Luận Văn Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

Lời Nói Đầu
Những năm qua, sự phát triển mạnh mẽ của hai nghành công nghệ thông tin và
công nghệ viễn thông đã cung cấp ngày càng nhiều loại hình dịch vụ mới đa dạng, chất
lượng cao đáp ứng ngày càng tốt các yêu cầu của khách hàng.
Thế kỷ 21 đã và đang chứng kiến sự bùng nổ của công nghệ thông tin trong đó
thông tin đóng vai trò rất quan trọng. Thông tin vị trí đã được phát triển từ những năm 70
của thế kỷ trước. Từ khi bắt đầu phát triển cho đến nay, thông tin vị trí phát triển rất
mạnh, khẳng định vai trò quan trọng trong các lĩnh vực đời sống con người. Ngày nay,
với việc đưa vào hoạt động hệ thống định vị toàn cầu GPS thì thông tin vị trí đã được xác
định đơn giản và có độ chính xác cao. Song song với việc phát triển của thông tin vị trí,
mạng thông tin di động cũng phát triển rất mạnh mẽ tạo điều kiện cho các dịch vụ tích
hợp thông tin vị trí với mạng thông tin di động ra đời.
Để hiểu rõ hơn về các dịch vụ tích hợp thông tin vị trí với mạng thông tin di động
em đã quyết định lựa chọn đề tài “Tìm hiểu tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện
thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất”. Bài toán tìm đường đi ngắn nhất của
em trình bày mới chỉ dừng lại ở mức minh họa cho sự tích hợp bản đồ số trên điện thoại
di động.
Nội dung chính của luận văn gồm:
Chương 1: Giới thiệu đề tài.
Chương 2: Tìm hiểu bản đồ số.
Chương 3: Tìm hiểu mạng thông tin di động.
Chương 4: Tìm hiểu GPS hệ thống GPS.
Chương 5: Tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán
tìm đường đi ngắn nhất.
Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, mặc dù em đã cố gắng nhiều nhưng do
trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự phê
bình, hướng dẫn, và sự giúp đỡ của Thầy cô, bạn bè.

MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU
4
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI LUẬN VĂN . 5
CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU BẢN ĐỒ SỐ 6
2.1 Bản đồ số là gì? . 7
2.2 Tìm hiểu bản đồ số 7
2.2.1 Dữ liệu bản đồ số 7
2.2.1.1 Khái niệm dữ liệu không gian . 7
2.2.1.2 Ví dụ về dữ liệu không gian 7
2.2.2 Phân biệt trường dữ liệu không gian tương tự và dữ liệu không gian số . 8
2.3 Các định dạng dữ liệu 9
2.4 Dữ liệu vector trong bản đồ số 10
2.4.1 Các điểm . 10
2.4.2 Các đường . 11
2.4.3 Các miền . 12
2.4.4 Các thuộc tính của vector dữ liệu . 13
2.4.5 Kiến trúc tầng dữ liệu vector 14
2.5 Pixel và độ phân giải . 15
2.5.1 Pixel 15
2.5.2 Độ phân giải 15
2.6 Ứng dụng của bản đồ số 16
CHƯƠNG 3 TÌM HIỂU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 17
3.1 Thông tin di động là gì? . 18
3.2 Cấu trúc mạng thông tin di động số Cellular (Tế bào) 18
3.3 Sơ lược quá trình phát triển của hệ thống di động 20
3.4 Một số kỹ thuật đa truy nhập . 23
3.4.1 TDMA - Time Domain Multiple Access (Dải băng hẹp) 23
3.4.1.1 Tổng quan TDMA . 23
3.4.1.2 Loại hệ thống TDMA Bắc Mỹ 23
3.4.1.3 GSM - Group Special Mobile (Hệ thống truyền thông di động toàn cầu) 25
3.4.2 CDMA - Code Division Multiple Access (Dải băng rộng hay quang phổ lớn)
. 26
3.4.2.1 Giới thiệu CDMA 26
3.4.2.2 Thủ tục phát/thu tín hiệu 27
3.4.2.3 Một số đặc tính của CDMA . 27
CHƯƠNG 4 TÌM HIỂU HỆ THỐNG GPS 31
4.1 Sự ra đời của hệ thống GPS . 32
4.2 Nghiên cứu các thành phần hệ thống GPS 33
4.2.1 Nghiên cứu việc thiết kế hệ thống GPS 33
4.2.2 Các thành phần hệ thống GPS 35
4.2.2.1 Phần vũ trụ . 36
4.2.2.2 Phần điều khiển . 40
4.2.2.3 Phần sử dụng . 41
4.3 Hoạt động của hệ thống GPS . 42
4.3.1 Sóng của vệ tinh GPS . 42
4.3.2 Vị trí trên mặt đất được xác định như thế nào qua hệ thống GPS? 44
4.4 Ứng dụng của hệ thống GPS . 47
CHƯƠNG 5 TÍCH HỢP BẢN ĐỒ SỐ, HỆ THỐNG GPS TRÊN ĐIỆN THOẠI DI
ĐỘNG VÀ BÀI TOÁN TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT . 49
5.1 Tích hợp bản đồ số với GPS trên điện thoại di động 50
5.1.1 Giới thiệu chung . 50
5.1.2 Một số dịch vụ dựa trên vị trí . 51
5.1.2.1 Dịch vụ thông tin dựa trên vị trí 51
5.1.2.2 Tính cước theo vị trí địa lý 52
5.1.2.3 Dịch vụ khẩn cấp . 52
5.1.2.4 Dịch vụ dò tìm . 52
5.1.3 Các kỹ thuật định vị thuê bao di động 53
5.1.3.1 Kỹ thuật Cell-ID 53
5.1.3.2 A-GPS (Assisted GPS - hỗ trợ GPS) . 54
5.1.3.3 Phương pháp kết hợp . 56
5.2 Bài toán tìm đường đi ngắn nhất trên PocketPC. 57
5.2.1 Giới thiệu bài toán 57
5.2.2 Thuật toán sử dụng trong bài toán 58
5.2.3 Dữ liệu bản đồ 61
5.2.4 Lập trình . 62
5.2.5 Một số hình ảnh của chương trình 64
5.2.6 Đánh giá chương trình 66
5.2.6.1 Các điểm đã đạt được 66
5.2.6.2 Các điểm chưa đạt được, hướng phát triển 66
CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN 68
PHỤ LỤC 70
1. Niên biểu phát triển của hệ thống GPS . 71
2. Một số vệ tinh GPS 80
3. Hệ thống điện thoại di động vùng Bắc Âu (NMT) 82
4. Hệ thống viễn thông di động toàn cầu (UMTS) 83
5. Kỹ thuật E-OTD 85
6. Một số khai báo lớp và định nghĩa hàm chương trình bài toán tìm đường đi ngắn
nhất 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 91
THỐNG KÊ HÌNH ẢNH, CÁC BẢNG
Hình 2-1 Bản đồ số Hà Nội . 8
Hình 2-2 So sánh giữa bản đồ số và bản đồ giấy 10
Hình 2-3 Biểu diễn các điểm trong hệ tạo độ 10
Hình 2-4 Biểu diến đường nối các điểm 11
Hình 2-5 Miền giới hạn . 12