汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)畢業(yè)論文

word文檔可自由復(fù)制編輯畢業(yè)論文課題名稱：汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)系別專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師時(shí)間word文檔可自由復(fù)制編輯摘要眾所周知，近年來(lái)尤其是進(jìn)入21世紀(jì)，汽車工業(yè)已成為世界的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車在日常生活和工作中起的作用也越來(lái)越突出。而如何實(shí)現(xiàn)各類車輛的有效指揮、協(xié)調(diào)控制和管理已經(jīng)成為交通運(yùn)輸和安全管理部門面臨的一個(gè)重要問題。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)為汽車司機(jī)提供實(shí)時(shí)的信息服務(wù)，使交通網(wǎng)絡(luò)快速、高效、安全的運(yùn)行，為提高交通安全和提供良好的交通環(huán)境做出了相當(dāng)?shù)呢暙I(xiàn)。但現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)這種貢獻(xiàn)是有限的，它僅局限于單車導(dǎo)航，并不能從本質(zhì)上。解決現(xiàn)有的交通安全問題，因?yàn)樗鼪]有分析和解決自車周圍潛在的交通問題。本文正是針對(duì)現(xiàn)有汽車導(dǎo)航系統(tǒng)存在的問題和新的發(fā)展需要提出新的研究方向——汽車導(dǎo)航信息共享系統(tǒng)(PSS)。關(guān)鍵詞：汽車導(dǎo)航自動(dòng)簡(jiǎn)便目錄TOC\o"1-3"\h\u29642摘要 2274221課題的來(lái)源 4171191.1引言 425761.2系統(tǒng)組成及特點(diǎn) 4291991.3系統(tǒng)功能及工作原理 5180671.3.1GPS_GPRS定位系統(tǒng)車載終端原理： 551061.3.2該系統(tǒng)車載載終端的工作原理： 6147841.4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 747401.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 935582汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 977172.1全球定位系統(tǒng) 10276222.2汽車導(dǎo)航系統(tǒng) 10138453汽車導(dǎo)航儀的核心功能 10287673.1地圖查詢 1075343.2路線規(guī)劃 11269034導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)用性 12164064.1市場(chǎng)需求 12302934.2導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)用優(yōu)勢(shì) 13260014.2.1CMMB數(shù)字電視 13222434.2.2電子預(yù)警 1399934.2.3TMC實(shí)時(shí)路況 13262914.3小結(jié) 135325汽車導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的新技術(shù) 1483885.1動(dòng)態(tài)交通信息系統(tǒng) 1512908總結(jié) 1613242致謝 1720146參考文獻(xiàn) 18 1課題的來(lái)源本畢業(yè)論文課題《汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)》來(lái)源與黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通系汽車教研室。1.1引言目前,隨著人民生活水平的提高,交通工具越來(lái)越多,安全服務(wù)也越來(lái)越受到重視,尤其是車載監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越多地受到業(yè)界的關(guān)注。本文介紹了作者設(shè)計(jì)的一種車載監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱為車載系統(tǒng)）,并重點(diǎn)介紹了車載系統(tǒng)終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)將GPRS、GPS技術(shù)相結(jié)合,利用GPRS的數(shù)據(jù)傳輸功能,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)車輛與監(jiān)控中心的雙向數(shù)據(jù)傳輸,以實(shí)施對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)、安全狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)的監(jiān)控。1.2系統(tǒng)組成及特點(diǎn)由于在GPS_GPRS定位系統(tǒng)中,涉及到了GPS衛(wèi)星定位技術(shù)與GPRS通用分組無(wú)線">無(wú)線業(yè)務(wù)的相關(guān)應(yīng)用,從而在系統(tǒng)的組成中,GPS與GPRS無(wú)疑是整個(gè)系統(tǒng)的核心部門,下面就GPS系統(tǒng)與GPRS系統(tǒng),以應(yīng)用為前提作如下簡(jiǎn)要介紹。全球定位系統(tǒng)（GPS,GlobalPositioningSystem）是美國(guó)從上世紀(jì)70年代開始研制、歷時(shí)20年、耗資200億美元、于1994年全面建成、具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPRS是歐洲電信協(xié)會(huì)GSM系統(tǒng)中有關(guān)分組數(shù)據(jù)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。它采用信道捆綁（目前GPRS的設(shè)計(jì)可以在一個(gè)載頻或8個(gè)信道中實(shí)現(xiàn)捆綁）和增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率改進(jìn)實(shí)現(xiàn)高速接入,理論上可提供高達(dá)115kbps的空中接口傳輸速率,使若干移動(dòng)用戶能夠同時(shí)共享一個(gè)無(wú)線">無(wú)線信道,一個(gè)移動(dòng)用戶也可以使用多個(gè)無(wú)線">無(wú)線信道。實(shí)際不發(fā)送或接收數(shù)據(jù)包的用戶僅占很小一部分網(wǎng)絡(luò)資源,并且網(wǎng)絡(luò)容量只有在實(shí)際進(jìn)行傳輸時(shí)才被占用。為了實(shí)現(xiàn)GPRS,需要在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)中引入3種新的邏輯網(wǎng)絡(luò)實(shí)體：服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）和分組控制單元（PCU）。GPRS與現(xiàn)有的GSM語(yǔ)音系統(tǒng)最根本的區(qū)別是,GSM是一種電路交換系統(tǒng),而GPRS是一種分組交換系統(tǒng)。因此,GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。這一特點(diǎn)正適合大多數(shù)移動(dòng)互聯(lián)的應(yīng)用。基于以上對(duì)GPS系統(tǒng)和GPRS系統(tǒng)的簡(jiǎn)要介紹,可以得出GPS_GPRS定位系統(tǒng)車載終端的組成及特點(diǎn)。其中,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖如圖1-1所示,系統(tǒng)工作流程為：GPS_GPRS定位系統(tǒng)車載終端將其所獲取的當(dāng)前GPS地理位置信息,通過GPRS方式上傳到系統(tǒng)服務(wù)器。客戶端可以通過專用GIS軟件或IE瀏覽方式,對(duì)當(dāng)前受監(jiān)控車輛所在的位置、車速及行進(jìn)方向進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)車載終端進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)車輛與監(jiān)控中心的雙向數(shù)據(jù)傳輸,完成對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)、安全狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)的監(jiān)控。 圖1-11.3系統(tǒng)功能及工作原理 1.3.1GPS_GPRS定位系統(tǒng)車載終端原理：GPS區(qū)域映射系統(tǒng)通過對(duì)分布式轉(zhuǎn)發(fā)器的時(shí)延控制,實(shí)現(xiàn)定位區(qū)域上的映射關(guān)系,使由GPS制導(dǎo)的武器錯(cuò)誤定位,從而偏離原有的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)對(duì)重要目標(biāo)的保護(hù)[1]。文章首先給出了求解區(qū)域映射系統(tǒng)中虛擬點(diǎn)鄰域的迭代算法,在此基礎(chǔ)上分析了虛擬點(diǎn)與真實(shí)點(diǎn)的位置關(guān)系以及轉(zhuǎn)發(fā)器的分布對(duì)映射比例的影響,并在有效干擾區(qū)域內(nèi),對(duì)如何選擇虛擬點(diǎn)的位置和轉(zhuǎn)發(fā)器的分布以達(dá)到映射比例的優(yōu)化進(jìn)行了研究,得出的結(jié)論為實(shí)際應(yīng)用提供了參考。圖1-2該車載終端需要實(shí)現(xiàn)的主要功能：(1）用戶當(dāng)前信息一次查詢(2）用戶連續(xù)定位信息查詢/啟動(dòng)發(fā)送實(shí)時(shí)定位信息(3）停止終端定位數(shù)據(jù)上傳(4）設(shè)置GPS采樣定位數(shù)據(jù)周期(5）硬件點(diǎn)對(duì)點(diǎn)下載GPS定位系統(tǒng)終端定位采樣數(shù)據(jù)(6）備開關(guān)（電平）輸出/輸入端子,實(shí)現(xiàn)與車用防盜報(bào)警器、緊急報(bào)警（SOS）、醫(yī)療服務(wù)、故障服務(wù)、繼電器輸出、警示嗽叭、點(diǎn)火信號(hào)等的接口(7）安防功能：可以通過手機(jī)短信、直接遙控、網(wǎng)絡(luò)等三種方式進(jìn)行設(shè)/撤防操作。同時(shí)具備應(yīng)急、緊急求助功能。且當(dāng)系統(tǒng)在一定程度上遭到破壞或出現(xiàn)異常時(shí),系統(tǒng)終端自動(dòng)啟動(dòng)安防功能(8）監(jiān)聽功能：用戶可通過手機(jī)短信,或者網(wǎng)絡(luò)對(duì)監(jiān)聽號(hào)碼（接警號(hào)碼）進(jìn)行設(shè)置并發(fā)送監(jiān)聽命令（監(jiān)聽電話主動(dòng)掛機(jī)則結(jié)束監(jiān)聽）,且當(dāng)系統(tǒng)在一定程度上遭到破壞或出現(xiàn)異常時(shí),系統(tǒng)終端將自動(dòng)啟動(dòng)安防功能(9）電話功能：通過電話手柄,完成撥打和接聽電話的功能(10）欠壓檢測(cè)示警及后備電源自動(dòng)啟用功能1.3.2該系統(tǒng)車載載終端的工作原理：車載終端由W77E58實(shí)現(xiàn)控制,其核心部分主要包括PPP及TCP/IP協(xié)議棧、GPRS控制、GPS控制,以及外圍接口控制。CPU內(nèi)嵌PPP及TCP/IP協(xié)議棧,同時(shí)分別通過串行口UART0去控制GPRS的工作,通過串行口UART1去控制GPS的工作。（1）CPU對(duì)GPRS的控制 主要是通過串行口UART0發(fā)送AT命令實(shí)現(xiàn)。同時(shí),在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,CPU還可以通過控制I/O口電平輸出狀態(tài),對(duì)GPRS進(jìn)行硬件復(fù)位,以防止意外情況下的不可恢復(fù)性死機(jī)（值得注意的是,通常情況下,GPRS模塊都有軟件復(fù)位命令,為實(shí)現(xiàn)對(duì)GPRS模塊的保護(hù),最好在軟件復(fù)位命令無(wú)效時(shí),才選擇硬件復(fù)位）。（2）CPU對(duì)GPS的控制主要是通過串行口UART1發(fā)送控制命令實(shí)現(xiàn)（GPS采樣周期的設(shè)置、GPS輸出數(shù)據(jù)選擇、通訊波特率設(shè)置等）,同時(shí)也是通過串行口UART1接收GPS定位信息,由于GPS輸出數(shù)據(jù)采用NMEA-0183(Ver2.0)格式,輸出數(shù)據(jù)為多組,在本系統(tǒng)中,僅選擇了取其中的一組數(shù)據(jù)：GPRMC(推薦最小數(shù)據(jù)量的GPS具體內(nèi)容/傳輸數(shù)據(jù)),其格式見圖3,其中,當(dāng)且僅當(dāng)GPS輸出數(shù)據(jù)為有效定位數(shù)據(jù)時(shí),對(duì)應(yīng)的UTC時(shí)間才為當(dāng)前準(zhǔn)確時(shí)間。 圖1-3（3）CPU對(duì)其它外圍接口的控制主要通過通用I/O口實(shí)現(xiàn)開關(guān)（電平）輸入/輸出,同時(shí)通過外部中斷的方式實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)與車用防盜報(bào)警器、緊急報(bào)警（SOS）、醫(yī)療服務(wù)、故障服務(wù)、點(diǎn)火信號(hào)等的接口。 （4）CPU對(duì)系統(tǒng)的整體控制首先,CPU完成對(duì)GPRS、GPS及外圍接口的初始化工作;其次,CPU通過串行口UART1對(duì)GPRS進(jìn)行操作,完成從撥號(hào)到PPP協(xié)商（創(chuàng)建PPP鏈路、用戶驗(yàn)證、PPP回叫控制、協(xié)商和調(diào)用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議）,并與服務(wù)器建立起TCP連接;然后,在保證與服務(wù)器之間的TCP連接正常的前提下,實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交互與控制;最后,CPU還必須要周期性地對(duì)系統(tǒng)終端的當(dāng)前狀態(tài)作出測(cè)試及判斷,并對(duì)各種實(shí)際情況作出相應(yīng)的處理,以保證系統(tǒng)能正常而穩(wěn)定地工作。1.4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 在整個(gè)GPS_GPRS定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,涉及到服務(wù)器軟件、客戶端應(yīng)用軟件及車載終端底層軟件。在此,主要就車載終端底層軟件的設(shè)計(jì)作進(jìn)一步的說(shuō)明。在GPS_GPRS定位系統(tǒng)車載終端底層軟件的設(shè)計(jì)中,程序采用了模塊化設(shè)計(jì),軟件由一個(gè)主程序和若干個(gè)子程序構(gòu)成,其中,子程序主要完成一些單一的基本工能,主程序則主要負(fù)責(zé)完成對(duì)各個(gè)功能模塊（即子程序）的調(diào)用,同時(shí)對(duì)車載終端的資源及 圖1-4當(dāng)系統(tǒng)完成GPS及GPRS的初始化之后,即進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)撥號(hào)、PPP協(xié)商、TCP聯(lián)結(jié)等操作,當(dāng)車載終端與服務(wù)器之間建立起網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)之后,便可通過自定義的車載終端與服務(wù)器之間的通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。在此過程中,系統(tǒng)會(huì)首先判斷,當(dāng)前系統(tǒng)是否允許終端將GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳,并進(jìn)行相應(yīng)操作;同時(shí),會(huì)檢測(cè)是否收到控制命令（包括通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的控制命令,或通過短信方式發(fā)出來(lái)的命令,或是通過遙控器發(fā)出的控制命令）,倘若收到了控制命令,則對(duì)命令的合法性作出判斷,并進(jìn)行相應(yīng)的處理。同時(shí),系統(tǒng)會(huì)定時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試,倘若網(wǎng)絡(luò)測(cè)試正常,則返回到繼續(xù)判斷控制命令及對(duì)系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行處理;倘若網(wǎng)絡(luò)測(cè)試不正常,則進(jìn)行有限次嘗試,倘若有限次嘗試均以失敗告終,而主動(dòng)斷開網(wǎng)絡(luò)連結(jié),并對(duì)GPRS作出復(fù)位及再次初始化操作,之后,再重復(fù)主程序的撥號(hào)、PPP協(xié)商、TCP聯(lián)結(jié)及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互工作。其中,與GPRS的數(shù)據(jù)交換,通過串行口UART0中斷完成;與GPS的數(shù)據(jù)交換,通過串行口UART1完成;另外,外部警情接收通過外部中斷0和1完成,無(wú)線">無(wú)線遙控接收由外部中斷2完成。通訊超時(shí)及定時(shí)處理,由定時(shí)器TIME2完成,它們均以子程序的形式存在于車載終端控制軟件中,同時(shí)還包括一些對(duì)GPRS、GPS模塊進(jìn)行初始化及設(shè)置,以及PPP協(xié)議、TCP/IP協(xié)議的解析與實(shí)現(xiàn)子程序,具體框圖及說(shuō)明略。由以上對(duì)車載載終端控制程序的說(shuō)明可知,車載終端工作流程控制程序的工作流程：（1）與服務(wù)器建立網(wǎng)絡(luò)連接（2）與服務(wù)器建立TCP聯(lián)結(jié)（3）對(duì)用戶進(jìn)行注冊(cè)（4）向服務(wù)器發(fā)送GPS定位數(shù)據(jù)（5）默認(rèn)狀態(tài)下,按設(shè)定周期（默認(rèn)狀態(tài)為每5秒一幀）,定位數(shù)據(jù)不間斷地上傳到服務(wù)器（6）網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測(cè)及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測(cè)試,并據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前狀況,作出相應(yīng)處理（比如斷線重?fù)埽?）接收網(wǎng)絡(luò)或第三方控制或操作命令,并作出相應(yīng)處理（比如：GPS采樣周期設(shè)定、停止發(fā)送GPS數(shù)據(jù)、開始發(fā)送GPS數(shù)據(jù)、設(shè)置監(jiān)聽號(hào)碼、更改操作密碼等）（8）處理突發(fā)警情（自動(dòng)撥打監(jiān)聽中心號(hào)碼、上報(bào)求助警情信息等）1.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)利用GPRS的數(shù)據(jù)傳輸功能,對(duì)GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸,與以往GPS監(jiān)控系統(tǒng)所采用的短信、GSM數(shù)據(jù)通道或DTMF數(shù)據(jù)傳輸?shù)葌鹘y(tǒng)方法相比,運(yùn)營(yíng)成本得到了極大的降低,同時(shí)其可操作性及實(shí)時(shí)性也都有了顯著的提高,而且成本較低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,達(dá)到了較高的可靠性。該系統(tǒng)中,PPP、TCP/IP協(xié)議棧都由8位單片機(jī)完成,由于速度上的限制,使得系統(tǒng)中的協(xié)議棧只能椐實(shí)際應(yīng)用而作出相應(yīng)的壓縮與處理,但這已足以達(dá)到該系統(tǒng)的資源需求。同時(shí),該系統(tǒng)為以GPRS為代表的無(wú)線">無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入方式的應(yīng)用提供了一個(gè)可循的途徑。隨著GPRS、CDMA等無(wú)線">無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入方式的不斷完善,相信以此為代表的新一代無(wú)線">無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式具有很大的應(yīng)用前景。 2汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的組成汽車導(dǎo)航設(shè)備一般是由GPS天線，集成了顯示屏幕和功能按鍵主機(jī)，以及語(yǔ)音輸出設(shè)備(一般利用汽車音響系統(tǒng)輸出語(yǔ)音提示信息)構(gòu)成。受車內(nèi)安裝位置限制，一般汽車導(dǎo)航設(shè)備和汽車視像音響合成一起，可以播放CD、VCD和DVD碟，其中DVD驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)讀取電子圖DVD光盤，一些汽車導(dǎo)航系統(tǒng)又稱為DVD導(dǎo)航系統(tǒng)。2.1全球定位系統(tǒng)介紹汽車導(dǎo)航系統(tǒng)必然要涉及到全球定位系統(tǒng)，即GPS。GPS是英文Global

Positioning

System(全球定位系統(tǒng))縮寫，它是由空間衛(wèi)星、面監(jiān)控和用戶接收等三大部分組成?？臻g衛(wèi)星由24顆衛(wèi)星組成一個(gè)分布網(wǎng)絡(luò)，分別分布6條離面2萬(wàn)公里、傾斜角為55°球準(zhǔn)同步軌道上，每條軌道上有4顆衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星每隔12小時(shí)繞球一周，使球上任一點(diǎn)能夠同時(shí)接收7～9顆衛(wèi)星信號(hào)。地面共有1個(gè)主控站和5個(gè)監(jiān)控站負(fù)責(zé)對(duì)衛(wèi)星監(jiān)視、遙測(cè)、跟蹤和控制。它們負(fù)責(zé)對(duì)每顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，并向主控站提供觀測(cè)數(shù)據(jù)。主控站收到數(shù)據(jù)后，計(jì)算出每顆衛(wèi)星每一時(shí)刻精確位置，并3個(gè)注入站將它傳送到衛(wèi)星上去，衛(wèi)星再將這些數(shù)據(jù)無(wú)線電波向面發(fā)射。2.2汽車導(dǎo)航系統(tǒng)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中GPS信號(hào)接收器接收衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)，衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算出面接收機(jī)當(dāng)前位置。面接收機(jī)同時(shí)收到4顆以上衛(wèi)星信號(hào)，就能衛(wèi)星精確位置及發(fā)送信號(hào)時(shí)刻，計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)位置。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)車輪傳感器、磁傳感器和偏航傳感器等三種傳感器獲取數(shù)據(jù)，確定汽車速度和位置。車輪傳感器記錄車輪速度，產(chǎn)生脈沖信號(hào)用于定時(shí)計(jì)算行駛距離和方向變化。磁傳感器勵(lì)磁繞組感應(yīng)出電壓脈沖，測(cè)量出沿途磁場(chǎng)水平分量大小與起始點(diǎn)磁場(chǎng)比較，為車載電腦提供補(bǔ)償數(shù)據(jù)。電子圖存儲(chǔ)容量能夠存儲(chǔ)汽車運(yùn)行區(qū)域所有數(shù)據(jù)，車載電腦與存儲(chǔ)道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)不斷比較判斷，更正定位誤差確定最佳行駛路徑。目前先進(jìn)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)多用單片機(jī)結(jié)構(gòu)，嵌入式操作系統(tǒng)，軟件代碼存儲(chǔ)于ROM中，代碼簡(jiǎn)潔，運(yùn)行可靠，啟動(dòng)及關(guān)閉迅速，具有幾乎完整ＰＣ組件和輸入輸出端口，適應(yīng)汽車惡劣工作環(huán)境，高溫或低溫以及劇烈振動(dòng)環(huán)境下工作可靠性高。3汽車導(dǎo)航儀的核心功能3.1地圖查詢硬件是基礎(chǔ)，軟件是靈魂，GPS導(dǎo)航儀的“靈魂”包括兩個(gè)方面——軟件引擎和地圖數(shù)據(jù)，這兩者是導(dǎo)航儀能否把你帶到目的地的關(guān)鍵所在。電子導(dǎo)航地圖是GPS導(dǎo)航儀賴以工作的另一個(gè)重要組件，電子導(dǎo)航地圖的正確與否就直接決定了車主能否更快捷、更輕松地到達(dá)目的地。在當(dāng)前的市場(chǎng)上，不論是國(guó)產(chǎn)還是完全進(jìn)口，車載GPS產(chǎn)品內(nèi)置的地圖無(wú)非都是國(guó)內(nèi)僅有的幾個(gè)圖商的資源，質(zhì)量也是參差不齊。一般來(lái)說(shuō)，正規(guī)品牌的GPS導(dǎo)航儀都會(huì)提供一年的免費(fèi)更新，或者按次數(shù)計(jì)算，支持2次左右的免費(fèi)更新服務(wù)。而在此之后更新地圖就需要繳納一定費(fèi)用，一般來(lái)說(shuō)GPS圖商的地圖更新維持在半年一次的水平，也有一些廠商每三個(gè)月更新一次數(shù)據(jù)，更新一次的費(fèi)用在兩百元左右。3.2路線規(guī)劃作為導(dǎo)航產(chǎn)品，消費(fèi)者最關(guān)心的當(dāng)屬它的收星能力，即信號(hào)接收能力。目前市場(chǎng)上銷售的車載GPS大多數(shù)都會(huì)采用SiRFStarIII第三代芯片，這類芯片的優(yōu)勢(shì)是在有遮擋和天氣情況惡劣的情況下可以捕捉和跟蹤信號(hào)、減輕高樓林立帶來(lái)的的信號(hào)干擾。此外，芯片的好壞還直接關(guān)系到計(jì)算路徑時(shí)快捷準(zhǔn)確的好壞。去同一個(gè)目的地，芯片的不同可能會(huì)出現(xiàn)不同的路線，而我們需要的是最佳路線。購(gòu)買大品牌的產(chǎn)品不僅本身質(zhì)量有保證，同時(shí)也可以享受一定年限的免費(fèi)升級(jí)服務(wù)。選品牌其實(shí)也是在選售后，對(duì)于GPS導(dǎo)航產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，后續(xù)的服務(wù)問題更為重要，因?yàn)榈貓D是在實(shí)時(shí)更新的。不同的廠商，獲取地圖數(shù)據(jù)的來(lái)源不同，免費(fèi)的更新方式也有多種多樣。購(gòu)買時(shí)做好了解，可以避免使用后一些不避免的麻煩。此外，開機(jī)速度和反應(yīng)速度都是重要參數(shù)，由于開車時(shí)要時(shí)刻注意安全并且汽車在高速行進(jìn)中，因此速度快可以提升車輛導(dǎo)航的精確度，同時(shí)也可以節(jié)約使用者的操作時(shí)間，省時(shí)更省心。3.3自主導(dǎo)航汽車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)作用是GPS接收機(jī)提供車輛當(dāng)前位置和用戶輸入車輛目、參照電子圖計(jì)算行駛路線，并行駛中將信息提供給駕車者。目前世界上應(yīng)用較多是自主導(dǎo)航，其主要特征是每套車載導(dǎo)航設(shè)備都自帶電子圖，定位和導(dǎo)航功能全部由車載設(shè)備完成。它工作過程主要步驟：(1)輸入數(shù)據(jù)信息。出發(fā)前，車主將目輸入到導(dǎo)航設(shè)備中，系統(tǒng)顯示電子圖上直接點(diǎn)擊選取點(diǎn)，是借助某種輸入方法，將目名稱輸入到系統(tǒng)中。輸入設(shè)備不同，可以有不同名輸入方法，依靠按鍵或觸摸屏可以實(shí)現(xiàn)幾乎所有操縱功能。便利，目前人們也開發(fā)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品。

(2)顯示電子圖。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中至關(guān)重要一部分是存儲(chǔ)光盤或內(nèi)置存儲(chǔ)器(如硬盤)中電子圖，電子圖中存儲(chǔ)了一定范圍內(nèi)理、道路和交通管制信息，與點(diǎn)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)了相關(guān)經(jīng)緯度信息。汽車導(dǎo)航主機(jī)從GPS接收機(jī)到計(jì)算確定當(dāng)前點(diǎn)經(jīng)緯度，與電子圖數(shù)據(jù)對(duì)比，就可以隨時(shí)確定車輛當(dāng)前所點(diǎn)。一般汽車導(dǎo)航系統(tǒng)將車輛當(dāng)前位置默認(rèn)為出發(fā)點(diǎn)，用戶輸入了目之后，導(dǎo)航系統(tǒng)電子圖上存儲(chǔ)圖信息，就可以自動(dòng)計(jì)算出一條最合適推薦路線。有系統(tǒng)中，用戶還可以指定途中希望途徑點(diǎn)，指定一定路線選擇規(guī)則(如不允許高速公路、行駛路線最短原則等)。推薦路線將以醒目方式顯示屏幕上圖中，同時(shí)屏幕上也時(shí)刻顯示出車輛當(dāng)前位置，以提供參考。行駛過程中車輛偏離了推薦路線，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)刪除原有路線并以車輛當(dāng)前點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)重新計(jì)算路線，并將修正后路線作為新推薦路線。

(3)汽車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)輸出設(shè)備包括顯示屏幕和語(yǔ)音輸出設(shè)備。顯示屏幕一般是個(gè)100～150毫米(4～6英寸)液晶顯示屏需要手寫識(shí)別作為輸入，顯示屏表面還有一張透明觸摸屏做保護(hù)）它屏幕可以由幾十萬(wàn)個(gè)點(diǎn)陣組成，全屏幕有30多萬(wàn)個(gè)像素，常用分辨率有640×480或774×435，可以支持高清晰度圖像和DVD放像功能。主要顯示內(nèi)容包括：圖(包括相應(yīng)道路名稱、公路編號(hào)、重要點(diǎn)名稱等)、車輛當(dāng)前位置、推薦路線等，用戶設(shè)定還可以顯示附近維修站、加油站、停車場(chǎng)及其他公共服務(wù)單位名稱及理位置等信息，以方便用戶需要。

(4)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便性是設(shè)計(jì)者追求目標(biāo)，實(shí)際上這也涉及到一個(gè)安全問題，駕車者不允許開車看電子圖。，設(shè)計(jì)者都考慮針對(duì)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用需求開發(fā)語(yǔ)音及語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，使用者語(yǔ)音代替按鍵操作發(fā)出指令，使導(dǎo)航系統(tǒng)完成相應(yīng)工作，導(dǎo)航系統(tǒng)語(yǔ)音代替圖象文字，向駕車者發(fā)出信號(hào)或指令。例如豐田威馳導(dǎo)航系統(tǒng)就是一種帶有語(yǔ)音技術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，轉(zhuǎn)彎路口等方可以用語(yǔ)音提示。

電子圖

汽車導(dǎo)航系統(tǒng)推廣與應(yīng)用關(guān)鍵是電子圖。用戶購(gòu)買裝備有導(dǎo)航系統(tǒng)車輛時(shí)，還能到一張刻錄了電子圖CD-ROM光盤。用戶開啟車輛導(dǎo)航系統(tǒng)之后,必須把這張CD-ROM插入導(dǎo)航設(shè)備光盤驅(qū)動(dòng)器中，系統(tǒng)需要道路信息時(shí)都會(huì)到CD-ROM上去獲取。例如豐田威馳DVD導(dǎo)航系統(tǒng)就是這樣，它副駕駛座下面有一個(gè)DVD驅(qū)動(dòng)器，專門讀取電子圖DVD光盤。城鄉(xiāng)建設(shè)及道路變化，電子圖光盤也會(huì)定期更換。，就是最新版電子圖能保證準(zhǔn)確無(wú)誤。針對(duì)這種情況，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)又需要增加一定輔助支援系統(tǒng)。目前應(yīng)用汽車導(dǎo)航系統(tǒng)比較廣泛區(qū)（例如歐美和日本），汽車公司或其他商業(yè)公司建立呼叫中心或公共交通信息電臺(tái)，GSM移動(dòng)通訊形式發(fā)短消息或電臺(tái)發(fā)送最新交通信息提供給汽車上導(dǎo)航設(shè)備，可以對(duì)汽車上電子圖信息隨時(shí)進(jìn)行修正。

我國(guó)圖出版有嚴(yán)格規(guī)定，電子圖例外。它不同于一般電子出版物，其標(biāo)準(zhǔn)性、政策性、保密性、技術(shù)性較強(qiáng)，是國(guó)家版圖、行政區(qū)劃界線科學(xué)表達(dá)，電子圖一定要經(jīng)國(guó)家測(cè)繪局審核后才能出版。目前威馳轎車DVD語(yǔ)音電子導(dǎo)航系統(tǒng)，也特別注明電子導(dǎo)航系統(tǒng)是“經(jīng)國(guó)家測(cè)繪局支持和批準(zhǔn)”。適應(yīng)汽車自動(dòng)導(dǎo)航設(shè)備需要行駛區(qū)域、路線、自動(dòng)或人工改變圖比例尺需求（即電子圖放大或縮小），，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)所使用圖必須是以向量方式記錄。

目前國(guó)內(nèi)一些汽車運(yùn)營(yíng)企業(yè)安裝“汽車導(dǎo)航系統(tǒng)”，主要功能是調(diào)度與監(jiān)測(cè)，與前面說(shuō)明汽車導(dǎo)航系統(tǒng)不同，這些系統(tǒng)中車輛上除GPS天線和接收機(jī)外，并不需要車輛自主導(dǎo)航設(shè)備(包括電子圖)，車輛車載通訊設(shè)備和公司保持聯(lián)系。這類系統(tǒng)導(dǎo)航過程其實(shí)是人工完成，還不能算是汽車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。4導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)用性市場(chǎng)需求縱觀汽車導(dǎo)航市場(chǎng)，為了吸引消費(fèi)者的眼球，汽車導(dǎo)航的附加功能方面可謂滿目琳瑯，然而，在看各種花哨的附加功能同時(shí)，則應(yīng)側(cè)重附加功能的實(shí)用性。就車載導(dǎo)航儀的電池容量來(lái)說(shuō)，盡管GPS產(chǎn)品基本上都會(huì)隨機(jī)提供車載電源，但是如果點(diǎn)煙器接口出了問題，又或者需要再接上其它產(chǎn)品的話，內(nèi)置的鋰電就派上用場(chǎng)了。電池?fù)碛卸嚅L(zhǎng)的續(xù)航能力，即導(dǎo)航儀在斷開充電器后能夠繼續(xù)使用多長(zhǎng)時(shí)間，也是評(píng)定導(dǎo)航儀好與否的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。續(xù)航時(shí)間體現(xiàn)了機(jī)器的能耗效率，也體現(xiàn)了機(jī)器的綜合性能。消費(fèi)者在選購(gòu)GPS時(shí)最好選擇內(nèi)置鋰電池容量在1000mAh以上的導(dǎo)航儀，通常能夠提供7～8小時(shí)的待機(jī)時(shí)間。除此之外，包括天線、屏幕、聲音以及配件等均是考察的細(xì)節(jié)。車載GPS天線通常都是內(nèi)置，而配備的吸盤支架要留意吸盤是否平滑和尺寸是否夠大，防止車顛簸時(shí)吸盤脫落;也需留意支架調(diào)整角度是否方便以及電源線的長(zhǎng)度是否合適，避免出現(xiàn)線過短夠不著點(diǎn)煙器電源的尷尬局面。值得注意的是，觸摸屏的大小和靈敏也是很關(guān)鍵的，屏幕太小讓駕駛者不能集中注意力;不靈敏會(huì)讓人覺得耽誤時(shí)機(jī)，影響駕駛心情。車載GPS是用來(lái)聽的導(dǎo)航儀，相對(duì)來(lái)說(shuō)聲音可能比屏幕還要重要一些。音量要盡可能大，清晰。4.2導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)用優(yōu)勢(shì)4.2.1CMMB數(shù)字電視這個(gè)功能已逐步作為標(biāo)配而成為了GPS宣傳的重要賣點(diǎn)，然而，我們需要注意的是，CMMB數(shù)字電視存在一點(diǎn)很明顯的缺陷，因?yàn)镃MMB數(shù)字電視術(shù)語(yǔ)采用的是廣播式信號(hào)，所以在室內(nèi)或者郊外信號(hào)會(huì)很明顯變差，另外，從收費(fèi)上看，目前的CMMB數(shù)字電視不是件“免費(fèi)品”，盡管每年收費(fèi)少，但是在選購(gòu)時(shí)，建議消費(fèi)者購(gòu)買帶有三年資費(fèi)的產(chǎn)品。4.2.2電子預(yù)警流動(dòng)測(cè)速、電子預(yù)警這些專有名詞我們聽的并不少，其實(shí)對(duì)于一般開車比較守規(guī)矩的用戶來(lái)說(shuō)，帶有電子狗數(shù)據(jù)的產(chǎn)品就完全足夠了，不必選擇一些花樣繁多的產(chǎn)品，可以說(shuō)，如果要求不高的車主，任何一款帶電子狗的導(dǎo)航產(chǎn)品都能滿足此需求（幾乎所以品牌導(dǎo)航產(chǎn)品都帶有這個(gè)數(shù)據(jù)）。不過，如果你是喜歡開快車的朋友，則建議購(gòu)買一臺(tái)帶有電子狗一體機(jī)的產(chǎn)品，那樣更為實(shí)用。4.2.3TMC實(shí)時(shí)路況TMC實(shí)時(shí)路況可有效減少用戶在道路上的擁堵時(shí)間，這個(gè)功能在國(guó)外已被認(rèn)可為很實(shí)用，它能通過系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)之后演算出路況預(yù)測(cè)，導(dǎo)航儀可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)選擇是否換一條路線行駛，從而盡量避免繞道。不過，因車況比較難以掌控，所以此項(xiàng)功能并不能達(dá)到百分之百的規(guī)避擁堵。4.3小結(jié)GPS的搜星與導(dǎo)航軟件無(wú)關(guān)，而是與導(dǎo)航產(chǎn)品硬件相關(guān)，一般在空曠地方或者室外即可有良好的搜星表現(xiàn)，搜星顆數(shù)達(dá)到7顆的即表示信號(hào)良好，建議消費(fèi)者在選購(gòu)時(shí)試用一下搜星信號(hào)（在GPS信息里查詢即可）。另外，在室內(nèi)和停車場(chǎng)試用導(dǎo)航，并不能體現(xiàn)其效果，所以車主如果遇到此情況，可放心使用。如果長(zhǎng)時(shí)間不用GPS，那么第二次啟動(dòng)GPS時(shí)，會(huì)與上一次使用間隔的時(shí)間、距離有一定關(guān)系，重新開啟時(shí)GPS搜星定位需要經(jīng)過一次較長(zhǎng)的時(shí)間，如果前后兩次間隔短，那么第二次啟動(dòng)GPS速度會(huì)很快。新機(jī)在第一次啟動(dòng)時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)是正常的，2到10分鐘均屬正常范圍，而一旦GPS定位之后，后期再次使用就可以很快進(jìn)入工作了。如果出現(xiàn)GPS定位慢或無(wú)法定位的時(shí)候，大家需確定是否有衛(wèi)星信號(hào)被捕捉，如果無(wú)法定位，則需要Reset。5汽車導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的新技術(shù)動(dòng)態(tài)交通信息系統(tǒng)5.1“動(dòng)態(tài)交通信息系統(tǒng)”是歐洲成熟的車載智能交通導(dǎo)航技術(shù)，能夠及時(shí)報(bào)道交通路況，指引最佳行駛路線。該系統(tǒng)目前在歐洲和美國(guó)已經(jīng)得到廣泛使用并深受好評(píng)，該系統(tǒng)還具有高度的靈活性和適應(yīng)性，完全可以適用中國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)的要求。通過對(duì)現(xiàn)有廣播技術(shù)的智能開發(fā)，該系統(tǒng)只需極少的投入，就可以在2008年北京奧運(yùn)會(huì)之前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用。大眾汽車公司與歐盟在智能交通技術(shù)領(lǐng)域有著緊密合作關(guān)系，日前分別在北京和上海第一次展示這一最新技術(shù)。在具體使用“動(dòng)態(tài)交通信息系統(tǒng)”時(shí)，駕駛者只需將目的地輸入到大眾汽車所裝載的導(dǎo)航儀里，就可以收到全部重要的交通信息，包括自動(dòng)測(cè)算出的最佳行車路線，以及如何避讓交通擁堵路段，并可顯示出預(yù)計(jì)的行程時(shí)間，使駕駛者可以更好地安排自己的日程。5.2汽車導(dǎo)航系統(tǒng)在交通管理中的應(yīng)用利用GPS和電子地圖可以實(shí)時(shí)顯示出車輛的實(shí)際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖;可以隨目標(biāo)移動(dòng)，使目標(biāo)始終保持在屏幕上;還可實(shí)現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時(shí)跟蹤，利用該功能可對(duì)重要車輛和貨物進(jìn)行跟蹤運(yùn)輸。查詢資料可以文字、語(yǔ)言及圖像的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。同時(shí)，監(jiān)測(cè)中心可以利用監(jiān)測(cè)控制臺(tái)對(duì)區(qū)域內(nèi)任意目標(biāo)的所在位置進(jìn)行查詢，車輛信息將以數(shù)字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來(lái)。導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)超越了簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)式的路線指南，基于地圖的獨(dú)立駕駛輔助系統(tǒng)和汽車間的協(xié)作式安全系統(tǒng)是下一步發(fā)展目標(biāo)。縱觀導(dǎo)航市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，低成本、聯(lián)網(wǎng)的車載導(dǎo)航系統(tǒng)(兩用便攜導(dǎo)航儀)將會(huì)在中低檔汽車市場(chǎng)占據(jù)一定的份額。集成ADAS和緊急救援呼叫的導(dǎo)航系統(tǒng)將是所有高檔汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。此外，為了給車廂帶來(lái)家中客廳的感受，WMA、MP3、DIVX、MPEG等格式的音視頻內(nèi)容播放和文件下載功能將會(huì)集成到汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中。當(dāng)前，全球車載無(wú)線技術(shù)正經(jīng)歷著日新月異的變化，其中最受關(guān)注的就是車載GPS設(shè)備。車載GPS曾經(jīng)一度屬于“奢侈品”。然而在過去幾年里，經(jīng)過CSR和SiRF(現(xiàn)已合并)等公司不斷的開拓進(jìn)取，GPS芯片比以前外形更小巧、速度更快、成本更低。GPS系統(tǒng)，不論其是原廠內(nèi)置或是后裝市場(chǎng)PND或是基于車載立體聲系統(tǒng)，如今都是普通人唾手可得的。當(dāng)前車載GPS行業(yè)發(fā)展的普遍趨勢(shì)與前幾年基本相同。盡管其應(yīng)用范圍仍不斷擴(kuò)大，但是用戶始終都希望能夠降低成本。此外，還有些最新的進(jìn)展，比如增強(qiáng)了移動(dòng)設(shè)備和GPS系統(tǒng)之間的交互性。車載導(dǎo)航領(lǐng)域最大的變化也許就是各種無(wú)線技術(shù)在車內(nèi)的普遍“共存”。隨著不斷的發(fā)展，目前GPS系統(tǒng)已經(jīng)能夠借助其他技術(shù)元素來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)功能。結(jié)合了各種技術(shù)元素的系統(tǒng)，其整體功能超出部分功能之和。CSR公司和SiRF公司的合并也見證了無(wú)線技術(shù)“整合”的事實(shí)。合并之后，我們?cè)诙叹嚯x移動(dòng)手機(jī)連接技術(shù)和GPS芯片集市場(chǎng)中處于領(lǐng)先地位。通過結(jié)合多種技術(shù)，新的CSR公司成為全球最具實(shí)力的協(xié)作式GPS車載設(shè)備廠商。相信不久以后導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)存在每一輛汽車上，普及到每一個(gè)人都能夠方便,并且非常簡(jiǎn)易的使用它，它會(huì)成為人們生活中不可缺少的一部分，所以汽車導(dǎo)航系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展空間。 總結(jié)自主式導(dǎo)航系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，這一智能系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)安全、通暢的駕駛，緩解和避免交通堵塞，而且能使車輛的移動(dòng)和使用變得更加方便，促進(jìn)了汽車消費(fèi)和使用環(huán)境的完善。近年來(lái)微電子技術(shù)的發(fā)展使得GPS接收機(jī)的價(jià)格大幅度下降，大大促進(jìn)了GPS在民用領(lǐng)域的發(fā)展，尤其在車輛導(dǎo)航領(lǐng)域，它己經(jīng)成為GPS應(yīng)用領(lǐng)域最大的一個(gè)產(chǎn)業(yè)。裝載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的車輛，大部分行駛在市區(qū)中，因此，GPS定位系統(tǒng)的工作必然會(huì)受到市區(qū)特定環(huán)境的不良影響，甚至無(wú)法完成定位。因此，本文著重研究了GPS／DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、實(shí)時(shí)的定位導(dǎo)航，同時(shí)，為了向駕駛者提供近于無(wú)誤差的定位結(jié)果，本文也研究了地圖匹配方法。本文首先介紹了車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，分析了GPS在車載導(dǎo)航中可采用的導(dǎo)航方式，研究了車輛導(dǎo)航中GPS系統(tǒng)的定位解算方法及系統(tǒng)的主要誤差，分析了GPS定位結(jié)果的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。為了完成GPS導(dǎo)航子系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，介紹了串口通信和GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)輸出格式的問題。為了彌補(bǔ)GPS導(dǎo)航子系統(tǒng)的不足，本文介紹了航位推算系統(tǒng)的基本定位原理。硬件配置及其誤差分析。在全面比較兩種基本的GPS和DR數(shù)據(jù)融合方式優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于切換方式的GPS／DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)。為了向用戶提供近乎無(wú)誤差的定位結(jié)果