论电子地图在车载导航系统中的应用-机电毕业论(2)
2013-09-08 01:05
导读：二、车载导航GPS地图的应用原理及其应用模式 （一）车载导航GPS地图的应用原理 利用GIS中的地图和GPS接收机的实时定位技术，组成GPS+GIS的各种电子导航系
二、车载导航GPS地图的应用原理及其应用模式 （一）车载导航GPS地图的应用原理
利用GIS中的地图和GPS接收机的实时定位技术，组成GPS+GIS的各种电子导航系统。
（二）车载导航电子地图的应用模式
车载导航电子地图的应用模式主要有如下二种：一是GPS单机定位＋矢量电子地图。该系统可根据目标位置（工作时输入）和车船现位置（由GPS测定）自动计算和显示最佳路径，引导司机最快地到达目的地，并可用多媒体方式向驾驶员提示。制作矢量地图数据库需要花费较大。二是GPS差分定位＋矢量电子地图。该系统通过固定站与移动车船之间的两台GPS伪距差分技术，可使定位精度达到1～3M，当采用双向通讯方式时，则可构成车船的自动导航系统，又可将移动车船上的GPS定位结果准确实时地传送到控制中心，并在电子地图上显示出来，构成网络监控指挥系统。为了防止在楼群遮挡时收不到足够的GPS卫星信号，在车上除装有GPS接收机以外，还装有低价格的压电振荡陀螺。利用卡尔曼滤波算法同时处理GPS、里程计和陀螺仪的数据来进行运载体的实时定位。
三、GPS定位过程简介 GPS结合电子地图能够实现城市交通、车辆调度管理，公安、车辆，港口、河流船舶的自动导引与监控，具有巨大的应用潜力。根据地形图制作而成的矢量电子地图，GPS坐标还需经过坐标转换才能正确与之匹配。下面将从GPS定位坐标系、WGS-84大地坐标、地图投影、平面坐标变换等几方面详细讨论坐标匹配问题。GPS定位过程主要有如下几个步骤：
1. 确定用户的宇宙直角坐标系位置，即用户的X、Y、Z位置。
（科教范文网http://fw.ΝsΕΑc.com编辑） 2. 宇宙直角坐标系至WGS-84大地坐标系的转换，既求出用户的WGS-84大地坐标位置λ、φ、h。
3. 坐标投影转换，即将球面坐标λ、φ、h转换成平面电子地图投影坐标，如高斯-克吕格投影坐标。
4. 二维平面相似性变换，即经过平移、旋转、缩放运算，达到其与GPS地图的配准。上述四个过程全部都是由用程序自动计算获得，具体算法这里介绍从略。
四、基于GPS和电子地图的车辆自动导航系统的组成及功能 （一）基于GPS和电子地图的车辆自动导航系统的组成
整个GPS电子地图车辆动态引导系统构成如下图所示，它由主控计算机、液晶显示器、语音报警器、遥控器、组合导航处理器、GPS传感器、速率陀螺仪、光驱等组成。主控计算机视用户需求不同，可以是通用计算机，也可以是专用处理器。
（二）基于GPS和电子地图的车辆自动导航系统的功能
本系统可以实现车、船等运动载体的电子地图中的实时跟踪显示、最优路径选择及导引、显示导航信息、地图检索、语音提示告警、矢量图分层显示及缩放显示；可以满足城市车辆，港口、河流、海用船只的导引与监视，GPS＋航迹推算组合导航功能即使在信号不正常的条件下也能正确引导。电子地图存储于光盘中，可存储大容量矢量电子地图。矢量电子地图生成点阵形式存放于主机内存中，可达到地图检索和车辆跟踪的平滑效果。车船行至地图边缘时，将自动从光盘中调入下一幅新的矢量图，实现自动切换。
参考文献： [1]左伟．GPS技术及其在导航电子地图中的应用[J]．地图，2001（04）.
