gps车辆导航系统的数据组织

《gps车辆导航系统的数据组织》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、GPS车辆导航系统的数据组织第29卷第4期2006年7月现代ModernSurvex测绘gandMar)DinVo1.29,No.4July.2006GPS车辆导航系统的数据组织姚新春(江苏省土地勘测规划院,江苏南京210024)摘要随着电子技术的进步以及地理信息系统在各个专业领域的应用发展,GPS车辆导航系统逐步由科研阶段走向市场.在系统的整体设计过程中,导航系统的数据组织始终是一个难点和热点问题,也是一个关系到系统功能是否完善和稳定的核心问题.文章从功能框架介绍和分析的基础上,分析了数据组织结构,并用实例说明解决途径关键词GPS交通导航数据组

2、织中圈分类号:P228.4;P208文献标识码:B文章编号:1672--4097(2006)04--0034--031前言上个世纪八十年代以来,随着电子技术的进步以及地理信息系统在各个专业领域的深化,基于全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)的GPS车辆导航系统取得了空前的发展,逐步由科研阶段走向市场并取得了不菲的市场业绩.在系统的整体设计过程中,导航系统的数据组织始终是一个难点和热点问题,也是一个关系到系统功能是否完善和稳定的核心问题.导航系统数据的合理组织才能够得以解决.人机接口数袭曼地图显示ll地图检索Il路

3、径规划lI路径引导lI地图匹配电子地图数据图1:GPS车辆导航系统功能结构图2GPS车辆导航系统的功能框架3GPS车辆导航系统的数据组织GPS车辆导航系统,就是在应用地理信息系统技术(GeographicInformationSystem,GIS)构造的路网电子地图的基础上,运用全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS),航位推算(DeadReck-oning,DR),地图匹配(MapMatching,MM)等定位技术进行车辆定位,为用户提供静态或实时的最优出行路线信息,并在出行过程中对驾驶者适时地做出路线指引.其主要

4、工作流程为:在系统内置的GPS天线接收GPS定位信息以及DR传感器接收行车速度,方位信息的基础上,测定汽车的粗略位置,在此基础上结合系统配置的储存电子地图信息的CD—ROM,运用MM技术确定汽车在交通路网上的准确位置,从而实现对驾驶者的路线指引.从系统结构上看,GPS车辆导航系统由电子地图数据,定位,路径规划,路径引导,地图匹配和人机接口等部分组成,从下向上这些模块可以分为三层:数据层,功能层,用户接口层(图1).由于导航数据(也即电子地图数据)的数据量庞大且数据操作复杂,导航系统所使用的硬件系统相对于个人微机一般都具有运行速度慢,存储空问小的缺

5、点,而导航系统本身又必须给驾驶者近乎实时的路径引导,两者之间的矛盾只能通过数据传解感3.1GPS车辆导航系统的数据内容不同导航应用往往会采用不同数据内容,规格的电子地图(图2).对于车辆定位与导航系统来说,毫无疑问道路网络应该是最基本的组成部分;同时还必须涵盖与车辆行驶相关的交通标志信息以及与出行,娱乐,商务,购物,旅游等有关的信息.下而将就导航电子地图的基本内容——道路网络,交通标志信息和非道路信息——具体说明.地图显示车辆导航系统功能=道路网络数据交通标志信息背景信息电子地图数据图2GPS车辆导航系统功能和电子地图数据关系图道路网络是整个电子

6、地图的基础,尤其是要将诸如路径规划,地图匹配等算法作用于电子地图时,电子地图道路网络的设计就显得更加重要.考一一一一～一一第4期姚新春..GPS车辆导航系统的数据组织35虑到城市交通的复杂性,道路网络信息不仅仅包括常规的道路中心线,还要加上交通禁行,转向禁行,通行时间等各种交通管制信息,构成道路交通网络拓扑结构.交通标志信息既是驾驶车辆的重要依据,也是最优路径设计的重要依据.交通标志信息主要包括红绿灯,收费站位置,速度限制标志等.背景信息含义广泛,但总体来说,所有的导航电子地图都应该包含能够反映地区面貌的基本地物如行政界线,水域,大面积植被等;同

7、时,电子地图必须包含与人们日常生活有紧密关系的信息如银行,超市,学校,警察局,饭店,旅馆,汽车站,机场等信息.3.2GPS车辆导航系统的数据分层由于电子地图数据中包含了丰富的图形和属性数据,因此需要分层管理,层指的是同一组地图要素的集合.电子地图的分层就是将现实世界抽象为具有不同特征的层面(Layer),地图分层技术一方面可以将复杂的地图简单化,从而简化系统模型和处理过程;另一方面,以单一图层作为处理单位,提高了系统的灵活性.在GPS车辆导航系统中,电子地图一般用三层来组织地理实体,分别为:道路网络层,交通标志信息层,背景信息层.■■■—暮■■■

8、■翥l■■■■.■■-'图3GPS车辆导航系统电子地图的分层示意图上述各个地图分层中,最重要的是道路网络层,即含有道路网络的层.道路网络