基于GPS定位技术的智能导览系统关键技术研究

随着国民经济的发展，新的生活理念的形成以及我国休假制度的完善，旅游成了越来越多人们在假期间选择。目前旅游己成为一种时尚的消费方式，旅游业的市场非常巨大，发展前景也很广阔，同时与旅游业相关的服务业市场也极富发展潜为。当前的导游服务方式主要为人工导游方式。传统的人工导游服务体系中存在较多的问题，如导游人员数量的严重不足，满足不了市场需求；人工导游服务的费用相对较高；因导游人员的素质参差不齐以及通过扩音器进行讲解带来的噪音污染等原因导致游客对当前传统导游服务质量的不满。为了弥补人工导游资源的不足以及克服人工导游服务中存在种种弊端，人们开始尝试运用技术手段设计能够替代传统人工导游服务的电子导览系统。电子导游服务替代传统的人工是未来时代发展的趋势，并且随着大众需求的多样化和科技的进步，电子导游服务必将发展的更加智能、更加全面。因此，智能导览系统的相关研究将不断推动旅游服务业的发展进步和升级。早期的电子导游系统主要是借助电子信息技术制造一些机器设备用于代替原有的人工导游讲解方式，其主要功能是替代导游人员的讲解服务。一般实现方法是将景点相关的历史人文信息语音文件或者其他形式的多媒体文件存储在电子讲解设各中，通过游客或管理人员的操作向游客播放这些内容。此类电子导游系统一般都是针对具体景区而定制的，系统造价较高并且使用过程中需要专业人员进行系统的维护升级，同时对游客而言，其操作使用并不方便，且无法提供路线导游等其他服务，满足不了游客的实际需求。随着旅游业的不断发展，游客的需求不断增加与细化，早期的电子导游系统提供的简单功能已经不能满足游客的需求。在导游服务的整个业务过程中，游客处于业务的最上端，因此，必须立足于游客的需求来进行智能导览系统的研究设计与开发实现工作才能使得最终的智能导览系统达到市场的要求。结合电子导游的发展过程中存在的问题以及未来市场对智能导览系统的需求，围绕＂智能导览＂这一目标，运用技术上能够满足实际开发需求且市场普及率非常高的ａｎｄｒｏｉｄ操作系统来设计研究智能导览系统并开发出能够满足智能导览需求的ＡＰＰ应用程序。最终目的是能够克服早期电子导游系统的缺陷与不足，设计出具有定位快速准确，服务智能、携带方便、操作简单的现代智能导党系统。国内外电子导游相关硏究与应用现状有关智能导览系统的相关研究于上世纪９０年代起源于欧美国家，因为其发展与电子科技技术发展息息相关，并由旅游服务市场的庞大需求直接推动，因此随着科技的不断进步和旅游业的飞速发展，与智能导览系统相关的研究很快成为相关领域学者以及众多相关企业的研究热点。对智能导览系统的研究主要分为两个方向：一是智能导览相关理论研究；二是与智能导览系统的开发实现相关技术方法的研究。理论的研究推动了技术的更新进步，同时，技术的不断发展也使得相关的理论发展的更为丰富充实。

电子导游技术的国外发展概况

在国外，尤其是发达国家中，对智能导览系统的相关研究在理论和技术方面都较国内而言领先不少。其主要原因有两方面：一是国外的旅游业以及相关服务业的发展比国内早，智能导览系统的研究起步也相对较早；二是发达国家相对而言在最新的技术上是领先与国内的，而智能导览的相关研究离不开技术的支持。目前在发达国家，大多数景区都采用非人工导游解说的电子导游设备方式，尤其是博物馆等室内展馆，基本取消了人工导游。最早的电子导游系统是由Ａｂｏｗｄ和Ａｔｋｅｓｏｎ等人于１９９６年设计并成功实现。此后关于智能导览系统的相关研究在国外快速发展。２０１１年ＭｉｃｈａｅｌＫｅｎｔｅｒｉｓ等人在分析了市场上主流的电子导游相关产品的基础上发布了一份相关的调查报告曰，提出来针对如何提高用户体验的解决方案并尝试将信息推送技术运用到导游信息数据库的实时更新中。

电子导游技术的国内发展概况

就我国目前的旅游业发展情况而言，电子智能导游的潜在市场非常巨大，己有一些相关的电子导游研究已经开展。电子导游在未来导游服务业中的巨大优势，在未来的旅游业中，电子导游以及智能导览系统将取代传统的人工导游，其不断的创新进步将带动旅游业的飞速发展和旅游服务的转型升级啡电子化、智能化将是导游服务行业未来的主要发展方向。在旅游中智能导览系统的应用方面，我国开始尝试使用电子导游服务代替传统的人王导游服务［ＳＡＩＤ］是在２０世纪，广西桂袜的漓江、陕西的黄帝陵、天津博物馆等。但是使用的电子导游系统主要形式为数码按键型的导游讲解机，其形式比较原始，功能较为单一，并不具有智能性。随后在北京的天坛公园、故宫、颐和园等景点开始出现能够根据无线信号感应能够自动进行讲解服务的电子导游系统。随着技术的不断进步和来自市场庞大需求的不断推动，我国的智能导览系统必将向着更加自动化、智能化，智能导览服务服务更加全面化的方向发展。

电子导览发展现状分析

目前，我国旅游服务也中出现的电子导览系统包括＂按键播放机＂类、＂触摸式视频解机＂类等，产品技术含量较低，操作方式落后，无法为游客提供便捷、全面的导游服务。本文从游客的实际需求分析着手代替传统人工导游服务实现＂智能随身导游＂为实际目标，提出了基于ＧＰＳ定位技术以及Ａｎｄｒｏｉｄ移动操作系统平台的智能导览系统，给出了智能导览系统的设计方案，并详细描述了智能导览系统中中实时定位、区域规划表示以及最佳游览路线生成几项关键技术的设计与实现细节。

快速、实时、精确的定位功能是为用户提供智能、高效导览服务的前提和保障。智能导览系统提供的每一项导览功能，都需要用户的准确位置作为服务参数，实现针对用户的实时位置特征提供相应的智能服务，如推送当前景点的多媒体导游讲解服务、周边服务智能推荐及生成最佳的游览路线等。没有用户的位置数据，则无法为用户提供有效的的导游服务。因此定位功能是智能导览系统中不可或缺的基础功能。当前应用的主要导航定位技术都是通过对定位卫星无线信号的处理实现的，其中卫星定位方案在服务覆盖范围和可靠性有着其他定位方式无可比拟的优越性，其覆盖范围广、技术应用和操作方便简单。并且随着定位卫星数量的不断増多，定位算法的不断改进，卫星定位的结果越加精确。民用卫星导航信号的精确度己经达到１０米到５０米内，最先进的军事导航定位系统精度达到了２米内。早期卫星定位技术的研究是为了满足从早期的军事海陆空军的作战需求，随着时代的发展，民用领域的导航定位需求也在不断増大，两者共同促进了卫星导航定位技术的不断发展进步。如今，定位技术已经应用于我们生活中的各个角落，如飞机、船舶、汽车等交通工具的导航定位服务、智能手机程序中各类与位置相关的应用。

３ ． １ 定位导航技术 的 发 展 应用

定位导航技术的研究起源于军事与航海航空等领域的实时导航需求，最早的导航定位系统研究起源于美国的Ｔｒａｎｓｉｔ子午仪卫星定位系统，该系统于１９５８年研制并在１９６４年正式投入使用，成功证明了卫屋技术在导航定位领域的可行性和精确性极大的促进了人们在卫星定位技术领域的研究和进步。随着卫星导航定位技术在全球范围的研究和实现，形成了当前美国的ＧＰＳ全球卫星定位系统、俄罗斯的ＧＬＯＮＡＳＳ全球卫星定位系统＂＂、中国的北斗星导航定位系统等为主要代表的卫星导航定位系统。其中美国的ＧＰＳ全球定位系统是目前应用最广泛的定位导航系统之一，甚至许多国家，包括中国在内的一些军事领域的导航定位功能实现都在一定程度上依赖美国的ＧＰＳ全球卫星定位系统。ＧＰＳ全球定位系统该系统Ｔｒａｎｓｉｔ子午仪卫星定位系统为研巧基础，结合美国海军的．Ｔｉｎｍａｔｉｏｎ全球定位网计划和美国空军的６２１－Ｂ卫星群定位计划，由美国国防部卫星导航定位联合计划局牵头，在经历兰次大的方案更改之后形成了如今的ＧＰＳ全球定位系统。

参观游览路线是否科学合理在很大程度上影响到整个游览过程的体验结果。对游客而言，科学合理的游览路线能够使其在较短的时间、较小的路程代价下获得较好的游览体验；同时，对旅游服务提供者来说，离效合理的游览路线也能使得其在付出相同服务资源代价的情况下获得游客更高的服务评价，从而促进旅游及其服务业的健康持续发展和进步。在实际的游览活动中，当游客到达某一景区即将进行游览参观时，其总是希望能够在游览活动进行之前得到一个可以满足个人特殊游览需求的最佳路线进行游览活动，这里的需求可以包括游览时间限制、景点喜好类型、出入口位置要求等。当游客的时间充足，能够完整的游览当前景区中的所有景点时，游客只需要按照个景点的地理位置关系，由近及远的按序游览，直至所有景点都被游览过之后，结束游览活动。然而当游客的游览时间有限。不足以完整的游览当前景区中所有的景点时，游客该如何在有限的时间内，最高效的对当前景区内景点进行游览活动，即如何安排游览路线，成为智能导览系统中急需解决的一大问题，生成的游览路线是否可行有效且满足游客的需求，对本系统的实际用户体验至关重要。

因此，本章主要研究在有限的时间内，从游客角度出发，如何根据景区内各景点、相互之间路径的相关信息以及游客的游览时间等限制条件，生成使得游客在限定时间内获得最高游览体验的最佳游览路线问题。游览路线的规划设计工作本质是依据游客当前的位置信息和待参观的景区景点信息，根据一定的策略筛选合适的路线和景点并将之有序排列行程具体游览行程路线的过程。完整的游览路线应当包括起点、景点集合、景点间的路径集合及终点。因此，对景区内最佳游览路线问题模型的建立以及路线生成策略的设计是决定游览路线优劣程度的关键所在。根据游览路线设计工作的实际需求，本章节主要做了以下两项项工作：建立以无向图为知识背景的游览路线设计问题的研究处理模型并定义；研究并改进Ｄｉｊｋｓｔｒａ最短路径算法实现景点及路径的选取和排序。最终依据上述两项工作的研究成果实现最佳游览路线的生成方案。

随着旅游业不断发展，游客数量的不断增加所带来的导游需求庞大市场以及传统人工导游服务体系固有的弊端与缺陷，为电子导游技术的研究与发展提供了巨大的动力。电子导游服务将是未来导游服务行业的发展主要方向。而电子导游服务能否满足市场的需要取决于电子导游系统所提供的服务功能能否满足游客实际游览过程的导游服务需求，即电子导游系统能否完成传统模式中，导游人员为游客提供的所有服务，包括景点历史人文信息的讲解、旅游路线的合理安排设计、周边服务的信息推荐等，电子导游要以便捷、低成本方式实现才能获得用户支持。本文给出了基于Ｃ／Ｓ架构的智能导览系统设计ｉｄｅ详细描述。系统的客户端运行在Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统的智能手机中，为用户提供各类导游服务。系统中需要实现的Ｈ大关键功能分别为基于Ａ－ＧＰＳ辅助定位技术的实时定位功能、景点区域表示、位置判定功能以及旅游路线生成功能。文中给出了迭Ｈ个关键功能的详细设计与实现描述。其中，在定位功能的实现中，为了减小定位误差、提高定位功能稳定性，同时不増加对系统硬件的需求，提出了一种定位经、韩度数据处理的方法；在对景点区域范围的表示中，灵活设计了区域覆盖和多边形分割的组合表达方式以及快速高效判定点、面相对位置关系的方法；最佳游览路线生成问题的解决过程较为复杂，因为对路线优劣程度具有影响的因素较多，且同时有来自于景点本身的因素和游客个人不同需求的因素。