qgis 源码学习之core的gps模块

我已经编译出了qgis2.4的源码，进行了一些简单的二次开发，但是仍然感觉不爽，这么优秀的软件就单单在它上层做开发，太浪费了，我想学习qgis的源码的架构，顺便学习qgis的二次开发，为我将来的自己架构自己的软件吸取些经验。

qgis的文档还是比较少的，并且1.0版本和2.0以上的版本差别很大，而中文的文档绝大部分针对1.0版本，如果照搬的话会导致编译出现问题。我以下的博文是边看编写。

1.qgis的源码文档如何找到？

http://qgis.org/api/2.4/files.html 这里是找到的。

2.qgis的源码的核心部分主要分为：analysis；core；gui；plugin；4个部分。

上面4个模块的依赖关系依次是：

analysis模块：

gui模块：

Plugin模块：

core模块：

上面4个模块的core和plugin模块均是独立存在的，而其余两个模块均依赖于core模块，所以我打算首先读core模块。

从上面的core模块的内部图可以看出core模块中的gps模块是比较独立的，首先读gps模块。

gps模块里面有一个很重要的概念就是“NMEA”，NMEA是美国国家海洋电子协会（National Marine Electronics Association）的简称，它规定了gps数据的协议，如果解析过gps数据就知道“#BESPOSA"之类的东西就是由它规定的，gps模块规定

config.h里面规定了NMEA协议的版本、NMEA_VERSION_PATCH 补充协议版本，产生调试”assert“的一些宏NMEA_ASSERT(x)。

contex.h定义了输出调试信息的函数：nmea_trace、nmea_trace_buff、nmea_error；对应的.c文件就是对应的实现。

info.h定义了各种NMEA用到的各种数据结构。_nmeaPOS 位置信息里面只有两个变量一个经度另一个是纬度，所以qgis只能是二维的不可能是三维的地图软件。nmeaSATELLITE卫星信息。nmeaSATINFO是nmeaSATELLITE的包装：里面描述了有多少卫星是可见的，有多少卫星是可用的。；nmeaINFO是gps解析数据的结构体。

下面的gmath.h使用了这个info.h文件。这个文件在gps模块是个基础的头文件。

gmath.h定义了数学函数例如定义了PI、地球的平均半径等宏；角度弧度转化函数（nmea_degree2radian）；NMEA degree（NMEA度）和弧度、角度转化。计算位置精度因子（pdop)、精度衰减因子(PDP)函数：nmea_calc_pdop等。位置转化函数：主要是由原始的gps字符串转化为逻辑量，例如：nmea_info2pos是由NMEA的原始数据解析后倒入POS结构中里里面的实现也很简单：

pos->lat = nmea_ndeg2radian( info->lat );pos->lon = nmea_ndeg2radian( info->lon );

nmeatime.h 定义了一个“nmeaTIME"的结构体，和一个获取当前时间的函数nmea_time_now。

nmea_time_now函数在time.c中定义，调用Windows的GetSystemTime函数，所以这个函数是调用的系统时间。

parse.h解析gps数据包用的各个函数

<span style="font-size:10px;">int nmea_pack_type( const char *buff, int buff_sz );//包的类型int nmea_find_tail( const char *buff, int buff_sz, int *res_crc );//寻找包尾，并进行crc校验int nmea_parse_GPGGA( const char *buff, int buff_sz, nmeaGPGGA *pack );//解析GPGGA包int nmea_parse_GPGSA( const char *buff, int buff_sz, nmeaGPGSA *pack );int nmea_parse_GPGSV( const char *buff, int buff_sz, nmeaGPGSV *pack );int nmea_parse_GPRMC( const char *buff, int buff_sz, nmeaGPRMC *pack );int nmea_parse_GPVTG( const char *buff, int buff_sz, nmeaGPVTG *pack );void nmea_GPGGA2info( nmeaGPGGA *pack, nmeaINFO *info );//从pack填充info结构，下同void nmea_GPGSA2info( nmeaGPGSA *pack, nmeaINFO *info );void nmea_GPGSV2info( nmeaGPGSV *pack, nmeaINFO *info );void nmea_GPRMC2info( nmeaGPRMC *pack, nmeaINFO *info );void nmea_GPVTG2info( nmeaGPVTG *pack, nmeaINFO *info );</span>

parser.h定义了一个解析结构体，但是这里面的函数从来没有在qgis里面用过，主要使用parse.h的函数，所以这个文件可以略过。。。。

unites.h定义了3个单位与米进行换算的公式：分别是

#define NMEA_TUD_YARDS      (1.0936)        /**< Yeards, meter * NMEA_TUD_YARDS = yard 码*/#define NMEA_TUD_KNOTS      (1.852)         /**< Knots, kilometer / NMEA_TUD_KNOTS = knot节 */#define NMEA_TUD_MILES      (1.609)         /**< Miles, kilometer / NMEA_TUD_MILES = mile 英里 */

tok.h定义了几个函数，主要有格式化输入输出，字符串转int，字符串转float。

int     nmea_calc_crc( const char *buff, int buff_sz );//计算buffer中的crc，并返回crc值int     nmea_atoi( const char *str, size_t str_sz, int radix );//转化成intdouble  nmea_atof( const char *str, int str_sz );//字符串转floatint     nmea_printf( char *buff, int buff_sz, const char *format, ... );//格式化输出int     nmea_scanf( const char *buff, int buff_sz, const char *format, ... );//格式化输出

sentence.h定义了gps的rawData的集中数据类型和各种结构nmeaPACKTYPE等。和info.h一样这也是很基础的文件。

下面的文件是qgs独有的文件，上面的文件是nmea库的，是qgis借用nmea的。

qgsgpsconnection.h里面定义了自己的QgsSatelliteInfo（gps卫星信息）和QgsGPSInformation（gps信息）这两个struct。这两个struct与nmea在info.h定义的两个struct类似。QgsGPSConnection是一个抽象的gps设备类，定义了一个parseData接口，在使用这个类的时候，首先传入一个QIODevice设备，这类调用parseData接口然后就可以解析数据了。很牛逼的写法，值得学习。实现了硬件层和软件层的隔离。connect和close函数用来打开关闭设备。它是如何实现设备与解析结合的呢？

QgsGPSConnection::QgsGPSConnection( QIODevice* dev ): QObject( 0 ), mSource( dev ), mStatus( NotConnected ){  clearLastGPSInformation();  QObject::connect( dev, SIGNAL( readyRead() ), this, SLOT( parseData() ) );}

它是通过调用一个qt的connect来实现的。

这个类里其他主要的函数有

currentGPSInformation//得到当前的gps状态status//得到当前硬件的状态，是否正常工作等。

QgsGPSConnectionRegistry类用来注册QgsGPSConnection类。这个类是一个单例的。里面采用Qset来实现。instance函数采用一个static的变量来实现。这种写法要比定义一个成员变量要简洁，并且不用使用锁。

QgsGPSConnectionRegistry* QgsGPSConnectionRegistry::instance(){  static QgsGPSConnectionRegistry mInstance;  return &mInstance;}

QgsNMEAConnection 类是QgsGPSConnection的一个具体的实现，作用是解析来自gps的NMEA数据，主要是实现了QgsGPSConnection的parseData函数。QgsGpsdConnection类继承自QgsNMEAConnection类，主要是实现对gpsd守护进程的监视。gpsd是监视来自usb或者串口的gps数据，然后通过tCP 的2947 端口把数据发送出去，gpsd的网址：http://www.catb.org/gpsd

class CORE_EXPORT QgsGPSDetector : public QObject{    Q_OBJECT  public:    QgsGPSDetector( QString portName );    ~QgsGPSDetector();/*通过调用qt提供的函数枚举所有的串口*/    static QList< QPair<QString, QString> > availablePorts();  public slots:  /*  函数里面定义了一个timmer时间为2000毫秒，每2000秒调用一次advance函数。  尝试打开mPortList里面存储的所有的串口，每个串口尝试使用mBaudList里面存储的波特率。  如果执行完串口的open函数后，把detected函数connect给gps信息改变slot。  */    void advance();    void detected( const QgsGPSInformation& );    void connDestroyed( QObject * );  signals:    void detected( QgsGPSConnection * );    void detectionFailed();  private:    int mPortIndex;    int mBaudIndex;    QList< QPair< QString, QString > > mPortList;    QList<BaudRateType> mBaudList;    QgsGPSConnection *mConn;};

QgsQtLocationConnection类从QgsGPSConnection继承。

class CORE_EXPORT QgsQtLocationConnection: public QgsGPSConnection{    Q_OBJECT  public://调用startMonitor函数和strtGPS函数，开启一个0.5秒的timer，timer不停的调用broadcastConnectionAvailable，来广播最后一次的gps状态    QgsQtLocationConnection();    ~QgsQtLocationConnection();  protected slots:    /**Needed to make QtLocation detected*/    void broadcastConnectionAvailable( );    /**Parse available data source content*/    void parseData();    /**Called when the position updated.      * @note not available in python binding      */    void positionUpdated( const QGeoPositionInfo &info );    /**Called when the number of satellites in view is updated.      * @note not available in python bindings on android      */    void satellitesInViewUpdated( const QList<QGeoSatelliteInfo>& satellites );    /**Called when the number of satellites in use is updated.      * @note not available in python bindings on android      */    void satellitesInUseUpdated( const QList<QGeoSatelliteInfo>& satellites );  private:    void startGPS();    void startSatelliteMonitor();    QString mDevice;    QGeoPositionInfo mInfo;    QPointer<QGeoPositionInfoSource> locationDataSource;    QPointer<QGeoSatelliteInfoSource> satelliteInfoSource;};

gps模块总结：

里面分为两个部分前缀不带qgs和前缀带qgs的。不带qgs的为其他的开源软件中抠出来的代码，代码可能全部来自nmea的库。前缀带qgs的为qgs的代码。

最基础的类为QgsGPSConnection，它是:QgsQtLocationConnection、QgsNMEAConnection 的父类。QgsGPSConnectionRegistry用来注册QgsGPSConnection类。总之QgsGPSConnection是这个gps模块里的核心。

gps模块里还有两个比较基础的数据结构：QgsSatelliteInfo（gps卫星信息）和QgsGPSInformation（gps信息）它是上面QgsGPSConnection向外发送signal的载体。

gps模块完毕2015.1.23