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。

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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。