GPS技术在汽车和交通上的运用.doc

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1、GPS技术在汽车和交通上的运用2号摘要全球卫星定位系统GPS是美军70年代初在“子午仪卫星导航定位时支术上发展而起的具有全球性、全能性，求出该点的经纬度坐标、速度、吋间等信息。为提高汽车导航定位精度，通常采用差分GPS技术。出汽车行驶到地下隧道、高层楼群、高速公路等遮掩物而与捕捉不到GPS卫星信号吋，系统可口动导入口律导航系统，此时由车速传感器检测出汽车的行进速度，通过微处理单元的数据处理,从速度和时间屮直接算出前进的距离，陀螺传感器直接检测出前进的方向，陀螺仪还能自动存储各种数据，即使在更换轮胎暂吋停车时，系统也可以重新设定。由GPS卫星导航和自律导航所测到的汽车位置坐标数据、前

2、进的方向都与实际行驶的路线轨迹存在一定误差，为修止这两者的误差，与地图上的路线统一，需采用地图匹配技术，加一个地图匹配电路，对汽车行驶的路线与电子地图上道路误差进行实时相关匹配作自动修正，此时地图匹配电路是通过微处理单元的整理程序进行快速处理，得到汽车在电子地图上的正确位置，以指示出正确行驶路线。CD-ROMH］于存储道路数据等信息，LCD显示器用于显示导航的相关信息。全球定位系统GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术Z—，其全球性、全能性、全天候性的导航定位、定时、测速优势必然会在诸多领域屮得到越来越广泛的应用。在发达国家，GPS技术已经开始应用于交通运输和道路工程之屮。H

3、前，GPS技术在我国道路工程和交通治理屮的应用还刚刚起步，和信随着我国经济的发展，高等级公路的快速修建和GPS技术应用研究的逐步深入，其在道路工程小的应用也会更加广泛和深入，并发挥更大的作用。关键词：GPS：车载导航；汽车；交通目录第1章GPS简介61.1GPS原理61.2GPS系统构成81.3GPS特点91.4GPS的应用/0第2章GPS技术在交通上的应用112.1GPS在道路工程中的应用/I2.2GPS在汽车导航和交通管理中的应用122.3GPS的其他应用/5第3章GPS技术在汽车上的应用173.1GPS技术在现代交通中的应用n3・2车载GPS/93.3我国车载GPS技术发展趋

4、势展望23结论31致谢32参考文献33第一章GPS简介1・1全球定位系统(GlobalPositioningSystem，简称GPS),是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要H的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事H的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元,到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS一卫星星座己布设完成。1.2GPS原理24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小吋的周期环绕地球运行，使得在任意吋刻，在地面丄

5、的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。由于卫星的位置精确可知，在GPS观测屮，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标屮的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X,Y,Z)o考虑到卫星的吋钟与接收机吋钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从血得到观测点的经纬度和高程。事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这吋，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。由于卫星运行轨道、卫星吋钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为

6、的SA保护政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS)技术，建立基准站(差分台)进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分GPS,定位精度可提高到5米。GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机么问的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一H的，卫星的位置可以根据星载吋钟所记录的吋间在卫星星历屮查出。而用户到一卫星的距离则通过纪录一卫星信号传播到用

7、户所经历的吋间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P（Y）码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一•毫秒，码间距1微秒，相为于300m；P码频率10.23MHz,重复周期266.4天，码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密