанавливает самый мелкий из масштабов gig. Изображение при этом центрируется. Используйте эту кнопку при потере растра - случайном перемещении далеко за его пределы. Перемещение растра выполняется с помощью "Лапы". "Зацепите" растр мышью и переместите на курсор центра или в нужную сторону. Можно изменить способ скроллинга(см далее) - перетаскивать не растр, а курсор. Это может оказаться удобнее при привязке растра. "Лупа" увеличивает масштаб до выбранного вами рамкой фрагмента и смещает этот фрагмент с центру. Щелчок лупой увеличивает масштаб в два раза (с центрированием). Включение режима "Лупа" и "Лапа" индицируется соответствующей иконкой в правом верхнем углу рабочего поля.
Кнопки меню открывают панели и списки. Большинство выбранных в них пунктов реализуется после закрытия панели. Закрыть панель можно повторным щелчком на кнопке, щелчком в рабочем поле, либо выбором другого меню.
Самая левая кнопка панели - "Объекты". Она открывает панель и выпадающий список объектов. Вверху панели три радиокнопки для выбора типа объекта. В зависимости от того, какая из них выбрана, меняется состав расположенных ниже операций над объектом и содержимое списка объектов. Выбор объекта выполняется в списке. Клик на пустом поле этого списка означает, что ни один объект этого типа не выбран. Одновременно можно выбрать одну карту, один трек или опорный слой, один информационный слой и одну точку. Имена выбранных объектов (именно в этой последовательности) отображаются в титуле окна.
При выборе карты она сразу же отображается в рабочем поле. Командой "добавить" можно создать новый каталог карты для последующей загрузки gig-файлов или создания "пустого растра". Команда "Удалить" - удаляет весь каталог выбранной карты (будте с ней осторожны!). "Редактировать" - позволяет изменить имя карты (и соответствующего каталога). Если вы выбрали в списке карт пустое поле - можете получать информацию от GPS (ничего более). Скрыв растр (меню "Вид" ) и радикально уменьшив масштаб можно увидеть рамки всех загруженных растров.
Со слоями можно выполнять те же операции. При добавлении и редактировании необходимо указать тип слоя. Для отмены выбора слоя последовательно выберите в списке этот слой и пустое поле.

Точки можно выбирать не только из списка, но и кликом в рабочем окне на ее изображении (если не включена "Лапа" или "Лупа"). Повторный клик снимает выделение. В режиме редактирования точки перетаскивают мышью. Сначала выделите точку, а затем уже включайте режим редактирования. После этого можно таскать. Точка добавляется в позицию курсора. Для копирования точки из одного слоя в другой выберите точку и кликните "копиров.", откройте другой слой, "точки", "добавить". Курсор переместится в позицию скопированной точки, по умолчанию будут предложены все ее параметры.
Для точек трека актуальна их позиция в треке - порядок. Новая точка вставляется в трек на место выбранной точки. Если ни одна точка не выбрана - в конец трека. Для изменения порядка точек в треке снимите выделение с точек и включите режим "порядок". В этом режиме две последовательно выделенные точки меняются местами в треке.
При добавлении опорных точек необходимо заполнить поле геодезических координат. На привязанном растре это поле заполняется по умолчанию вычисленными по растру координатами. При работающей GPS - полученными с GPS. Если при этом включить "Лупу" - координаты зафиксируются. Координаты заносятся в формате: широта пробел долгота. Минуты и секунды отделяются символом "-". Координаты СК-42 следует предварять символом "=". При привязке растра они будут пересчитаны в WGS-84.
Для информационных точек могут быть выбраны захват, файл ярлыка и исполняемый файл. Любые из этих параметров могут отсутствовать. Если не выбран ярлык, точка отображается треугольником. Номера информационных точек предваряются символом "=".
Следующая панель меню - "Вид" (на кнопке - глаз).
Первый пункт этого меню - "панель перехода". На привязанном растре в редактируемом текстовом поле этой панели отображаются текущие координаты (координаты курсора). Изменив эти координаты и нажав "перейти" вы переместитесь в точку с указанными координатами. Если в текстовое поле введено имя точки текущего слоя - переместитесь на эту точку.
Следующий пункт - "прятать растр" - бывает полезен, когда текстовая информация и изображение текущего слоя "забивается" растром. Кроме того, в этом режиме видны рамки всех загруженных в текущий каталог растров.
"Рисовать трек" - соединяет точки текущего трека линиями.
Назначение следующих трех пунктов - очевидно.
За разделителем "Текст инфо" следуют пункты отображаемой текстовой информации. Эта информация пишется поверх растра, цветом и размером выбранными пользователем (см. ниже). На привязанном растре значения этих пунктов снимаются с растра вычисляются по данным привязки, при включенной GPS - прямо с GPS. Сброс "пути" в ноль выполняется двойным щелчком на соответствующем пункте меню.
Следующая панель меню - "GPS".
Три верхних пункта этого меню устанавливают соединение с GPS (если оно не было установлено ранее). После соединения в правом верхнем углу появляется соответствующая иконка.
Первый пункт - "GPS-навигация". Изображение растра в этом режиме перемещается таким образом, что положение курсора указывает определенную GPS точку (если не включена "Лапа" или "Лупа"). При поступлении с GPS NMEA-кодов иконка заменяется кнопкой (с той же иконкой). Нажатие на эту кнопку создает в текущем слое новую точку (по правилам, рассмотренным выше). Если перейти в этом режиме в "Объекты" - "Точки" - "Добавить" - параметры точки по умолчанию будут получены с GPS, если выбрать "Лупу" - зафиксируются. При попадании выделенной маршрутной точки в зону захвата выделение переместится на следующую точку (в режиме "обратный обход"(см. ниже) - на предыдущую). Трек считается замкнутым, т. е. за последней точкой следует первая.
"GPS-трассирование" отличается от "GPS-навигации" только тем, что через промежутки, равные "шагу трассирования" (см. далее) точки добавляются автоматически.
"Спутники" - поверх растра рисуется список видимых спутников и диаграммы "сигнал - шум" для каждого из них.
"NMEA-в файл" - полученные с GPS коды NMEA записываются в файл nmea.txt. Может быть полезным для изучения возможностей вашей GPS. Не забывайте отключать этот режим, можно забить всю память! 10-15 секунд вполне достаточно.
Текстовая информация работает аналогично меню "Вид", но отображается только при работающей GPS.
Зачем нужна "скорость на точку" - яхтсмены нас поймут. Информацию о точности предоставляют, насколько нам известно, только Garmin-GPS. Если выбран хотя бы один пункт текстовой информации - в левом верхнем углу рабочего поля появляется залипающая кнопка-иконка с изображением буквы "Т". Нажатие или отжатие этой кнопки показывает или скрывает всю текстовую информацию.
Последняя в этом меню - кнопка "привязать растр". Эта операция подробно рассмотрена далее.
Последнее меню - "Настройки".
Первый пункт - редактируемое текстовое поле "порт", в которое можно с клавиатуры ввести имя комм-порта. При нажатии кнопки "test" тестируются доступные порты и текстовое поле заменяется выпадающим списком с именами этих портов. Выбирайте порт из этого списка. На некоторых PocketPC, имеющих Bluetooth, при тестировании портов начинается открытие этого устройства. Нажмите на кнопку "Отмена". При отжатой кнопке "test" выпадающий список заменяется текстовым полем.
Захват, шаг инфо, шаг трассирования и интервал подробно рассмотрены в разделе "Работа с GPS". Отметим только, что захват и шаги, в зависимости от режима, задаются либо в метрах, либо в 0.001 морской мили.
"h текста инфо" задает размер шрифта текстовой информации. Если покет от вас далеко, можете вывести актуальную информацию во весь экран.
"Цвет рисования" и "цвет курсора" позволяют выбрать эти параметры из расположенного ниже выпадающего списка.
"Курсоуказатель" - рассмотрен ранее, в описании рабочего поля.
"Обратный обход" - изменяет направление обхода по треку.
"Морск. мили, узлы" - изменяет единицы измерения текстовой информации.
"Двигать растр" - изменяет инструмент скроллинга.
"Сохранить установки". Если этот пункт выбран, название активной карты, слоя, инфослоя, координаты центра, масштаб, все пункты меню "Вид", "Текст инфо" из меню "GPS" и все пункты меню "Настройки" при закрытии программы будут сохранены в файле ini.dat и восстановлены при повторном запуске. В противном случае этот файл стирается, при повторном запуске используются установки по умолчанию.

Информационные точки.

Эти точки размещены в информационном слое. Они используются для запуска связанных с ними графических или звуковых файлов (при входе в зону захвата, индивидуальной для каждой точки).Поддерживаются графические файлы: .bmp, .gif, .png, .jpg. "Выбирать" точку не нужно, они всегда активны. Точка отображается на растре иконкой тех же графических форматов. EWE не поддерживает прозрачные гифы и пинги. Зато во всех графических форматов можно задать программно прозрачный цвет. Мы задали для иконок серый (RGB = 192 192 192). Координаты точки - это координаты левого - верхнего угла иконки. На активной иконке здесь появляется крест, окружностью изображается зона захвата точки. Точка создается в информационном слое командой "добавить". В редактируемом текстовом поле указываете захват. Если захват не указан или равен "0" - ни какие действия точка не выполняет. Последний вариант удобно использовать для добавления надписей. Файл иконки и связанный с точкой файл выбираются из выпадающих списков. Эти файлы размещены в каталогах ICON и EXE.

Работа с GPS-приемником.

Программа работает исключительно с кодами NMEA, выдаваемыми GPS-приемником. Поэтому в некоторых приемниках (Garmin) необходимо выполнить соответствующую настройку. Состав NMEA-кодов в разных моделях GPS различается. Их можно просмотреть или записать в файл с помощью соответствующих пунктов меню "GPS". Среди кодов NMEA имеются азимуты и скорость, но попытка использования их нас разочаровала - данные буферизуются по разным для разных GPS и не зависящим от пользователям параметра, в результате - низкая достоверность и неоправданно большое время отклика на изменения. В gN скорость и углы вычисляются программой по координатам. Пользователь может задать отрезок пути, на котором измеряется угол - "шаг инфо" - и интервал времени, на котором измеряется скорость. Настроив эти параметры в соответствии со своим GPS-приемником и скоростью можно существенно повысить достоверность информации и сократить время реакции на изменения.
Точность определения координат выводится в NMEA-коды только приемниками Garmin. При подключении USB-GPS и подключении COMM-приемников через специальный USB-кавбель эмулируется еще один COMM-порт. Определите имя этого порта тестированием и подключайтесь к нему. При использовании Bluetooth_GPS при создании соединения обязательно выберите вывод данных на комм-порт. При этом вы узнаете номер используемого порта. Укажите его в gN.
Имейте ввиду, что достоверная информация с GPS-приемника начинает поступать далеко не сразу. Причем производители явно занижают время холодного старта. Некоторые модели GPS-приемников (Rikaline GPS 6012) запоминают последние из определенных координат и выводят их сразу после последующего включения. Пусть это не вводит вас в заблуждение.

Определение элементов ориентирования (привязка растра).

Откройте или создайте карту в gN (см. выше). Выберите или создайте опорный слой. Добавляйте в него опорные точки. Координаты можно определить по сетке топокарты .Координаты должны быть WGS или СК-42 (сферические). Формат записи координат: B-пробел-L.Градусы, минуты и секунды записываются через "-". Любая часть может быть десятичной дробью (через точку). Если координаты СК-42 - добавьте в начало строки "=". Если точка добавляются с помощью GPS - достаточно подвинуть ее на опознанный контур растра или создать на этом контуре при включенной "лапе". Опорных точек должно быть не менее 4-х. Но, с меньшей точностью, можно выполнить привязку по 2-3 точкам. Выделите одну из точек и нажмите "GPS"-"привязать растр". Согласитесь с предложением добавить точки. Две автоточки будут добавлены "конвертом" к базису из выбранной точки и следующей точки слоя. Имена этих точек начинаются с "auto".
Следует учитывать, что достоверные данные будут получаться только внутри зоны, описанной привязочными точками и вблизи ее. Бесполезно выполнять привязку по точкам, расположенным на одной прямой. Применяйте автоточки и переносите опорные точки с перекрывающихся привязанных растров. Используйте для этого панель перехода.
В процессе работы с программой можно добавлять или уточнять опорные точки. После повторной привязки новые параметры вступят в силу.

Формат GIG.

Файлы этого формата (Graphics Image Grid) содержат сжатые растры для нескольких масштабов: первый - в масштабе сканирования, каждый последующий - в два раза мельче. Каждый файл состоит из заголовка с параметрами и последовательности ячеек, содержащих определенный фрагмент растра. Каждая ячейка сжата по выбранному пользователем алгоритму (JPEG или PNG). Считывание выполняется прямо из файла, причем читаются только необходимые для текущего окна ячейки. При скроллировании догружаются только необходимые новые ячейки. Таким образом до минимума снижается загрузка оперативной памяти компьютера и дискового пространства.
Текущая версия конвертора bmp2gig работает только с исходными файлами BMP - 24-битными и 8-битными. Установленный по умолчанию размер ячейки (110 pix) - оптимален для pocketPC, но прилично работает и с большим экраном. Количество масштабных блоков автоматически устанавливается оптимальным для pocketPC, но пользователь может его изменить. Качество установлено в 50%(JPG). С конкретным растром стоит поэкспериментировать, добиваясь минимального размера и приемлемого качества. На "серых" растрах включите "серый"(JPG). Gig-файлы следует поместить в каталог gigNavigator\\DATA\\ИМЯ-РАСТРА.

Работа без растра.

Выбрав пустое поле в списке карт, вы можете получать текстовую информацию от GPS. А вот чтобы работать со слоями и выполнять GPS-трассирование без растра необходимо создать "пустой растр".
Нажмите кнопку "открыть", в открывшейся панели - "карта", "добавить". Введите имя карты, например, "empty". Создайте новый опорный слой, в нем - опорную точку. Координаты опорной точки забейте руками или с помощью GPS. Эта точка будет центром создаваемой координатной зоны. Нажмите "привязка". Будет автоматически создано еще 4 опорные точки. Отображаются рамки и названия загруженных растров. Далее можно работать как с растром.

Файлы и файловая структура.

В главном каталоге программы gigNavigator размещены файлы gN.ewe, help.txt, ini.dat, каталоги DATA и IMAGES. Программа запускается файлом файлы gN.eweю В файле ini.dat сохраняется конфигурация программы, в help.txt - справочная информация.
Редактируя файл setting.txt вы можете изменить размеры окна gN под Win32. Это может оказаться полезным при открытии нескольких экземпляров программы. К сожалению, EWE не позволяет выполнить эту операцию методами операционной системы.
В каталоге IMAGES - служебные графические файлы. В каталоге DATA размещены каталоги карт. Именно их имена отображаются в списке карт программы. В каждом из этих каталогов содержится каталог POINTS, несколько gig-файлов и parametrs.dat. В последнем содержатся коэффициенты афинно-проективных преобразований данной карты, координаты ее рамки и масштабный коэффициент. Именно в этот каталог вы будете добавлять растры. В каталоге POINTS содержатся файлы слоев (без расширения). Их имена отображаются в списках слоев программы. Это текстовые файлы, которые можно редактировать.
В каталог gigNavigator\\ICONS помещают файлы иконок исполняемых точек. В каталог gigNavigator\\EXE - исполняемые файлы этих точек (см. выше).
Не добавляйте посторонние файлы в рабочие подкаталоги - это нарушит работу программы. А вот удалять файлы и каталоги - можно. После удаления ini.dat будут использованы установки по умолчанию. После удаления parametrs.dat растр станет не привязанным.

СК-42 - WGS-84.

Программа работает в той же системе координат, что и GPS-приемники - WGS-84. Но координаты привязочных точек можно вводить и в СК-42, предваряя их символом "=". Пересчет выполняется с помощью преобразований Гельмерта. Погрешность пересчета, в некоторых регионах, может превышать 10 метров. При работе с крупномасштабным картографическим материалом это может быть неудобным. Привязку таких растров можно уточнить, точно привязав с помощью GPS всего одну точку. Следует в режиме "навигация" получить координаты этой точки в системе предыдущей привязки, определить поправки в широту и долготу, ввести эти поправки в координаты остальных опорных точек (в режиме "редактирование" или непосредственно в файле трека) и выполнить повторную привязку. Т. к. в пределах 100-тысячного листа карты поправки меняются в сотых долях секунды, результаты получаются вполне приемлемыми.

Виртуальная машина EWE.

Эта машина имеет массу достоинств: высокая скорость, широкий диапазон поддерживаемых платформ, простота инсталляции, компактность, доступность и т. п. Но имеются и мелкие недостатки. Не все пользователи их заметят, но тем не менее: модальные окна необходимо закрывать вручную, невозможно без этого закрыть главное окно приложения. Эти окна не сворачиваются в иконку. При изменении размеров главного окна (под Win32) невозможно получить его размеры и расширить загруженный растр(используйте setting.txt). При тестировании портов происходит попытка открытия Buetooth.
Обо всех замеченных недостатках мы сообщили разработчикам виртуальной машины. Надеемся, что в следующей версии EWE они будут исправлены.