汽車(chē)定位導(dǎo)航系統(tǒng)PPT課件

1、 1、汽車(chē)定位導(dǎo)航概念、汽車(chē)定位導(dǎo)航概念 2、汽車(chē)定位導(dǎo)航方法、汽車(chē)定位導(dǎo)航方法 3、汽車(chē)定位導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車(chē)定位導(dǎo)航系統(tǒng) 定位：給出汽車(chē)所在位置的相對(duì)或絕給出汽車(chē)所在位置的相對(duì)或絕對(duì)坐標(biāo)。對(duì)坐標(biāo)。 導(dǎo)航：給汽車(chē)指示方向和路徑信息給汽車(chē)指示方向和路徑信息。 導(dǎo)航需要定位，定位為了導(dǎo)航導(dǎo)航需要定位，定位為了導(dǎo)航 汽車(chē)導(dǎo)航的種類(lèi)： 1、自主導(dǎo)航 2、GPS導(dǎo)航 3、混合導(dǎo)航 主要采用三種傳感器獲得汽車(chē)行駛方向傳感器獲得汽車(chē)行駛方向： 1、羅盤(pán)傳感器 2、車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器 3、陀螺儀經(jīng)航跡推算航跡推算-地圖匹配地圖匹配完成導(dǎo)航 地球的磁場(chǎng)象一個(gè)條形磁體一樣由磁南極指向磁北極。在磁極點(diǎn)處磁場(chǎng)和當(dāng)?shù)氐乃矫?/p>

2、垂直，在赤道磁場(chǎng)和當(dāng)?shù)氐乃矫嫫叫?，所以在北半球磁?chǎng)方向傾斜指向地面。 地磁場(chǎng)是一個(gè)矢量，對(duì)于一個(gè)固定的地點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這個(gè)矢量可以被分解為兩個(gè)與當(dāng)?shù)厮矫嫫叫械姆至亢鸵粋€(gè)與當(dāng)?shù)厮矫娲怪钡姆至俊?霍爾原理當(dāng)恒定的電流通過(guò)一段導(dǎo)體時(shí)，其側(cè)面的電壓會(huì)隨磁感應(yīng)強(qiáng)度線性變化。通過(guò)測(cè)量電壓，就可以測(cè)出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 把地球磁場(chǎng)假定為和地平面平行，而如果在導(dǎo)航儀的平面垂直的放上兩個(gè)這樣的霍爾器件，就可以感知地球磁場(chǎng)在這兩個(gè)霍爾器件的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分量，從而得到地球磁場(chǎng)的方向，有點(diǎn)類(lèi)似于力的分解。 無(wú)地球磁場(chǎng)作用時(shí) 當(dāng)外部磁場(chǎng)H作用在輸出線圈時(shí)，使磁力線變?yōu)椴粚?duì)稱(chēng)，輸出電壓隨差值成比例變化。外部磁場(chǎng)以角加載時(shí)

3、：Vx=KHcos Vy=KHsin =arctan(Vy/Vx) 表示了汽車(chē)的方向。 采用和ABS系統(tǒng)相同的車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器K為輪距、L為軸距 當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，其左右車(chē)輪速度的變化可以通過(guò)兩個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器的脈沖差進(jìn)行檢測(cè)。 Xn=X0+Lsin0i Yn=Y0+Lcos0i 美國(guó)美國(guó)73年開(kāi)始經(jīng)過(guò)年開(kāi)始經(jīng)過(guò)20年時(shí)間、花費(fèi)年時(shí)間、花費(fèi)200億美元建成的定位系統(tǒng)。億美元建成的定位系統(tǒng)。 最開(kāi)始的目的是用于軍事、現(xiàn)也民用。最開(kāi)始的目的是用于軍事、現(xiàn)也民用。不過(guò)采用不同碼制不過(guò)采用不同碼制 兩種碼制：兩種碼制：P碼（軍用）碼（軍用）S碼（民用）碼（民用）1空間衛(wèi)星系統(tǒng)空間衛(wèi)星系統(tǒng)2地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)

4、控系統(tǒng)3用戶接收系統(tǒng)用戶接收系統(tǒng)空間衛(wèi)星系統(tǒng)：空間衛(wèi)星系統(tǒng)：空間衛(wèi)星系統(tǒng)由空間衛(wèi)星系統(tǒng)由均勻分布在均勻分布在6個(gè)軌道平面上的個(gè)軌道平面上的24顆高顆高軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成，各軌道平面相軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成，各軌道平面相對(duì)于赤道平面的傾角為對(duì)于赤道平面的傾角為55，軌道，軌道平面間距平面間距60?？臻g系統(tǒng)的每顆衛(wèi)?？臻g系統(tǒng)的每顆衛(wèi)星每星每12小時(shí)沿近圓形軌道繞地球一小時(shí)沿近圓形軌道繞地球一周，由星載高精度原子鐘控制無(wú)線周，由星載高精度原子鐘控制無(wú)線電發(fā)射機(jī)發(fā)射電發(fā)射機(jī)發(fā)射L1、L2兩種載波，向兩種載波，向全球的用戶接收系統(tǒng)連續(xù)的播發(fā)全球的用戶接收系統(tǒng)連續(xù)的播發(fā)GPS導(dǎo)航信號(hào)。導(dǎo)航信號(hào)。GPS工作衛(wèi)星網(wǎng)保

5、障全球任一時(shí)刻、任一地點(diǎn)都可對(duì)工作衛(wèi)星網(wǎng)保障全球任一時(shí)刻、任一地點(diǎn)都可對(duì)4顆以上的衛(wèi)星進(jìn)行顆以上的衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、實(shí)時(shí)地導(dǎo)航和定位。觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、實(shí)時(shí)地導(dǎo)航和定位。5個(gè)監(jiān)測(cè)站均為無(wú)人職守的數(shù)據(jù)采集中心，主要任務(wù)是通過(guò)接個(gè)監(jiān)測(cè)站均為無(wú)人職守的數(shù)據(jù)采集中心，主要任務(wù)是通過(guò)接收衛(wèi)星發(fā)播的信號(hào)，測(cè)量每顆衛(wèi)星的位置和距離，并將觀測(cè)收衛(wèi)星發(fā)播的信號(hào)，測(cè)量每顆衛(wèi)星的位置和距離，并將觀測(cè)數(shù)據(jù)傳送給主控點(diǎn)。數(shù)據(jù)傳送給主控點(diǎn)。主控站接收各監(jiān)測(cè)站的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)主控站接收各監(jiān)測(cè)站的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)測(cè)站和注入站自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。主控站通過(guò)大型數(shù)據(jù)處測(cè)站和注入站自身的工作狀

6、態(tài)數(shù)據(jù)。主控站通過(guò)大型數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)，計(jì)算出每顆衛(wèi)星的軌道和衛(wèi)星改正值、衛(wèi)星星歷理計(jì)算機(jī)，計(jì)算出每顆衛(wèi)星的軌道和衛(wèi)星改正值、衛(wèi)星星歷和鐘差等；并把數(shù)據(jù)傳到注入站。和鐘差等；并把數(shù)據(jù)傳到注入站。注入站接收主控站送達(dá)的各衛(wèi)星導(dǎo)航電文并將之注入上空的注入站接收主控站送達(dá)的各衛(wèi)星導(dǎo)航電文并將之注入上空的每顆衛(wèi)星。每顆衛(wèi)星。每天發(fā)送給衛(wèi)星一次。每天發(fā)送給衛(wèi)星一次。地面監(jiān)控系統(tǒng)：地面監(jiān)控系統(tǒng)： 1個(gè)主控站、個(gè)主控站、 3個(gè)注入站、個(gè)注入站、5個(gè)監(jiān)測(cè)站個(gè)監(jiān)測(cè)站用戶接收系統(tǒng)：用戶接收系統(tǒng)：主要由主要由GPS衛(wèi)星接收機(jī)衛(wèi)星接收機(jī)和和GPS數(shù)據(jù)處理軟件數(shù)據(jù)處理軟件構(gòu)構(gòu)成。成。GPS接收機(jī)能捕獲、跟蹤衛(wèi)星，接收放大

7、接收機(jī)能捕獲、跟蹤衛(wèi)星，接收放大GPS信號(hào)并對(duì)信信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和濾波處理，還原出號(hào)進(jìn)行解調(diào)和濾波處理，還原出GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，解衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，解求信號(hào)的傳播時(shí)間和載波相位差，實(shí)時(shí)地獲得導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)求信號(hào)的傳播時(shí)間和載波相位差，實(shí)時(shí)地獲得導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)或采用后處理的方式，獲得定位、測(cè)速、定時(shí)等數(shù)據(jù)。或采用后處理的方式，獲得定位、測(cè)速、定時(shí)等數(shù)據(jù)。GPS系統(tǒng)提供系統(tǒng)提供P碼和碼和CA碼兩種定位服務(wù)，碼兩種定位服務(wù)，P碼提供精確定位碼提供精確定位服務(wù)，專(zhuān)門(mén)為軍方使用服務(wù)，專(zhuān)門(mén)為軍方使用，CA碼提供標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)，供給航碼提供標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)，供給航海、車(chē)輛導(dǎo)航等非軍事用途。對(duì)于民用定位服

8、務(wù)，系統(tǒng)提供海、車(chē)輛導(dǎo)航等非軍事用途。對(duì)于民用定位服務(wù)，系統(tǒng)提供的定位精度為的定位精度為25米，不過(guò)當(dāng)加上人為干擾時(shí)（美國(guó)政府的米，不過(guò)當(dāng)加上人為干擾時(shí)（美國(guó)政府的SA政策），其定位精度變?yōu)檎撸涠ㄎ痪茸優(yōu)?00米。米。 由由GPS導(dǎo)航模塊、自主導(dǎo)航模塊（車(chē)速傳感器、陀螺傳感導(dǎo)航模塊、自主導(dǎo)航模塊（車(chē)速傳感器、陀螺傳感器）、智能化地圖匹配器、微處理器器）、智能化地圖匹配器、微處理器(MPC) 、DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器、顯示器以及電子地圖數(shù)據(jù)庫(kù)組成驅(qū)動(dòng)器、顯示器以及電子地圖數(shù)據(jù)庫(kù)組成 。GPS導(dǎo)航模塊：導(dǎo)航模塊：包括接收天線和相應(yīng)的硬件、軟件模塊，能夠接受衛(wèi)星包括接收天線和相應(yīng)的硬件、軟件模塊，能夠接受衛(wèi)星信號(hào)時(shí)作用。信號(hào)時(shí)作用。自主導(dǎo)航模塊：自主導(dǎo)航模塊：包括車(chē)速傳感器、陀螺傳感器等，行駛到地下隧道，高層包括車(chē)速傳感器、陀螺傳感器等，行駛到地下隧道，高層 樓群，密集森林等地段時(shí)，由于遮擋，此時(shí)汽車(chē)與衛(wèi)星失去聯(lián)系。樓群，密集森林等地段時(shí)，由于遮擋，此時(shí)汽車(chē)與衛(wèi)星失去聯(lián)系。微處理器微處理器(MPC)：處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)地圖匹配器：地圖匹配器：由由GPS導(dǎo)航和自主導(dǎo)航模塊所測(cè)得的汽車(chē)坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)、導(dǎo)航和自主導(dǎo)航模塊所測(cè)得的汽車(chē)坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)、前進(jìn)的方向和行駛路線軌跡在電子地圖上都存在一定誤差，為了修