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論電子地圖在車載導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用
（作者未知） 2010/6/19
[論文關(guān)鍵詞]GPS技術(shù) 車載導(dǎo)航系統(tǒng) 應(yīng)用
[論文摘要]GPS車載導(dǎo)航設(shè)備作為一種全新概念的汽車電子用品，可以在地理信息服務(wù)、城市導(dǎo)航、自駕遠(yuǎn)游等方面為車主提供諸多便利。在歐美、日本等國(guó)，GPS車載導(dǎo)航儀已經(jīng)成為大眾的一個(gè)生活輔助工具，甚至是必需品。通過對(duì)日常生活的客觀狀況的了解，提出自己粗略的見解。
目前，隨著私家車保有量的大幅提升，參與國(guó)內(nèi)GPS市場(chǎng)角逐的企業(yè)也如雨后春筍，GPS車載導(dǎo)航儀產(chǎn)品不再是少數(shù)專業(yè)人士及探險(xiǎn)家手里的“發(fā)燒”級(jí)裝備。選購(gòu)此類高科技產(chǎn)品時(shí)，消費(fèi)者往往處于“一知半解”的狀態(tài)，容易產(chǎn)生困惑和迷茫。
一、GPS地圖衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)內(nèi)容簡(jiǎn)介
（一）GPS技術(shù)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
GPS（Global Positioning System），一般譯為“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”，是美國(guó)國(guó)防部安排部署的，其首要的任務(wù)是為美軍及其盟軍提供全球范圍內(nèi)不間斷的定位、導(dǎo)航等數(shù)據(jù)。GPS系統(tǒng)包括GPS衛(wèi)星、GPS監(jiān)控站，以及用戶接收設(shè)備和GPS應(yīng)用軟件等部分。GPS系統(tǒng)目前共有24顆衛(wèi)星分布在6條固定的軌道上，繞地球運(yùn)行。軌道距地面約20400km，每顆星以12h為周期，連續(xù)向地面發(fā)送關(guān)于時(shí)間和自身位置的精確信息。
由于地球上任一點(diǎn)到衛(wèi)星的距離不等，且都有一組相對(duì)應(yīng)的比較確定的數(shù)據(jù)，因此在實(shí)際應(yīng)用中在用手持接收器于測(cè)式點(diǎn)接收到這一組數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，即可用這組數(shù)據(jù)到達(dá)的時(shí)間差來計(jì)算該點(diǎn)相對(duì)衛(wèi)星的距離，并以此來確定該點(diǎn)的相對(duì)位置，從而達(dá)到定位的目的。根據(jù)計(jì)算公式，定位有二維和三維之分，二維定位至少需要接收三顆衛(wèi)星的星歷；而三維定位至少要接收四顆衛(wèi)星的星歷。
（二）其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)
GPS地圖導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)除美國(guó)的GPS衛(wèi)星系統(tǒng)外，能與其比擬的就是俄國(guó)的GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng)，也是24顆衛(wèi)星組成的系統(tǒng)，由于經(jīng)費(fèi)困難，缺乏維護(hù)和補(bǔ)充，目前可能有19顆可用，隨著俄國(guó)經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和軍事上的需要，將會(huì)得到完善和健全。GLONASS系統(tǒng)是開放性，有利于使用，許多GPS生產(chǎn)廠商，為了提高GPS接收機(jī)使用性能和精度，都積極地研究GPS與GLONASS結(jié)合雙系統(tǒng)應(yīng)用軟件，充分地利用GLONASS系統(tǒng)，已初見成效。如美國(guó)JAVAD公司GPS接收機(jī)，利用超級(jí)集成技術(shù)，在芯片中集成40個(gè)通用信道，把GPS與GLONASS的差異無端地縮小了，結(jié)合起來使用，使觀測(cè)衛(wèi)星增多。
歐洲的GNSS系統(tǒng)：歐洲的策略是盡可能地利用GPS的星基或空基導(dǎo)航取代陸基導(dǎo)航，以達(dá)到最大的成本效益比。但也堅(jiān)信不能依靠由他國(guó)軍方控制的衛(wèi)星系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)本國(guó)的導(dǎo)航，所以，正在積極建立自己衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS，它的目標(biāo)是分二步走，首先發(fā)展一個(gè)民間GNSS－1，其主要內(nèi)容是對(duì)現(xiàn)有GPS和GLONASS的星基進(jìn)行增強(qiáng)，即利用靜止衛(wèi)星，面向歐洲范圍內(nèi)的導(dǎo)航提供服務(wù)，即EGNOS計(jì)劃，已于95年啟動(dòng)，99年實(shí)現(xiàn)初始運(yùn)行能力，2002年實(shí)現(xiàn)全運(yùn)行能力。第二個(gè)目標(biāo)建成GNSS－２，從區(qū)域性漸進(jìn)地?cái)U(kuò)展成全球系統(tǒng)。日本也正在積極籌劃建立日本的多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)（MSAS）。在我國(guó)GPS的開發(fā)研究與應(yīng)用不斷在深化和廣化。特別是建立了全國(guó)永久性GPS跟蹤網(wǎng)和相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理設(shè)施，并發(fā)展成為我國(guó)GPS的綜合性服務(wù)體系，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和社會(huì)進(jìn)步提供了服務(wù)。GPS接收機(jī)制造與生產(chǎn)也從無到有，工藝水平也不斷在提高，價(jià)格大大地低于進(jìn)口的同類產(chǎn)品。在不久的將來我國(guó)也將有自己制造和發(fā)射的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。
二、車載導(dǎo)航GPS地圖的應(yīng)用原理及其應(yīng)用模式
（一）車載導(dǎo)航GPS地圖的應(yīng)用原理
利用GIS中的電子地圖和GPS接收機(jī)的實(shí)時(shí)定位技術(shù)，組成GPS+GIS的各種電子導(dǎo)航系統(tǒng)。
（二）車載導(dǎo)航電子地圖的應(yīng)用模式
車載導(dǎo)航電子地圖的應(yīng)用模式主要有如下二種：一是GPS單機(jī)定位＋矢量電子地圖。該系統(tǒng)可根據(jù)目標(biāo)位置（工作時(shí)輸入）和車船現(xiàn)位置（由GPS測(cè)定）自動(dòng)計(jì)算和顯示最佳路徑，引導(dǎo)司機(jī)最快地到達(dá)目的地，并可用多媒體方式向駕駛員提示。制作矢量地圖數(shù)據(jù)庫需要花費(fèi)較大成本。二是GPS差分定位＋矢量電子地圖。該系統(tǒng)通過固定站與移動(dòng)車船之間的兩臺(tái)GPS偽距差分技術(shù)，可使定位精度達(dá)到1～3M，當(dāng)采用雙向通訊方式時(shí)，則可構(gòu)成車船的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，又可將移動(dòng)車船上的GPS定位結(jié)果準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地傳送到控制中心，并在電子地圖上顯示出來，構(gòu)成交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控指揮系統(tǒng)。為了防止在樓群遮擋時(shí)收不到足夠的GPS衛(wèi)星信號(hào)，在車上除裝有GPS接收機(jī)以外，還裝有低價(jià)格的壓電振蕩陀螺。利用卡爾曼濾波算法同時(shí)處理GPS、里程計(jì)和陀螺儀的數(shù)據(jù)來進(jìn)行運(yùn)載體的實(shí)時(shí)定位。
三、GPS（未完，下一頁）
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