3.2.1 电子海图系统解析及开发 开源软件 - OpenCPN

对于航海爱好者或电子海图开发人员,不得不提一下OpenCPN。它是一款开源的软件,它是由热爱航海的且懂软件的海员开发,相关资源可去其官网https://opencpn.org下载。该软件支持Windows/MacOS/Linux系统,安装简单,功能强大,界面简洁,操作简单。对于业余航海人员海上航行的不二选择。目前OpenCPN最新版为2020年7月15日发布的5.2版,Windows安装包大约40MB,下载完后安装运行,就可以体验商业级的电子海图系统了。

image.png

OpenCPN提供大量免费海图下载,支持航线设计、航行监控,能接入GPS、AIS数据,能叠加雷达图像,还满足气象导航方面的要求,还有众多插件可供选择,且一直持续改进更新中。更重要的是一点是,开放源代码https://github.com/OpenCPN/OpenCPN

OpenCPN开发者介绍

Dave夫妇

Dave Register曾是一名程序员,和Kathi于2000年开始在游艇上任全职。 Dave对当时可用的商业电子海图系统不太满意,便着手开始开发自己的软件,并将其命名为OpenCPN。多年来,OpenCPN一直是由他个人独立发布,并利用它成功的使游艇安全的从纽芬兰到达巴哈马。此后,Dave开始与其他游艇驾驶员共享该软件,从而产生了将其公开发布给所有人以开源形式下载的想法。2009年,官网OpenCPN.org创建,现在,该开源项目已在全球范围内受到追捧,并拥有一群出色的志愿者开发人员。

OpenCPN 本地编译

OpenCPN由C++编写,遵从GPLv2协议,其源代码可以轻易的从github获取。在windows下编译方法windows下编译方法如下:

  1. 安装Visual Studio 2017,添加C++及Windows XP C++功能。
  2. 安装Git
  3. 安装CMake
  4. 安装POedit,并将安装路径添加到环境变量

    C:\Program Files (x86)\Poedit\GettextTools\bin

  5. 安装wxWidgets
    • 获取wxWidgets 3.1.2源码并生成,,使用VS2017 x86 Native Tools下的命令行,运行如下命令:
      cd C:\Users\myname\Sources          //修改成自己的目录
      git clone -b v3.1.2 https://github.com/wxWidgets/wxWidgets
      cd wxWidgets
      git submodule init
      git submodule update
      
      cd build\msw
      nmake /f makefile.vc BUILD=release SHARED=1 CXXFLAGS=/D_USING_V141_SDK71_ CFLAGS=/D_USING_V141_SDK71_ LDFLAGS=/SUBSYSTEM:WINDOWS,5.01
      nmake /f makefile.vc BUILD=debug SHARED=1 CXXFLAGS=/D_USING_V141_SDK71_ CFLAGS=/D_USING_V141_SDK71_ LDFLAGS=/SUBSYSTEM:WINDOWS,5.01
      
      
    • 设置环境变量wxWIDGETS_ROOT_DIR为wxWidgets 3.1.2源代码目录
    • 将wxWidgets源代码目录下的路径lib\vc_dll\添加进系统变量
  6. 获取OpenCPN源代码
    • 获取源代码
      cd \Users\myname\Sources
      git clone https://github.com/OpenCPN/OpenCPN
      
    • 获取Windows依赖,解压到c:\Users\myname\Sources\OpenCPN\buildwin目录下
    • 生成OpenCPN,使用VS2017 x86 Native Tools下的命令行,运行如下命令:
      cd C:\Users\myname\Sources\OpenCPN
      mkdir build
      cd build
      cmake -G "Visual Studio 15 2017" -T v141_xp ..
      cmake --build .
      cmake --build . --config release
      cmake --build . --config release --target package
      
    • 下载Copyfiles.bat.doc,将文件复制到将文件复制到OpenCPN源代码的目录,删掉扩展名.doc,并运行该文件。
  7. 用VS2017打开opencpn.sln,开始调试代码吧!!!

由上面步骤可知,对OpenCPN编译还是很复杂的,其中任何一个环节出错,都会影响最后程序的编译及调试。照着上面的步骤大概率也会出错,排坑过程可以查看VS2017 + Win10 下的 OpenCPN 5.0.0 编译过程小结

OpenCPN 代码结构

打开OpenCPN\build\OpenCPN.sln,并将项目opencpn设为启动项目,即可开始代码调试了。

代码结构示意图

OpenCPN的UI框架为wxWidget,其入口函数为chart1.cpp中的MyApp。初始化函数中,含有大量代码,执行窗体样式布局、海图加载、插件初始化等工作。

窗体初始化

解决方案中存在大量类库项目,通过其名称即可判断其在程序中所起到的作用。如ISO8211类库就是解析ENC数据封装标准(ISO/IEC 8211)的;S57ENC类库对ISO8211解析后的数据加工后进行显示(对应S-57和S-52标准);NMEA0183类库是对GPS数据的解析。

总之,OpenCPN由于功能众多,使得代码量大、结构复杂,涉及到的技术也颇多。想要完全掌握代码,除了拥有过硬的C++水平外,还需要了解wxWidget框架、串口通信、GIS、数据解析、语言国际化等方面的知识。对于初学者而言,应该在研究相关协议标准的基础上,找到相对应的代码进行细微修改,再调试验证结果。

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