年底要去老婆老家，准备开车去，一路近800公里，又是第一次开，有一个导航当然是最好不过了～作为导航业内人士，有现成的GPS设备可以用，当然不屑用市面上的GPS导航仪（好吧，我承认没有钱也是一个重要的原因～），DIY自然成了我的首选！ 导航其实就是能在地图上显示出你当前的位置、方向、速度等信息，所需的硬件就是GPS接收机和显示地图的设备，所需的软件就是接收GPS接收机的数据并解析显示于地图上。下面就来一个个的分析。
先说说硬件吧～
GPS接收机有现成的，无非是精度好点差点，都属于单点定位，精度在5-15米之间，这个问题不大～
显示地图的设备无非是嵌入式系统或者本本。嵌入式系统的优点是小巧方便，缺点是功能比较弱，需要专门定制软件，作为DIY的话不方便利用已有的成果，且屏 幕一般都比本本小得多，另外一个放弃的重要原因是我手头上虽然有一个嵌入式系统，还带触摸屏，但是这个东西关系着毕业大计，金贵着呢，可不敢随便拿出来折腾！因此这里我选用本本作为显示地图的载体。它功能强，屏幕大，有丰富的软件资源可供利用，唯一的缺点就是有点大，不方便直接放在前车窗，会挡住视线，估计要放在副驾驶位子上了～
至于GPS接收机与本本的连接当然用经典的串口了（其实我也知道蓝牙更好～），本本没有物理串口不要紧，用USB-串口转接线，还省去了不能带电插拔的麻烦！
再来说说软件。
以前也查过，windows下的免费的导航软件很少，OZI的demo版据说功能限制很多，GooPs试用过，反正是不咋的，需要GE开着，没法联网的时候要事先在缓存里有地图才行，比较麻烦，不实用！再来看Linux下的GPS导航软件，其他的我不知道，反正是一眼就看中gpsDrive[1]了！瞧人家主页上说的，支持Linux、Mac OSX和FreeBSD，就是不支持Windows！我喜欢^_^装了一看，界面还蛮好看的，估计接上GPS就能工作了！就选它了～
选好了gpsDrive，下面就是找地图下载了～在gpsDrive的主页里它主要是从OpenStreetMap项目里下载地图，顺链接过去看了一下， 这玩意靠的是大家都来贡献，在中国地图基本上没法用！还是要另想办法啊～在谷歌里搜索gpsdrive，还真找到一个台湾的哥们在eeePC上用过[2]，给出了使用指南，最关键的是给出了一个地图下载的网址[3]！赶紧顺着网址看过去，嘿，还真是专门为qpeGPS和 gpsDrive设计的！里面可以设定要下载的范围、缩放等级、重叠率等，然后记着要点击“Generate wGet”，不然非等死你不可！即使这样，生成一个包含690个小图的下载链接及配套经纬度信息的页面也要让我的Firefox假死几分钟～
有了下载链接和经纬度信息下面怎么办呢？很简单，把下载链接都拷到一个文件里，保存为sh文件，然后执行即可。需要注意的是，网络不好的时候，经常会停在某个wget半天也不动弹，是可忍，孰不可忍！我的经验是肉眼看看不行了就Ctrl+C中断sh的执行，将已经保存下来的图片对应的wget命令注释掉（我用kate里的Ctrl+D来干这事，忒方便），然后再次执行。这样的过程根据网络的好坏不同，可能需要执行N次（在我这里N>10），这也是 整个地图下载过程中最ugly的部分（应该也可以编程来自动处理这种情况的，但宽恕我偷懒了～）……下载完的小地图放在~/.gpsdrive/maps/里，还需要将配套的经纬度信息也存到一个文本文件里，以备后用～
这时下载好的小地图尺寸是固定的（1280*1024），满足gpsDrive的要求，相对精度也是没有问题的，但由于万恶的GOV人为增加偏移量，直接使用配套的经纬度信息来显示地图那误差是相当的大，目测大约有600-1000米，当然是没法用了！也许你要问市面上那些GPS导航仪怎么就能定位到路上呢？除了他们一定使用了道路匹配算法外，最主要原因应该还是他们手头上有相应的加密解密算法，这玩意我们自然搞不到，所以只有另想办法～
要不怎么说我人品好呢，就在2009年的下半年，有人刚刚发现了谷歌地图的偏移值可以通过网络查询的方式获得，更为可贵的是，发现者无私的奉献出了全部知识[4-5]，让我由衷的敬佩！按照发现者的指引，我成功的解决了谷歌地图偏移的问题[6]，根据前面下载的与小地图匹配的经纬度信息来查询偏移值，然后进行修正，最后统一放在了~/.gpsdrive/maps/map_koord.txt文件中～
说到这里技术上的难题基本上都解决了，设定GPS接收机送出NMEA中的RMC语句就可以得到时间、经纬度、方向、速度等信息，配合gpsd，就可以正常使用gpsDrive了！不过根据人品守恒定律，我也该碰到点麻烦了～果然，本来准备用的Garmin 25-LVS的天线好像有问题，导致接收机始终无法输出任何东西，没办法，只好用JNS100来代替。设置输出RMC语句后，用串口调试助手可以看到正确 的输出了GNRMC语句，但是用gpsd+xgps来观察，状态却始终是Unkown，这是怎么回事呢？将输出语句改为GGA，输出的是GPGGA语句，这就可以定位了！但是由于GGA语句的信息不全，还要另外加VTG语句才完整。再设定添加VTG，输出GNVTG，在xgps中依然看不到速度、方向信息！仔细观察了一下，发现问题可能就出在开头的标识符上，凡是GP***开头的好像gpsd就认，以GN***开头的就不认！那就自己加个小程序[7]，从/dev/ttyUSB0接收GN***的语句，然后改为GP***后再输出到一个伪终端（/dev/pts/*），让gpsd从那个伪终端接收即可～嘿嘿，幸亏前一阵要离线调试监控系统，逼着自己搞通了虚拟串口和伪终端，现在这样的工作就是小case了～中间也出了一点小波折，改完后的GP***语句gpsd还是不认，观察 gpsd的调试信息发现是校验码错误，这才想起来光改了内容，没有生成新的校验码，不错才有鬼了！NMEA的校验码很简单，就是字节的XOR操作，很快就搞定了，这时xgps里已经能够正确的显示所有需要的信息了～
最后连上lab的GPS天线测试了一下，肉眼观察误差在5米之内，perfect！至此，所有的技术问题都解决了，剩下的就是找个盒子把这些零碎装起来， 只留三个接口出来，加上我的本本就可以GPS车载导航了～
具体的程序我依然都放在了代码发芽网上，这里就给个链接，因为内容仍会时不时的更新一下，不方便直接放在这里。
[1] GpsDrive - a free car (bike, ship, plane) navigation system：http://www.gpsdrive.de/
[2] EeePC上用GPSDrive玩GPS和Google Map：http://www.terewong.com/mytoys0ab27.htm
[3] Google maps to qpeGPS and gpsDrive：http://gtm.tel.uva.es/ztep/maps/dmap.htm
[4] 中国地图经纬度偏移修正算法完美解决方案：http://blog.csdn.net/dongmeng110/archive/2009/10/31/4750380.aspx
[5] Google地图经纬度到像素索引值的转换公式：http://blog.csdn.net/dongmeng110/archive/2009/12/13/4997634.aspx
[6] 谷歌地图校准程序：http://fayaa.com/code/view/8649/
[7] 串口接收GNRMC转发GPRMC到伪终端：http://fayaa.com/code/view/8643/
ps，后来发现25LVS不是天线的问题，而是串口的线断了！重新焊了一下，又用上了！这下子原来写的“串口接收GNRMC转发GPRMC到伪终端”程序就用不上了，开了GPSD直接就可以收到GPRMC语句，更加的方便了~~定位精度还是很高的，显示在地图上能有5米左右。但是开始纸盒子的安装设计不太好，受力点集中在串口连接头上，因为没有螺丝固定，很容易就掉下来了，另外电源的连接头也不牢靠。干脆换了一个扁扁的硬纸盒子，把各种连接头都放在了盒子里面，只将又粗又结实的USB线和电源线引出来，这下就牢靠多了！当然天线也是要引出来~
多讲一句，有了淘宝就是好啊，本来以为一个磁性天线要200多，在淘宝上一查，20块就可以搞定！买了两根，试了一下，一点问题也没有！现在是已经停产的25LVS+20块钱的磁性天线+自己的本本，嘿嘿，非常便宜，心里没有负担啦！^_^
在校园里跑车试了一下，在一条仅能通过一辆车的路上，GPS也能精确的定位，感觉精度已经差不多1-2米了！真是意外啊！现在一切准备就绪，就等出发啦~~
