探索gps与数字地图匹配的组合导航研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文GPS与数字地图匹配的组合导航研究姓名：方伟骏申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：黄圣国20090101南京航空航天大学硕士学位论文摘要车载导航系统是智能交通系统的重要组成部分。车辆导航系统的重要功能之一就是在电子地图上精确地显示GPS定位数据。文中使用的GPS接收机输出的是以NMEA0183ASCⅡ码接口协议为基础的帧数据，在缓存中表现为未进行分解的字符串，为了正确提取其中的有效数据，本文使接收机和计算机工作在串行异步通信的方式，通过ActiveX控件完成对GPS数据的采集和分离；又因为GP

2、S的定位数据以WGS-84地心坐标系为参考坐标系，而我国的测量和测绘成果以BJ-54参心坐标系为基础，所以，本文实现了从WGS-84坐标到BJ-54坐标的转换，随之通过高斯投影正算转换为电子地图适用的当地平面坐标。本文还对卫星图片进行配准，再对配准后的栅格图片进行矢量化，生成矢量地图；矢量化的电子地图是实现地图匹配的前提，而地图数据库的建立则基于空间实体、特别是离散的点之间的数据结构建立的相应的拓扑关系。由于存在因各种原因而引起的定位数据误差，所以，有必要提出一种适用的地图匹配算法来提高定位的精度。依据路网的拓扑结构，本文提出了关键交叉

3、点的概念，这使得定位数据与道路数据的匹配更加方便和有效，并且，自适应加权匹配因子的计算为候选路段的选择提供了简捷的途径。根据以上要点，本文提出了一种地图匹配算法，并由实验结果证明了该地图匹配算法在匹配精度、实时性和鲁棒性等方面具有较好的性能。关键词：车辆导航系统；GPS；串行异步通信；坐标转换；电子地图；地图匹配；IGPS与数字地图匹配的组合导航研究ABSTRACTVehicleNavigationSystemistheimportantpartofIntelligentTransportationSystem.Oneoftheimpr

4、otantfunctionsofvehicleNavigationSystemisthatGPSpositiondataisdisplayedaccuratelyontheelectronicmap.TheframedataoutputtedbythereceiverusedinthepaperisbasedontheinterfaceprotocolNMEA0183ASCⅡ,manifestedasthestringwhichhasnotbeendecomposed.Inordertoextracttheeffectivedatain

5、theframe,theGPSreceiverandcomputershouldworkunderthemodeofserialasynchronouscommunication,completingtheAcquisitionandSeparationofGPSdatabytheActiveXcontrol.Moreover,TheGPSpositiondataisbasedontheWGS-84geocentriccoordinate,andthesurveyingandmappingproductionsofourcountrya

6、remostlybasedonBJ-54referencecentercoordinate,thereforetheWGS-84coordinateistransformedtoBJ-54coordinateinthepaper,andthentolocalplanecoordinateeventuallywhichisapplicabletotheElectronicMap.Aftertheregistrationofthesatellitephotograph,thegridpictureisvectoredandvectormap

7、generated.ThevectoredElectronicMapisthePremiseofmap-matching,andtheEstablishmentofmapdatabaseisbasedonthedatastructureofthespatialentity,especiallythediscretepoints,whichembodiethetopologicalrelationofmapelements.Nowthatthereexistedtheerrorofpositiondataproducedbyvarious

8、reasons,anappropriatemap-matchingarithmeticisneededtoimprovetheprecisionofposition.Accordingtothetopolo