基于北斗导航定位系统的设计与实现（论文+程序设计源码+数据库文件）

摘要
改革开放新时代的到来，人们的生活发生了翻天覆地的变化，人们的娱乐方式变得更加丰富多彩，人们的活动圈子在不断的扩大，不仅仅局限于眼前的苟且，更向往着诗与远方，人们的活动圈子的扩大就意味着在特殊时期对人员的管控难度的加大。
新时代新形势下，部队在外人员管控成为了部队管理的一个重难点，人员位置的不掌握有可能引发一系列的安全问题。在这里就不得不提北斗定位技术。北斗定位技术因其实现简单，扩展性强，成本低,基础设施的普及等优势北斗定位被用于实现北斗定位越来越受到重视。本。北斗卫星导航系统的独特之处在于它的双向通信功能,这项功能是国际中任何导航系统都不具备的,此系统还具有一定的保密、抗干扰和摧毁能力。
关键词：北斗定位；人员实时管控管理；

目录
摘要
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1 绪论
1.1研究背景及意义
1.2国内外研究现状
1.3研究内容和章节安排
1.4研究工作基础
2 相关理论与相关技术介绍
2.1 采用的开发平台和技术
2.2 J2EE体系结构
2.3mysql数据库技术
2.4 本章小结
3 北斗定位的人员实时管控管理系统的需求分析
3.1 功能角色描述
3.3 业务流程图
3.4 北斗定位的人员实时管控管理系统数据结构分析
3.5 本章小结
4 北斗定位的人员实时管控管理系统的设计与实现
4.1 系统设计目标
4.2 系统总体设计
4.3系统功能模块详细设计
4.4 数据库设计
4.5 接口设计
4. 6安全设计
4.7 本章小结
4.8 系统实现环境
4.9 系统的实现
5 系统的测试
6 总结
参考文献

第一章绪论
在信息化时代下，部队发生了翻天覆地的变化，在以前部队的人员管控一直是重难点，人员的失管失控会造成一系列无法挽回的严重后果，例如在疫情期间，如果不能做好人员的实时管控工作，那么疫情就有可能走进部队造成无法挽回的后果。在这里就不得不提我国自主研发的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。与GPS相比，不仅能够做到对人员位置的绝对保密，同时具有定位和通信双重功能，确保能实时掌控人员位置。
1.1研究背景及意义
随着网络和通信技术的飞速发展，智能手机现已成为每个人了解外界的窗口和对外交流的工具，给我们带来了更多样的功能和更便捷的服务。其中定位技术成为人们日常生活中不可或缺的一部分。在北斗导航卫星系统未建成之前，中国主要依赖美国的GPS导航定位系统，可以说人们的很多社会行动都离不开GPS。然而，对人们生活如此重要的GPS极易被控制。如果完全依赖GPS，若与美国发生战争，美国只需要单方面关闭所有的GPS服务就能使我们瞬间”失明”,造成被动挨打的局面，亦或者发送虚假GPS信号误导我方造成敌我不分的局面，不管使哪种对我国来说都是不可接受的。
北斗卫星导航是中国国家安全、经济和社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。在大力发展了北斗卫星导航系统后，中国拥有了自己的导航卫星系统也将彻底摒弃依赖美国的GPS，而重要的是，中国成为世界上拥有自己真正独立国防军事系统。定位技术在军事领域的意义是十分巨大的，有了定位技术就相当于有了眼睛，摆脱了受美国限制的局面。
在部队，失泄密问题时有发生，而近几年，因为GPS定位而导致的失泄密问题屡次出现。带有GPS 定位功能的手环、手表、眼镜、服饰等，能够时刻记录军人健康状况、运动强度、行为状态及行动轨迹等等，一般都带有蓝牙功能，保存在其中的数据可以实时上传更新至网络。军人在特定场所使用这些设备，极易暴露军队坐标位置、训练情况、行军路线和机动速度，很容易导致失泄密事件发生，危及军事行动安全。
此次研究课题的目的，就是在于在对人员实时管控的基础上做到绝对保密绝对安全。

1.2国内外研究现状及发展趋势
在国外 2002 年，T.Roos 等人提出了基于朴素贝叶斯定位法，实际上基于概率定位，它是利用直方图法和核方法来拟合 RSSI 样本，根据贝叶斯推理的思路来对使用者进行位置预测。
2004 年，Youssef M 等人也提出了一种定位系统，命名为 HORUS。通过在离线阶段使用高斯分布对 RSSI 样本数据进行建模，存储样本数据中的均值和方差；在实时在线定位阶段通过计算每个参考点出现的概率来找寻最大概率的一个或几个位置求平均作为位置坐标。该方法较 T.Roos 提出的方法更好，因为更简单的计算以及更小的存储空间。但存在建立位置指纹库时人力物力消耗较大的问题存在，所以人们都在不断得探索和研究。
2008 年，Derr K 等人提出了一种基于浅层神经网络用于定位，定位精确度和实时在线定位效果都比较好。但是单层的神经网络结构拟合能力有限以及特征提取的能力也不够强，可是实际定位环境中接收信号强度是会因为存在的阻碍物而出现一些上下波动，所以单层网络学习能力有限，造成定位结果也不佳。同年，P. Bolliger 等人提出 REDPIN 系统，是通过一种众包模式的指纹采集数据，大大减轻了定位系统部署的工作量以及维护的负担。
2010 年，Arel l.等人针对神经网络定位训练时间太长，提出利用深度信念网络来加快神经网络的训练速度。因为 BM 具有强大的无监督学习能力，所以可以利用这些特征来更好的建立模型，可以很好的解决这一难题，但在大范围区域要实现精确定位就稍有困难。
2011 年，J.Ledlie 等人提出了 Mole 系统，这一系统使得大范围区域定位得到了实现，因为它利用的是众包模式来获取指纹点的数据，另外 Mole 为用户展现的是一个地图，用户获取到位置点的 RSSI 后,通过点击地图绑定位置，然后之前建立的指纹数据库接收生成的位置指纹数据。
2013 年，A. Au 等人提出了一种新的定位方法，利用压缩感知 (Compressive Sensing, CS)的原理完成跟踪与导航，该方法是在离线阶段建立位置指纹库后，利用聚类法计算参考点 RSS 数据每一类的代表类；在实时在线定位阶段，首先粗略定位然后精确定位，其中是通过 CS 理论来获得位置坐标估计。
2014 年，Maja Stella 等人提出了基于 WLAN 和全球移动通信系统 GSM（Global System for Mobile Communications）的北斗定位方法，该方法是利用 RBF 神经网络实现，很好的克服了在基于 BP 神经网络定位方法中训练时间过长，以及易陷入局部极小值等问题。
2016 年，Zhang w 等人提出一种深度神经网络用于北斗定位北斗定位定位，此方法可以学习更可靠的定位特征，从而降低信号波动给定位结果带来的干扰。跟国外的研究相比，国内对北斗定位北斗定位技术方面的研究算是起步的比较迟，但经过不懈的努力，近些年来也取得了很多突破性的研究成果。目前国内很多的大学和研究所都投入了大量的时间精力以及资源到北斗定位北斗定位定位领域中，发现北斗定位北斗定位具有巨大的应用潜力。
2007 年，张明华，张申生等提出了在无线局域网中，利用基于北斗定位的接收信号强度进行北斗定位，主要是根据接收信号强度随距离变化而变化的规律进行定位，同时研究中也指出了难点和不足。
近年来，国内外将定位技术与通信技术联合起来运用到了各个领域中，例如：车载定位系统，手持定位系统，智能交通系统等等。按照目前的发展趋势，在今后移动定位技术还会在各个领域成为必不可少的技术融入人们的生活中。+

1.3研究方法及主要内容
1.3.1研究方法
随着互联网的高速发展，万物互联万物互通已不是什么新鲜事了，现在我们出行的滴滴打车软件，美团外卖，都是通过定位的方式，查找对方的距离，提供便利的服务。据了解三大网络运营商，电信、联通、移动分别都提供了物联网卡，只要装上此卡，就能定位对方的距离，目前运营比较广泛的就是共享单车，此方式采用了北斗导航系统来接入实现。
1.3.2主要内容
北斗导航系统目前有很多的接入服务商使用，只需通过接口调用，就可实现准确的定位，所以在开发商那块他们已经做了很多的工作量，而留给我们的就只需对接他们的接口就能很好的使用，下一步就是研究开发商所提供的接口，分析每个接口的意义，通过什么样的方式来管理。
1.4 论文组织结构
根据论文整体研究方向和内容，分六章进行论述。
第一章：绪论。主要介绍了研究背景和意义，对北斗卫星定位系统使用现状和发展趋势进行了详细分析。
第二章：相关技术介绍。本章主要对系统开发的相关技术进行简述
第三章：系统分析与设计。对系统的需求和可行性进行了详细的分析。介绍了系统的结构和功能设计。
第四章：系统详细实现。主要介绍了系统开发环境的搭建和小程序的界面的设计
第五章：系统测试。介绍了系统的测试准备，方案和测试结果，并对测试结果进行分析。
第六章：总结与展望。本章对该系统和论文进行了总结，并对下一步的发展进行了展望
1.4本章小结
本章重点介绍了论文的研究背景和组织结构

第二章相关理论与相关技术
本章主要对系统设计所涉及的技术和相关平台软件进行简要介绍
2.1 Java技术概述
Java语言是至今为止可移植性最高，跨平台能力最强的面向对象的高级语言。在世界评选最受欢迎的计算机编程语言中蝉联冠军多年，相对于面向过程额程序设计，它具有更强的可维护性和可拓展性，使编码的代码更加健壮。Java语言具有四大特性：
封装性：面向对象的语言中，类的体现就是通过封装。如学员，具有sex，name等属性，同时也具有study,exercise等行为，属性和行为一起构成了学员这一个类。
抽象性：抽象是将一类实体共同特性进行提取，通过封装形成一个抽象类。在编程中通过这一抽象类的调用来体现这一类实体的特征。
继承性：程序中的继承关系就类似于现实社会的父子关系。不同的是程序的子类有父类的所有特性，同时还可以加以延申，这样就能实现代码的复用，从而提高编程效率。
多态性：指通过传递给父类对象不同的子类对象从而表现出不同的行为的一种特性。为程序提供了非常好的可扩展性，同时也实现了代码的复用。

2.2 MYSQL数据库
MYSQL数据库是一个支持多线程的数据库，用其建造的设计库可以在因特网上的任何地方访问，具有功能强，使用简单，管理方便，运行速度快，可靠性高，安全保密性强等特点。它相比于Access兼容性更好，尤其在Java，Android项目的开发中，可以很好的提高系统资源的利用效率。
2.3 Html5
HTML5是构建Web内容的一种语言描述方式。HTML5是互联网的下一代标准，是构建以及呈现互联网内容的一种语言方式．被认为是互联网的核心技术之一。HTML5是Web中核心语言HTML的规范，用户使用任何手段进行网页浏览时看到的内容原本都是HTML格式的，在浏览器中通过一些技术处理将其转换成为了可识别的信息。
2.4 Vue技术
Vue 是一套用于构建用户界面的渐进式JavaScript框架。与其它大型框架不同的是，Vue 被设计为可以自底向上逐层应用。Vue 的核心库只关注视图层，不仅易于上手，还便于与第三方库或既有项目整合。另一方面，当与现代化的工具链以及各种支持类库结合使用时，Vue 也完全能够为复杂的单页应用提供驱动。因其具有易用，灵活，高性能的特点广泛应用于应用程序的开发。
2.5 本章小结
本章主要对开发此项目多用到的开发工具，所用数据库进行简要的介绍。另外也对Java语言的四大特性及H5进行了介绍。只有对这些技术和工具进行熟悉的掌握和深入的学习并加以熟练的运用，才可以开发出符合需求的应用程序。
第三章系统分析
技术的开发需要对其进行需求和可行性分析，根据分析结果，设计相关的功能模块。如果未进行充分的分析，则可能导致系统在开发的过程中出现各种各样的问题，造成系统的故障或者功能的不完整。系统分析是系统开发前的关键步骤。在这个过程中，要确定好使用者需求，然后进行分析确定。
3.1 需求分析
随着大数据互联网的到来，越来越多的行业，都需要通过万物互联的方式解决比较繁琐的问题，比如电商网购，尤其在双11那边，大批量的订单，需要人工领单发货，那将是一个多么大的工作量，而且不可能在短时间内，完成3天到货的任务，如果给每个机器设备定好位，让他们到指定的位置取货，分拣货物，这一切都变的如此容易，像这样的机器工厂，现在淘宝、京东这些大的电商都早已实现，而且规模非常的巨大。
3.1.1需求概述
每年关于导航定位系统的研究都在快速的发展，尤其是在万物互联的时代，最具有代表性的就是我们的手机，不管我们人在哪，都能通过手机定位获取到我们准确的位置，将来这些领域会越来越多，关于物联网定位的需求也会越来越大，现在国家还在试点推广无人汽车，这就需要定点的位置更加精确，来满足不同用户的需求。
3.1.2功能性需求
北斗导航定位系统，最主要的功能，就是定位，通过定位系统的输出，来判断此时此刻的历史轨迹，功能上就是实时性定位，捕获数据，将所有数据上传到服务器，由服务器通过一定的加密算法，将数据推送到指定的客户端中。
3.1.3环境需求
因为导航定位系统，主要是靠无线数据传播，正常情况下是靠基站进行传输，如果没有基站的覆盖，可能会影响定位不准，或者直接查询不到数据；还有就是气候变化的影响会对无线传输产生变化，因为还是靠光波传输，气候差时，会对光波发生缩小。
3.2 可行性分析
3.2.1技术可行性
通过网上资料的学习，和在图书馆的翻阅，对开发这套系统是可行的，这个项目主要涉及到功能就是定位，解决网上下载的相同案列，模拟操作，基本掌握了技术要领，实现的技术，首先对接高德地图API接口，通过官方提供的数据接口，可快速实现定位，数据库采用mysql，对定位下来的数据，采用数据库的方式存储起来。
3.2.2经济可行性
因设计开发都是从网上下载学习的资料，以及结合几年所学的专业，所以这套系统的开发主要开支都是由自行解决，成本上不需要花费多少开支。
3.2.3操作可行性
具体操作使用到了idea开发工具，数据库mysql，前端框架采用流行的vue，因在网上学习下载了部分源码，需整理消化后，转换成自己的思路，在操作上是可行的，现在就需自己的理论得到验证。
3.3 本章小结
本章主要就需求分析，可行性分析进行了较为严格的分析，旨在确实从科学的角度分析本设计的合理性和实现的可操作性。
第四章系统的设计与实现
4.1 系统设计目标及原则
本项目的设计就是要开发一个利用北斗卫星导航定位系统的人员打卡软件，主要用于辅助人员的实时管控，确保能对人员的位置实时掌握同时也不用担心失泄密的情况发生。
4.2 系统设计
本系统采用高德地图的方式，定位位置，在使用高德地图SDK之前，必须通过高德账户申请地图移动版开发密钥。申请流程：登陆API控制台，创建应用、配置应用，获取安全码，成功创建key，并会有一个签名证书sha1的值（BB:AC:E2:2F:97:3B:18:02:E7:D6:69:A3:7A:28:EF:D2:3F:A3:68:E7），还有个包名（uni.UNI0540A2C）
4.3 系统业务流程设计
手机定位系统，首先通过手机发送定位信息，由我们接入的高德地图通过北斗导航系统获取准确位置，并将实时的位置发送给指定的服务器。
4.4 数据流程设计
手机开启定位功能后，由高德地图接入的北斗导航系统进行数据的传输，并将传输的数据，存储到数据库中

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