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1、第30卷第3期测绘学报Vol.30,No.32001年8月ACTAGEODAETICAetCARTOGRAPHICASINICAAug.,2001文章编号:1001-1595(2001)03-0252-05中图分类号:P228.4文献标识码:AGPS车辆导航中的实时地图匹配算法苏洁,周东方,岳春生(解放军信息工程大学,河南郑州450002)Real-timeMap-matchingAlgorithminGPSNavigationSystemforVehiclesSUJie,ZHOUDong-fang,YUEChun-sheng(Inform
2、ationEngineeringUniversityofPLA,Zhenzhou450002,China)Abstract:Accordingtothegivensourceandmathematicmodelofmatchingerror,aalgorithmforreal-timematchingofGPSpositioningresultsanddigitalmapsisputforward.Thealgorithmisimprovedsothattheprecisionofvehiclenavigationismuchhigherw
3、iththebasichardwareplatformsavailable.Finallythestatis-ticresultsofroadtestaregiven.Keywords:vehiclenavigation;GPS;GIS;patternrecognition;errorrectify;fuzzylogic摘要:通过误差来源的分析和误差模型的建立,提出了一种车辆导航中GPS定位测量与数字地图实时配准的地图匹配算法。这使得在现有的基本硬件配置条件下,车辆导航定位精度更高。最后对算法进行了分析,并给出了统计结果。关键词:车辆导航;
4、GPS;GIS;模式识别;误差矫正;模糊逻辑发展。1引言对于车载导航系统,获得车辆的精确定位是GPS技术的成熟与发展,为各类运动载体的最基本的要求。目前国外的车载导航系统采用了精密实时定位提供了有力保障。特别是在智能交航位推算(DeadReckoning,DR),差分GPS技通系统(IntelligentTransportationSystems,术,无线电信标,用高精度的载波相位接收机等提ITS)中,基于GPS的车辆自动定位/导航与监控高定位精度的方法等等。但这些方法要求成本较系统的开发与应用正日益受到国内外各部门的重高,技术实现复杂,且
5、不太适合中国国土辽阔、地视,并显示出巨大的技术、经济和社会效益。在发形复杂的国情,所以实际系统中通常采用地图匹达国家,由于经济实力雄厚,通讯基础设施完善,配算法来提高车辆导航系统的定位精度。GPS/GIS集成技术支持下的车辆导航与监控应地图匹配方法是借助GIS电子地图库中的用已经非常普及。目前国内车辆自主导航系统随高精度道路信息作为分类模板来进行模式识别,着GIS技术的提高和应用普及也已经有很大的根据识别结果来矫正GPS接收数据的定位误差。收稿日期:2000-08-16;修回日期:2000-12-30作者简介:苏洁(1978-),女,湖南邵
6、阳人,工学硕士,现从事汽车导航系统的研究。第3期苏洁等:GPS车辆导航中的实时地图匹配算法253它可以大大改善GPS自主车辆导航系统的定位地图匹配在GPS自主车辆导航系统的位置精度。如图1所示。图1高精度GPS自主车载导航系统的实现方案Fig.1ImplementationofGPSautonomousvehiclenavigationsystem本文提出了一种实时有效的通用地图匹配算用的平面直角坐标系主要是北京54坐标系与西法,对不同的误差来源及不同的路段行驶状态都安80坐标系。因此,GPS测量结果必须通过相应有相应的建模分析,提高了算法
7、的鲁棒性。的直角坐标投影变换。但上述变换的计算量太大,不利于实时操作。在实际应用中,也有利用球面到2定位误差来源分析平面的最小二乘映射变换来代替上述复杂的坐标2.1GPS定位误差变换。但这时的误差取值与控制点的分布有很大GPS定位误差包括接收机内部固定误差和关系。控制点分区域起作用,区域范围小,控制点外部突变误差等。接收机内部固定误差是指由于多,分布均匀,地图配的越准,坐标转换误差也就卫星接收所引起的固有误差,主要原因有卫星数越小。在控制点的作用区域边界,误差最大。根据据误差、数据传输误差、接收机钟差、接收机的测在北京,深圳和郑州等地的实地
8、测量,采用这种做量误差等。根据目前长时间的定点测量结果,处于法最大误差可达到±30m。正常状态伪码接收机的内部固定误差95%都在2.4误差模型的建立20m以内(非SA状态)。但是
