在車載導(dǎo)航系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為了對(duì)自車狀態(tài)進(jìn)行描述，不可避免的要使用各 種物理量，如：車輛行進(jìn)方向、車輛所在位置的經(jīng)緯度座標(biāo)、車速、時(shí)間等。容易理解，如果在一個(gè)變量被用來(lái)表示上述物理量信息時(shí)，我們需要為這個(gè)變量規(guī)定一 個(gè)單位，這樣才能完整體現(xiàn)變量所代表的含義。沒(méi)有單位，單純通過(guò)一個(gè)變量具有的數(shù)值是無(wú)法表達(dá)物理量的完整含義的。 　　

出于性能和資源的考慮，通常使用整型數(shù)而非浮點(diǎn)型來(lái)表示物理量。為了使整型變量可以在足夠高的精度上對(duì)物理量進(jìn)行描述，導(dǎo)航系統(tǒng)中使用 的物理量單位通常比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位更小。例如，一個(gè)經(jīng)緯度變量的定義： long lLongitude;?// 1/2560秒 　　1/2560秒是一個(gè)非常小的單位，等于0.000390625秒。 　　

下面的表格列出了一些在導(dǎo)航系統(tǒng)中常見(jiàn)的物理量和單位： 物理量 常用單位 經(jīng)緯度 1/256秒、1/2560秒、1/1000秒 速度 0.1千米/小時(shí)，0.25米/秒，節(jié) 長(zhǎng)度 1/1000米，1/256米，1/2米 角度 360/65535 度、360/256度、1/1000度、分、秒 時(shí)間 秒、1/100秒、毫秒

2. 物理量單位與數(shù)據(jù)類型的選擇 　　

如果不考慮性能問(wèn)題，全部使用浮點(diǎn)型來(lái)描述物理量的話，那么應(yīng)該盡量使用國(guó)際單位制中的標(biāo)準(zhǔn)單位或者常用單位。如果使用整型來(lái)描述物理 量的話，就需要對(duì)于數(shù)據(jù)類型和單位進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。C語(yǔ)言中主要整型類型有三種， char、short和long，每種類型都有各自的有符號(hào)和無(wú)符號(hào)類型。接下來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)類型和單位的選擇進(jìn)行分析。 　　

關(guān)于物理量單位的選擇，一個(gè)整型變量所能表示的最小物理單位就是單位本身的物理含義，如果單位過(guò)大，這個(gè)整型變量所表示的物理量的精度 就較低，無(wú)法表示非常小的數(shù)值；反之如果選擇過(guò)小的單位，雖然在精度上不存在問(wèn)題，但受到整型數(shù)的數(shù)據(jù)范圍限制，導(dǎo)致這個(gè)變量無(wú)法表示大數(shù)值的物理量。因 此在設(shè)計(jì)物理量單位的時(shí)候，要根據(jù)數(shù)據(jù)的取值范圍和精度進(jìn)行綜合考慮。 　　

關(guān)于數(shù)據(jù)類型的選擇，數(shù)據(jù)類型的位數(shù)越多，其能夠表示的數(shù)值范圍就越大，同時(shí)在內(nèi)存資源上的開(kāi)銷也就越大；反之，數(shù)據(jù)類型的位數(shù)少的話 能夠節(jié)省存儲(chǔ)空間，但受到自身數(shù)值范圍的限制，無(wú)法用來(lái)表達(dá)高精度要求的數(shù)據(jù)。因此在數(shù)據(jù)類型方面的選擇，就是在系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)精度要求之間的權(quán)衡。 　　

下面以導(dǎo)航系統(tǒng)中兩個(gè)典型的物理量為例進(jìn)行分析。 　　

（1） 經(jīng)緯度 　　導(dǎo)航系統(tǒng)中，描述經(jīng)緯度的數(shù)據(jù)類型是4字節(jié)有符號(hào)整型long，物理量單位是1/2560 秒。如此設(shè)計(jì)用意何在？ 　　

首先對(duì)于經(jīng)緯度的數(shù)值范圍進(jìn)行分析。經(jīng)度的范圍是東經(jīng)180度~西經(jīng)180度，緯度的范圍是南緯90度~北緯90度。為設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單起 見(jiàn)，使用有符號(hào)整型的負(fù)數(shù)部分表示西經(jīng)和南緯。因此，在地圖數(shù)據(jù)的經(jīng)緯度同時(shí)存在東經(jīng)和西經(jīng)，或者同時(shí)存在北緯和南緯的情況下，需要使用有符號(hào)數(shù)據(jù)類型來(lái) 保存經(jīng)緯度。 　　

其次，需要在char、short和long這幾種類型中進(jìn)行選擇。需要表示的最大數(shù)值范圍是（-180度，180度），假設(shè)使用這三 種數(shù)據(jù)類型的最大取值范圍來(lái)表示此區(qū)間，即可計(jì)算出這三種整型數(shù)能夠支持的最小單位： long：360度 / 4294967296 = 0.00000008381903171539度，赤道附近約相當(dāng)于0.00905米； short：360度 / 65536 =? 0.00549316406度，赤道附近約相當(dāng)于593.26172米； char：360度 / 256 = 1.40625度，赤道附近約相當(dāng)于151875米。 　　

導(dǎo)航系統(tǒng)中GPS信號(hào)和地圖數(shù)據(jù)的精度約為10米左右，顯然char和short無(wú)法滿足上述精度要求，因此數(shù)據(jù)類型便可以確定為有符號(hào)長(zhǎng)整型long。 　　

關(guān)于物理量單位，在GN8007的GPS協(xié)議中，經(jīng)緯度的單位是1/256秒，kiwi格式的地圖數(shù)據(jù)中正規(guī)化經(jīng)緯度大致相當(dāng)于1 /220秒。為了數(shù)據(jù)精度在運(yùn)算中不受到損失，所選擇的單位應(yīng)小于等于上述單位。而且為了計(jì)算方便，所選擇單位最好是與上面單位成整數(shù)倍數(shù)關(guān)系。 　　

long類型能夠表示的最小單位是360/4294967296度，約為1/3314秒。因此，單位的分母就是在256到3314范圍 內(nèi)選擇一個(gè)盡量大的256的倍數(shù)。考慮到自然數(shù)中最常用的十進(jìn)制，最終選擇256的10倍作為單位的分母，即以1/2560秒作為經(jīng)緯度的單位。 　　

（2）車輛角度 　　

導(dǎo)航系統(tǒng)中，車輛角度使用的是有符號(hào)short類型來(lái)表示，使用的單位是360/65536度，即以short的取值范圍 [-32768, 32767]來(lái)表示360度，所能夠表達(dá)的最高精度約為0.00549度。數(shù)據(jù)類型和單位的選擇出于以下原因： a、 該單位的精度足以滿

總結(jié)

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