论电子地图在车载导航系统中的应用

1、论电子地图在车载导航系统中的应用论文关键词GPS技术车载导航系统应用论文摘要GPS车载导航设备作为一种全新概念的汽车电子用品，能够在地理信息效劳、城市导航、自驾远游等方面为车主提供诸多便利。在欧美、日本等国，GPS车载导航仪已经成为公共的一个生活辅助工具，乃至是必需品。通过对日常生活的客观状况的了解，提出自己粗略的观点。目前，随着私家车保有量的大幅提升，参与国内GPS市场比赛的企业也如雨后春笋，GPS车载导航仪产品再也不是少数专业人士及探险家手里的“发烧”级装备。选购此类高科技产品时，消费者往往处于“一知半解”的状态，容易产生困惑和迷茫。一、GPS地图卫星定位系统技术内容简介(一)GPS技术系

2、统简介GPS(GlobalPositioningSystem),一样译为“全世界卫星定位系统”，是美国国防部安排部署的，其首要的任务是为美军及其盟军提供全世界范围内不中断的定位、导航等数据。GPS系统包括-GPS卫星、GPS监控站，和用户接收设备和GPS应用软件等部份。GPS系统目前共有24颗卫星散布在6条固定的轨道上，绕地球运行。轨道距地面约20400km,每颗星以12h为周期，持续向地面发送关于时刻和自身位置的精准信息。由于地球上任一点到卫星的距离不等，且都有一组相对应的比较确信的数据，因此在实际应用中在用手持接收器于测式点接收到这一组数据信号时，即可用这组数据抵达的时刻差来计算该点相对卫

3、星的距离，并以此来确信该点的相对位置，从而达到定位的目的。依照计算公式，定位有二维和三维之分，二维定位至少需要接收三颗卫星的星历；而三维定位至少要接收四颗卫星的星历。（二）其他卫星定位系统GPS地图导航卫星系统除美国的GPS卫星系统外，能与其比拟的确实是俄国的GLONASS卫星系统，也是24颗卫星组成的系统，由于经费困难，缺乏保护和补充，目前可能有19颗可用，随着俄国经济的苏醒和军事上的需要，将会取得完善和健全。GLONASS系统是开放性，有利于利用，许多GPS生产厂商，为了提高GPS接收机利用性能和精度，都踊跃地研究GPS与GLOXASS结合双系统应用软件，充分地利用GLONASS系统，己初

4、见成效。如美国JAVAD公司GPS接收机，利用超级集成技术，在芯片中集成40个通用信道，把GPS与GLOXASS的不同无端地缩小了，结合起来利用，使观测卫星增多。欧洲的GXSS系统:欧洲的策略是尽可能地利用GPS的星基或空基导航取代陆基导航，以达到最大的本钱效益比。但也坚信不能依托由他国军方操纵的卫星系统来实现本国的导航，因此，正在踊跃成立自己卫星导航系统GNSS,它的目标是分二步走，第一进展一个民间GNSS一1，其要紧内容是对现有GPS和GLONASS的星基进行增强，即利用静止卫星，面向欧洲范围内的导航提供效劳，即EGNOS打算，己于95年启动，99年实现初始运行能力，2002年实现全运行能

5、力。第二个目标建成GXSS2,从区域性渐进地扩展成全世界系统。日本也正在踊跃规画成立日本的多功能卫星增强系统（MSAS）o在我国GPS的开发研究与应用不断在深化和广化。专门是成立了全国永久性GPS跟踪网和相应的通信网络和数据处置设施，并进展成为我国GPS的综合性效劳体系，为国民经济建设、国防建设和社会进步提供了效劳。GPS接收机制造与生产也从无到有，工艺水平也不断在提高，价钱大大地低于入口的同类产品。在不久的以后我国也将有自己制造和发射的卫星导航定位系统。二、车载导航GPS地图的应用原理及其应用模式（一）车载导航GPS地图的应用原理利用GIS中的电子地图和GPS接收机的实时定位技术，组成GPS

6、+GIS的各类电子导航系统。（二）车载导航电子地图的应用模式车载导航电子地图的应用模式要紧有如下二种：一是GPS单机定位+矢量电子地图。该系统可依照目标位置（工作时输入）和车船现位置（由GPS测定）自动计算和显示最正确途径，引导司机最快地抵达目的地，并可用多媒体方式向驾驶员提示。制作矢量地图数据库需要花费较大本钱。二是GPS差分定位+矢量电子地图。该系统通过固定站与移动车船之间的两台GPS伪距差分技术，可使定位精度达到13M,当采纳双向通信方式时，那么可组成车船的自动导航系统，又可将移动车船上的GPS定位结果准确实时地传送到操纵中心，并在电子地图上显示出来，组成交通网络监控指挥系统。为了避免在

7、楼群遮挡时收不到足够的GPS卫星信号，在车上除装有GPS接收机之外，还装有低价钱的压电振荡陀螺。利用卡尔曼滤波算法同时处置GPS、里程计和陀螺仪的数据来进行运载体的实时定位。三、GPS定位进程简介GPS结合电子地图能够实现城市交通治理、车辆调度治理，公安、银行车辆，口岸、河流船舶的自动导引与监控，具有庞大的应用潜力。依照地形图制作而成的矢量电子地图，GPS坐标还需通过坐标转换才能正确与之匹配。下面将从GPS定位坐标系、WGS-84大地坐标、地图投影、平面坐标变换等几方面详细讨论坐标匹配问题。GPS定位进程要紧有如下几个步骤：1 .确信誉户的宇宙直角坐标系位置，即用户的X、Y、Z位置。2 .宇宙

8、直角坐标系至WGS-84大地坐标系的转换，既求出用户的WGS-84大地坐标位置入、6、ho3 .坐标投影转换，即将球面坐标入、6、h转换成平面电子地图投影坐标，如高斯-克吕格投影坐标。4 .二维平面相似性变换，即通过平移、旋转、缩放运算，达到其与GPS地图的配准。上述四个进程全数都是由运算机用程序自动计算取得，具体算法那个地址介绍从略。四、基于GPS和电子地图的车辆自动导航系统的组成及功能（一）基于GPS和电子地图的车辆自动导航系统的组成整个GPS电子地图车辆动态引导系统组成如以下图所示，它由主控运算机、液晶显示器、语音报警器、遥控器、组合导航处置器、GPS传感器、速度陀螺仪、光驱等组成。主控运算机视用户需求不同，能够是通用运算机，也能够是专用途理器。（二）基于GPS和电子地图的车辆自动导航系统的功能本系统能够实现车、船等运动载体的电子地图中的实时跟踪显示、最优途径选择及导引、显示导航信息、地图检索、语音提示告警、矢量图分层显示及缩放显示；能够知足城市车辆，口岸、河流、海用船只的导引与监视,GPS+航迹推算组合导航功能即便在信号不正常的条件下也能正确引导。电子地