在車載導航系統(tǒng)的開發(fā)過程中，為了對自車狀態(tài)進行描述，不可避免的要使用各 種物理量，如：車輛行進方向、車輛所在位置的經(jīng)緯度座標、車速、時間等。容易理解，如果在一個變量被用來表示上述物理量信息時，我們需要為這個變量規(guī)定一 個單位，這樣才能完整體現(xiàn)變量所代表的含義。沒有單位，單純通過一個變量具有的數(shù)值是無法表達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)而非浮點型來表示物理量。為了使整型變量可以在足夠高的精度上對物理量進行描述，導航系統(tǒng)中使用 的物理量單位通常比國際標準單位更小。例如，一個經(jīng)緯度變量的定義： long lLongitude;?// 1/2560秒 　　1/2560秒是一個非常小的單位，等于0.000390625秒。 　　

下面的表格列出了一些在導航系統(tǒng)中常見的物理量和單位： 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，0.25米/秒，節(jié) 長度 1/1000米，1/256米，1/2米 角度 360/65535 度、360/256度、1/1000度、分、秒 時間 秒、1/100秒、毫秒

2. 物理量單位與數(shù)據(jù)類型的選擇 　　

如果不考慮性能問題，全部使用浮點型來描述物理量的話，那么應該盡量使用國際單位制中的標準單位或者常用單位。如果使用整型來描述物理 量的話，就需要對于數(shù)據(jù)類型和單位進行適當?shù)倪x擇。C語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和無符號類型。接下來對數(shù)據(jù)類型和單位的選擇進行分析。 　　

關于物理量單位的選擇，一個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，如果單位過大，這個整型變量所表示的物理量的精度 就較低，無法表示非常小的數(shù)值；反之如果選擇過小的單位，雖然在精度上不存在問題，但受到整型數(shù)的數(shù)據(jù)范圍限制，導致這個變量無法表示大數(shù)值的物理量。因 此在設計物理量單位的時候，要根據(jù)數(shù)據(jù)的取值范圍和精度進行綜合考慮。 　　

關于數(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，同時在內(nèi)存資源上的開銷也就越大；反之，數(shù)據(jù)類型的位數(shù)少的話 能夠節(jié)省存儲空間，但受到自身數(shù)值范圍的限制，無法用來表達高精度要求的數(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)精度要求之間的權衡。 　　

下面以導航系統(tǒng)中兩個典型的物理量為例進行分析。 　　

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

首先對于經(jīng)緯度的數(shù)值范圍進行分析。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。為設計思路簡單起 見，使用有符號整型的負數(shù)部分表示西經(jīng)和南緯。因此，在地圖數(shù)據(jù)的經(jīng)緯度同時存在東經(jīng)和西經(jīng)，或者同時存在北緯和南緯的情況下，需要使用有符號數(shù)據(jù)類型來 保存經(jīng)緯度。 　　

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

導航系統(tǒng)中GPS信號和地圖數(shù)據(jù)的精度約為10米左右，顯然char和short無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長整型long。 　　

關于物理量單位，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)緯度大致相當于1 /220秒。為了數(shù)據(jù)精度在運算中不受到損失，所選擇的單位應小于等于上述單位。而且為了計算方便，所選擇單位最好是與上面單位成整數(shù)倍數(shù)關系。 　　

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)選擇一個盡量大的256的倍數(shù)。考慮到自然數(shù)中最常用的十進制，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 　　

導航系統(tǒng)中，車輛角度使用的是有符號short類型來表示，使用的單位是360/65536度，即以short的取值范圍 [-32768, 32767]來表示360度，所能夠表達的最高精度約為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

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