车载GPS新技术论文.doc

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1、030950111孟宁车载GPS新技术【摘要】汽车工业已是我国国民经济发展的核心产业之一，随着汽车的普及和道路的扩展，跨区间的经济交往更加频繁，众多的商务、休闲等活动让我们跨出特定的小区域，从而不认识道路，找不到目的地的情况屡屡发生，因此，汽车导航系统以合理的价格进入车主的视野，成为车上的基本装备。汽车导航系统主要用途是定位监控和导航，因导航方面民用比较广且易于理解，所以一般的车载GPS就指汽车里用的导航系统。【关键字】全球定位系统GPS无线技术信号接收车辆跟踪和车辆导航一、汽车导航系统简介具有GPS全球定位系统功能，能让驾驶者在行驶时随时随地知道自己的所

2、在位置和所行驶路线，汽车导航具有语音自动导航、最佳路径搜索等功能，能使驾驶者一路捷径，畅通无阻，集成的办公、娱乐功能能让出行者驾驶轻松，高效出行。二、GPS的概念全球定位系统(GPS)是本世纪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。全球定位系统由三部分构成：(1)地面控制部分，由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下，向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成；(2)空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；(3)用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天线组成

3、。三、GPS定位原理24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上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观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，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)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，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，从而得到观测点的经纬度和高程。 由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为的

4、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。车用导航系统主要由导航主机和导航显示终端两部分构成。内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息，由此测定汽车当前所处的位置。导航主机通过GPS卫星信号确定的位置坐标与电子地图

5、数据相匹配，便可确定汽车在电子地图中的准确位置。在此基础上，将会实现行车导航、路线推荐、信息查询、播放AV/TV等多种功能。驾驶者只须通过观看显示器上的画面、收听语音提示，操纵手中的遥控器即可实现上述功能，从而轻松自如地驾车。四、车载卫星系统的四大要素(1)卫星信号汽车卫星导航系统需要依靠全球定位系统（GPS）来确定汽车的位置。最基本的，GPS需要知道汽车的经度和纬度。在某些特殊情况下，GPS还要知道海拔高度才能准确定位。有了这三组数据，GPS定位的准确性经常就可以达到2～3米。因为GPS需要汽车导航系统在同步卫星的直接视线之内才能工作，所以隧道、桥梁、或

6、是高层建筑物都会挡住这直接视线，使得导航系统无法工作。再者，导航系统是利用三角、几何的法则来计算汽车位置的，所以汽车至少要同时在三个同步卫星的视线之下，才能确定位置。在导航系统直接视线范围内的同步卫星越多，定位就越准确。当然，大多数的同步卫星都是在人口密集的大都市的上空，所以当你远离城区时，导航系统的效果就不会太好了甚至根本就不能工作。（2）信号接收GPS系统的工作原理是解析从同步卫星那里接收到的信号。投影在竖直的平面上，这些信号可以形象地表示为一个个的倒漏斗形。当这些“漏斗”的下半部分有一定的重叠时，GPS的解析程序就能够计算出汽车所在位置的坐标。在汽车

7、行驶的过程中，一个类似于飞机或轮船导航用的陀螺仪的装置，可以连续地提供汽车的位置。但卫星信号有所间断时，计速器所提供的数据就用来填补其中的空白，并用来记载行驶时间。（3）信号处理GPS接收到的信号和计速装置所提供的信息，要通过接收器，提供给汽车导航系统，并由软件系统分析处理，重叠在存储的地图之上。 （4）地图数据库当GPS提供的坐标信息重叠到电子地图上时，驾车人就可以看出自己目前的位置以及未来的方向了。这最后一个环节叫做成图，也是车载导航系统中最重要的一环。离开了成图，导航系统就等于是没有了方向。五、车载导航系统最新技术在车载导航方面，国内部分厂商和研究单

8、位推出了部分相应的系统，但技术简单，GPS定位不太精确，MEMS陀