GPS在车辆导航定位系统中的应用与研究
基于GPS车辆轨迹数据的地图匹配算法及应用研究
基于GPS车辆轨迹数据的地图匹配算法及应用研究基于GPS车辆轨迹数据的地图匹配算法及应用研究摘要:随着GPS技术的发展,车辆轨迹数据的获取变得越来越容易。
而地图匹配算法则是通过将车辆轨迹数据与地图进行匹配,得到更准确的车辆位置信息。
本文对目前常用的地图匹配算法进行了系统的总结和比较,并提出了一种基于粗分类和细分类的混合匹配算法。
同时,针对城市道路中的复杂情况,提出了一种考虑车道划分的匹配算法。
最后,在实验中,将所提出的算法和其他算法进行对比,结果表明,所提出的算法能够在不同的道路环境下得到更高的匹配精度,并且在实际应用中具有较大的实用价值。
关键词:GPS车辆轨迹数据;地图匹配算法;粗分类;细分类;车道划分1.介绍GPS技术的普及和智能化交通系统的发展,为车辆轨迹数据的获取提供了越来越多的机会。
地图匹配算法,能够以GPS数据为基础,将车辆在道路上的位置精确地投影到地图上,并进一步提供交通运输领域的应用。
通过地图匹配,提高了GPS定位数据在车辆行驶分析中的可靠性和精确度。
2.研究现状目前,国内外学者在地图匹配算法上进行了广泛的研究和探索。
根据匹配所采用的算法和方法,可以将地图匹配算法分为4类:特征匹配方法、卡尔曼滤波方法、统计学方法和神经网络方法。
各类方法各有优缺点,研究者们在算法设计时需要进行合理的选择。
3.算法设计在目前地图匹配算法中,我们提出了一种基于粗分类和细分类的混合匹配算法。
该算法首先进行道路分类,然后根据具体道路环境进行匹配,从而得到更准确的车辆位置信息。
同时,为了解决城市道路中的复杂情况,我们还提出了一种考虑车道划分的匹配算法。
该算法能够通过GPS数据得到车辆的具体位置和所在车道的信息,解决了普通算法在城市道路中无法有效处理的问题。
4.实验本文所提出的地图匹配算法,在实验中得到了广泛的应用。
我们将所提出的算法和其他算法进行对比,并进行了实际道路测试。
结果表明,基于粗分类和细分类的混合匹配算法和考虑车道划分的匹配算法,能够在不同的道路环境下得到更高的匹配精度,并且在实际应用中具有较大的实用价值。
基于GPS车辆定位导航系统设计与实现
基于GPS车辆定位导航系统设计与实现第一章:绪论随着国民经济的快速发展,汽车已经成为我们生活中必不可少的一部分,而车辆定位导航系统也随之成为了现代车辆上必备的功能之一。
车辆定位导航系统不仅可以帮助司机快速准确地确定自己的位置,还可以提供路线规划、疲劳驾驶提示、实时交通信息等功能,大大提高了驾驶安全性和行驶效率。
本论文将基于GPS车辆定位导航系统的设计与实现进行研究,旨在探索一套高可靠性、高精度、高实用性的车辆定位导航系统解决方案。
第二章:GPS车辆定位技术本章将主要探讨GPS车辆定位技术的原理和技术特点。
首先介绍GPS的基本组成和工作原理,然后详细阐述GPS定位算法及其实现方式,包括单点定位和差分定位两种方法。
最后介绍GPS的精度和误差来源,并分析当前GPS定位技术面临的挑战和发展方向。
第三章:车辆定位导航系统需求分析基于GPS车辆定位技术,本章将分析车辆定位导航系统的功能需求和性能指标。
首先,对车辆定位导航系统的功能进行分解,并列出具体的功能点和对应的实现方式。
然后,根据车辆定位导航系统的使用场景和操作特点,按照易用性、可靠性、精度、响应速度等性能指标进行评估,并提出设计和实现的具体要求。
第四章:GPS车辆定位导航系统设计与实现本章将介绍基于GPS车辆定位技术的导航系统的设计和实现方案。
首先,介绍系统的总体设计思路和流程图;然后,对系统的各个模块进行详细描述,包括GPS数据采集模块、数据处理与分析模块、路径规划和导航模块、地图显示和信息推送模块等。
最后,对系统的运行效果进行测试和评估,验证系统的可靠性和实用性。
第五章:总结与展望本章将对本论文的研究结果进行总结,并展望GPS车辆定位导航系统在未来的发展前景。
首先,总结研究成果和贡献,并指出存在的问题和不足之处;其次,探讨GPS车辆定位导航技术的发展趋势和挑战,分析未来的发展前景和应用领域;最后,提出一些改进和完善的建议,为下一阶段的研究提供参考和借鉴。
GPS在车辆中的应用
GPS 系统简介
• 全球定位系统,简称GPS,是沿地球轨道
运行的24 颗导航卫星的星座集合。GPS 接 收机就是利用这些卫星所发送的精确的时 间和位置信息来进行定位。该系统可提供 地球上所有点的三维坐标。 • GPS 系统主要是由三部分组成:(1) GPS 卫星(空间部分),(2)地面监控 系统,(3)GPS 接收机(用户部分)。
GPS系统在长途运输车监控中的应用
GPS系统在长途运输车监控中 的应用,体现在对车辆行使状 态的管理,以及货物流动的查 询。用户只需在每辆长途运输 车辆上安装GPS接收设备,便 可实现时 实跟踪、管理记录功 能。运输公司可以通过GPS监 控中心或互联网的方式了解车 辆工作状态,比如:查看车辆 是否按预定轨迹接送货物,中 间有无停车,在哪里停 的车, 停了多少次等。同时,对于货 物的委托用户,可以通进行网 上查询,及时了解货物运转状 态。
谢谢大家!
-程未未 舒章章 师轩渊 郑换晓
智能交通系统
智能交通系统-ITS(interligent transport syste m)与无线电通信系统结合在一 起,车辆和指挥中心之间就可 以通过双工通信,以形成定位 导航和交通管理系统,它不仅 使车辆具有定位导航的能力, 而且能对车辆进行调度、管理 以及多种服务。它主要完成车 辆的识别和定位、自动导航、 交通监视、通信和信息处理技 术。 ITS的系统结构主要包括三大部 分:车载系统、通信系统和地 面监控中心管理系统
GPS车辆监控系统
• GPS车辆监控系统"(简称: GPS-AMS,GPS Auto Monitoring System),星唯科 技有限公司开发的GPS车辆监 控系统是基于GIS平台、GPS 和GSM网的GPS动态车辆管理 监控软件, 是运用车辆专用的 GPS定位和与其一体化的通讯 设备(车台)、无线通讯接受 和转发设备(短信息中心 SMCC、通讯中心CC)、计算 机软硬件及网络设备和GIS软件, 实现对车辆进行实时监控的一 体化系统,是充分利用GPS和 GIS手段对车辆进行监控的重要 和先进的技术手段。
全球定位系统的技术研究与应用
全球定位系统的技术研究与应用一、简介全球定位系统(GPS)是一种基于卫星的导航系统,可以准确地确定地球上任何一个位置的坐标。
GPS技术已经在军事、民用、商业等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍GPS技术的原理、发展历程、应用领域以及未来发展趋势。
二、原理GPS系统由27颗卫星和地面控制站组成。
卫星发射的信号包含有关卫星位置和时间的信息。
GPS接收器通过接收卫星信号来计算物体的位置、速度和方向。
GPS接收器通过计算卫星信号的到达时间差值来确定接收器和卫星之间的距离。
接收器需要从至少三颗卫星接收信号才能确定其位置。
通过接收更多的卫星信号,GPS接收器可以使用三角形测量法来精确测定物体的位置。
三、发展历程GPS起源于20世纪60年代,最初被用于美国国防部的军事目的。
在20世纪80年代,美国政府决定将其开放给民用部门使用。
1994年,GPS接收器的商业化生产开始了。
目前,几乎所有的新车型都配备了GPS导航系统。
四、应用领域1. 航空航天:GPS技术在航空航天领域发挥着非常重要的作用。
它可以用来帮助飞行员确定机器的位置,以及规划最合适的航线。
2. 海洋:GPS技术在海洋上的应用领域十分广泛,包括船舶导航、渔业、海洋勘测、海上救援和海洋气象。
3. 交通运输:GPS在交通运输领域的应用也越来越广泛。
GPS导航仪已成为车辆安装AC、音响系统之后的重装附件,不仅仅是在私人车辆中得到了普及,公共交通(如公交车、出租车、地铁等)的使用也很常见了。
4. 地质勘测:GPS技术可以用来跟踪地震,以及监测地球活动的情况,包括地面下面的变化和大气环境的影响。
5. 研究和开发:GPS可以用于研究和开发领域,例如跟踪大气中的温度变化,或者检测物体的运动轨迹。
五、未来发展GPS技术将继续发展和创新。
一些新的GPS系统正在研发中,例如欧洲伽利略系统和中国北斗导航系统。
这些系统将进一步提高导航的精度和可靠性。
此外,GPS技术也将被应用于更多的领域,例如医疗保健、安全和防御等领域。
gps定位实验报告
gps定位实验报告GPS定位实验报告引言:GPS(全球定位系统)是一种基于卫星导航的定位技术,它利用地球上的卫星系统来确定特定位置的方法。
本实验旨在探究GPS定位的原理和精度,并通过实际操作来验证其可靠性和准确性。
一、GPS定位原理GPS定位原理是基于三角测量的原理。
GPS接收机接收到来自卫星的信号后,通过测量信号的传播时间来计算出距离。
通过同时接收多颗卫星的信号,GPS接收机可以计算出自身与卫星之间的距离差,并根据这些距离差进行三角测量,从而确定自身的位置。
二、实验设备与方法本实验使用了一台GPS接收机和一台笔记本电脑。
首先,将GPS接收机与笔记本电脑通过USB线连接,确保接收机与电脑之间的通信畅通。
然后,打开接收机的电源,并在电脑上打开相应的GPS定位软件。
接下来,等待接收机与卫星建立连接,并获取到足够的卫星信号。
最后,记录下接收机显示的经纬度信息,并与实际位置进行对比。
三、实验结果与分析在进行实验过程中,我们发现GPS接收机的定位速度相对较快,一般在几秒钟内就能够获取到足够的卫星信号进行定位。
通过与实际位置进行对比,我们发现GPS定位的准确性非常高,误差一般在几米以内。
这证明了GPS定位技术的可靠性和精度。
然而,我们也注意到GPS定位的准确性可能会受到一些因素的影响。
例如,高楼大厦、山脉和树木等物体可能会阻碍卫星信号的传播,从而导致定位的不准确。
此外,天气条件也可能对GPS定位的精度产生影响。
在恶劣的天气条件下,如大雨或大雪,卫星信号的传播可能会受到干扰,从而影响定位的准确性。
四、GPS定位的应用GPS定位技术在现代社会中有着广泛的应用。
首先,GPS定位技术在导航领域被广泛使用。
无论是在汽车导航系统中还是在手机导航应用中,GPS定位都能够帮助人们准确地找到目的地。
其次,GPS定位技术在物流和运输领域也发挥着重要作用。
通过实时监控车辆的位置,物流公司可以更好地管理和调度运输车辆,提高物流效率。
高精度的车辆定位与导航技术
高精度的车辆定位与导航技术随着科技的不断发展,车辆定位与导航技术也得到了巨大的突破与进步。
高精度的车辆定位与导航技术在现代交通领域中发挥着重要的作用。
本文将重点讨论高精度的车辆定位与导航技术的原理、应用以及未来的发展方向。
一、高精度的车辆定位技术1. 全球定位系统(GPS)全球定位系统(GPS)是一种基于卫星定位的技术,通过一组特定的卫星将车辆的位置信息传输给接收器。
GPS技术广泛应用于车辆导航系统中,为驾驶者提供准确的位置和导航信息。
2. 惯性导航系统惯性导航系统利用加速度计和陀螺仪等设备来测量和监测车辆的加速度和角速度,从而计算出车辆的位置和方向。
与GPS相比,惯性导航系统不依赖于卫星信号,因此在隧道、城市峡谷等GPS信号较弱或无法接收到信号的区域,仍能提供可靠的位置信息。
二、高精度的车辆导航技术1. 实时交通信息高精度的车辆导航系统可以实时获取道路上的交通信息,并通过计算最优路径来避免拥堵。
通过与其他车辆和交通基础设施进行数据交互,车辆导航系统可以提供精确的车流状况、交通事故等信息,有效地规划驾驶路线。
2. 三维导航高精度的车辆导航技术综合利用GPS定位、惯性导航和地图数据,提供精准的三维导航功能。
三维导航可以准确显示车辆所处位置周围的建筑物、地形等信息,帮助驾驶者更好地理解驾驶环境,提供更安全、便捷的导航服务。
三、高精度车辆定位与导航技术在实际应用中的优势1. 提高驾驶安全性高精度的车辆定位与导航技术可以及时提供车辆位置信息,帮助驾驶者避开交通拥堵、危险路段,减少事故的发生。
同时,三维导航技术可以提供更精确的地图信息,降低驾驶误差,提高驾驶的安全性。
2. 提供智能化导航体验高精度的车辆定位与导航技术可以根据驾驶者的个人喜好和需求,为其提供个性化的导航服务。
例如,系统可根据驾驶者的音乐喜好、餐厅偏好等提供相关推荐,使导航体验更加智能化和便捷。
3. 促进交通系统发展高精度的车辆定位与导航技术可以收集大量的交通数据,为城市交通系统的规划和管理提供有力支持。
使用GPS定位技术进行车辆轨迹测量与分析
使用GPS定位技术进行车辆轨迹测量与分析随着现代科技的快速发展,GPS(全球定位系统)定位技术已经在各个领域得到广泛应用。
其中,车辆轨迹测量与分析是GPS定位技术的一个重要应用方向。
通过获取车辆的位置信息及相关数据,可以进行交通管理、路径规划、运输物流等方面的分析,为城市的交通运输系统提供有力支撑。
GPS技术可以通过卫星信号对车辆进行定位,准确度高,并能够提供车辆的实时位置和移动轨迹。
它利用即时的重要性原则,将车辆的位置信息转化为坐标数据,通过计算这些坐标点之间的距离和方向,进而得出车辆的轨迹。
不仅如此,GPS还能够获取到车辆的速度、方向等数据,有助于进一步分析车辆的行驶状况和路线选择。
在城市交通管理方面,利用GPS技术进行车辆轨迹测量与分析能够有效地改善交通拥堵、提高路网效率。
通过对大规模车辆轨迹数据的分析,可以了解拥堵点、瓶颈路段等交通状况,进而优化信号灯控制、调整道路设计和规划,提升整个城市的交通运输水平。
同时,可以根据车辆轨迹数据对城市内的停车管理进行优化,制定合理的停车政策,提供更多的停车位,减少停车难题。
此外,在路径规划方面,使用GPS技术测量车辆轨迹可以为驾驶员提供实时的路线导航和交通状况信息。
通过分析车辆的轨迹数据,可以根据道路拥堵情况和车辆行驶速度,进行智能路径规划,选择最优的行驶路线,减少行车时间和交通堵塞。
同时,还可以根据车辆轨迹数据进行交通事故的预测和预防工作,提前发现危险路段和高风险区域,减少交通事故发生的可能性。
运输物流领域也可以受益于使用GPS技术进行车辆轨迹测量与分析。
通过对车辆的位置和行驶轨迹进行实时监测,货物的运输过程可以得到全程监控,确保货物的安全和准时交付。
同时,基于车辆轨迹数据的分析,还可以对物流运输过程进行优化,提高运输效率和减少物流成本。
例如,可以确定最佳的配送路线,减少货车的行驶里程,提高货物的运输效率。
在使用GPS技术进行车辆轨迹测量与分析时,也需要考虑数据隐私和信息安全问题。
GPS的车载定位监测系统的研究与实现的开题报告
基于GPRS/GPS的车载定位监测系统的研究与实现的开题报告1. 研究背景与意义随着社会的快速发展,交通安全问题越来越得到人们的关注,特别是在大城市中,车辆数量增多,交通拥堵严重,行车安全难以得到保障。
为了提高车辆行驶的安全性,监控车辆行驶状态、实时定位车辆位置成为了迫切需要解决的问题。
目前,许多国内外公司已经开发出了各种车载定位监测系统,在此基础上,我们希望基于GPRS/GPS 技术,开发一款高效实用的车载定位监测系统,以满足用户实时监控和管理车辆的需求。
2. 研究内容(1)分析GPRS/GPS技术的基本原理和现有车载定位监测系统的研究现状;(2)设计针对移动互联网的车载监测系统,采用GPRS实现数据通信、GPS实现车辆定位;(3)对系统进行编码开发,包括服务器端和客户端应用程序;(4)对系统进行测试和优化,提高其稳定性和使用效率;(5)撰写毕业论文并进行口头答辩。
3. 研究方法(1)文献调查:查阅相关文献,了解GPRS/GPS技术的基本原理和现有车载定位监测系统的研究现状;(2)系统设计:根据需求,设计车载定位监测系统的整体框架和功能模块,确定GPRS/GPS技术和开发平台等技术方案;(3)系统开发:根据需求和设计规划,对系统进行编写和开发,同时对系统进行不断优化和调试,提高其稳定性和使用效率;(4)系统测试:对开发完成的系统进行测试,验证系统的功能和性能,并对存在的问题进行修改和改进;(5)毕业论文:对研究过程、数据分析、结果展示以及对研究成果的评估等进行描述和阐述。
4. 预期成果(1)实现车载位置监控与管理功能,提高车辆行驶安全性;(2)基于GPRS/GPS实现车辆定位功能,满足用户实时监控和管理的需求;(3)研究车载定位监测系统的技术特点和优势;(4)撰写毕业论文和进行口头答辩。
5. 参考文献(1)华田. 基于GPRS/GPS的车辆定位监控系统设计与实现[J]. 现代电子技术, 2021(1):78-80.(2)刘博. 移动终端下GPS报文解析软件的设计与实现[D]. 兰州大学, 2020.(3)林松年. 基于GPRS/GPS的车载监控系统的研究与实现[D]. 湖南大学, 2019.。
卫星导航定位技术的研究与应用
卫星导航定位技术的研究与应用一、导言在现代社会中,随着交通网络的不断发展和城市化的不断加速,人们的出行需求越来越大。
而在这些出行中,一个最基本的需求是定位。
为了满足这一需求,卫星导航定位技术应运而生。
卫星导航定位技术是指利用卫星发出的无线电信号,结合地球上的接收器来进行测量和计算,以确定一个接收器的地理位置。
本文将分别从卫星导航定位技术的基本原理、发展历程、现有系统和应用领域等进行阐述。
二、卫星导航定位技术的基本原理卫星导航定位技术主要基于原子钟以及电离层和大气层提供的信号延迟原理。
卫星信号是由一个卫星的发射机发出的,只要接收器能够接受到这个信号,并收集到卫星上的它所处的轨道,就可以确定接收器的位置。
卫星导航定位技术的实现需要采用多个卫星进行工作,每个卫星位于地球上的特定轨道上,随着时间的推移而不断移动。
当一个接收器能够观察到至少三个卫星时,就能够确定其位置坐标。
而精度则根据卫星天线和接收器接收到的卫星信号几何误差决定。
三、卫星导航定位技术的发展历程卫星导航定位技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代。
当时,美国政府设立了一个名为“航空测量实验中心”的机构,旨在研究如何将卫星导航技术应用于军事领域。
经过数十年的努力,首个卫星导航系统被提出——美国全球定位系统(GPS)。
该系统主要是由一系列卫星组成,分别向地球发送信号,接收器能够通过它们的信号来定位。
随着这个系统的发展,其不断更新,精度、卫星数量、覆盖范围等各方面也得到了提高。
四、现有的卫星导航系统目前,全球主要有四个卫星导航系统:GPS、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、欧洲的伽利略卫星导航系统以及中国的北斗导航系统。
各个系统使用的卫星数量、信号类型、定位精度、覆盖范围都不同。
其中,GPS系统已经成为了一个普遍的术语,几乎在世界各地的人们都使用它来导航。
五、卫星导航定位技术在应用领域中的作用卫星导航定位技术已经成为不同领域中必不可少的技术。
如何使用GPS进行地理定位
如何使用GPS进行地理定位GPS(Global Positioning System)是一种用于地理定位的技术,广泛应用于导航、航海、军事、航空等领域。
它通过接收来自卫星的信号,计算出接收器的位置信息,从而实现地理目标的定位。
本文将介绍如何使用GPS进行地理定位并探讨其在现代生活中的应用。
一、GPS的工作原理GPS系统由一组卫星、地面控制站和用户接收器组成。
卫星不断向地面发送信号,接收器接收到至少4颗卫星的信号后,通过计算信号传播时间和卫星位置,可以确定接收器的位置坐标。
二、使用GPS进行地理定位1. 车辆导航车载GPS是现代车辆导航系统的关键组成部分。
它能够提供实时的行车路线规划和转向指示,帮助驾驶员准确导航,避免迷路。
2. 户外定位对于喜欢户外活动的人来说,GPS是必备工具之一。
通过携带手持GPS设备,可以在野外实时定位,确保安全,并帮助规划行进路线。
3. 航海导航GPS在航海中起着重要的作用。
船只配备GPS接收器后,可以通过卫星信号准确地定位自身位置,辅助船舶导航,提高航行安全性。
4. 钓鱼辅助钓鱼爱好者可以使用GPS标记渔场,记录钓点坐标,并通过导航功能准确找到钓点,提高钓鱼的成功率。
5. 运动监测通过佩戴腕式GPS设备,可以实时监测运动轨迹、计算运动距离和速度,并记录运动数据,帮助运动爱好者进行科学训练。
三、GPS技术的发展和应用前景GPS技术在过去几十年间发展迅猛,成为现代人们生活中极为重要的一部分。
随着技术的进一步成熟,GPS在以下领域有更多的应用前景:1. 交通管理GPS可以与交通信号灯、高速公路收费系统等结合,实现智能交通管理,提高交通效率和安全。
2. 物流配送通过合理利用GPS技术,可以实现物流配送的智能化管理,准确跟踪货物位置,提高配送效率和管理水平。
3. 农业精细化管理农业领域的GPS应用,可以帮助农民制定种植和施肥计划,提高农产品产量和质量。
4. 紧急救援GPS可以对事故或灾难中的受困者实时定位,提高救援效率和抢救成功率。
GPS定位系统研究意义现状及应用
GPS定位系统研究意义现状及应用1 研究意义2 GPS定位系统研究现状及应用1 研究意义GPS是Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System的简称,中文全称为卫星授时测距导航/全球定位系统。
全球定位系统GPS(Global Position System)是美国从上世纪70年代开始研制,1973年美国国防部决定发展各军种共同使用的全球定位系统,并在空军系统司令部空间部成立了一个联合计划办公室,具体负责GPS的研制、实验、采纳和部署。
当时,GPS整个计划分为三个阶段实施,历时30年,耗资200亿,于1994年全面建成,GPS定位系统是具有在海陆空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
该系统是以卫星为基础的无线电导航系统,具有全能性、全球性、全天候、连续性、实时性的导航、定位和授时等多种功能,能为各类静止或高速运动的用户提供精密的瞬间三维空间坐标、速度矢量和精确授时等多种服务。
现在,GPS定位技术除了广泛应用于飞机和水面船只的导航定位外,在陆地道路导航定位系统中也获得了越来越广泛的应用。
随着我国道路建设和汽车工业的飞速发展,便携式的道路实时导航和监控越来越受到人们的普遍关注。
如何使用GPS定位导航系统变得更加轻便、更加准确和可靠已成为人们越来越强烈的需求。
GPS定位技术离不开计算机系统,如果要实现更复杂的功能则需要更加强大的计算机系统。
采用更高级的微计算机系统——嵌入式系统,就可以很好的解决超便携和高性能的矛盾。
目前,市面上几乎所有的便携式GPS定位系统、导航设备都采用嵌入式系统。
当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会,电子技术的进步,给人们带来了根本性的转变。
现代电子领域中,嵌入式的应用正在不断的走向深入,这必将导致传统控制与检测技术的日益革新。
嵌入控制器因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点,其应用已深入到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域,对各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化化进程、提高生产率等方面起到了极其重要的推动作用。
gps的作用
gps的作用全球定位系统(GPS)是一种用于确定地球表面的任何位置坐标的卫星导航系统。
GPS的主要作用是帮助人们进行导航定位,以及跟踪和监控车辆、船只和飞机等移动物体。
以下是GPS的主要作用:1. 导航定位: GPS最常见的应用是导航定位。
个人和车辆使用GPS设备来确定当前位置,并制定最佳的行驶路线。
GPS 设备可以提供详细的地图、路线规划和导航指引,帮助人们到达目的地。
2. 车辆跟踪与监控:GPS在车辆追踪和监控方面发挥着重要作用。
许多物流公司和公共交通机构使用GPS来追踪货车和巴士等车辆的位置,以提供更好的管理和调度。
此外,GPS还可以帮助车主定位和追踪被盗车辆。
3. 紧急救援:GPS也被用于紧急救援情况。
在紧急救援行动中,GPS设备可以追踪和定位受困人员的位置,以帮助救援人员快速准确地找到被困者。
这对于山地救援、海上搜救和自然灾害救援等情况都非常有帮助。
4. 天气预报:GPS还被用于天气预报。
卫星定位系统可以提供大气层中水气含量的数据,使气象学家能够更准确地预测天气系统的移动和发展。
这对于预测风暴、台风和其他自然灾害非常重要。
5. 军事应用:军事部门是GPS最早的使用者之一。
GPS系统可以提供高精度、准确的位置信息,对于军事部队的定位导航、目标定位和行动计划非常关键。
此外,GPS还可以用于导弹制导系统和军事飞行器的自动导航。
6. 科学研究:GPS在科学研究中也有广泛的应用。
地质学家使用GPS来研究地壳的变形和板块运动,以及地震活动。
天文学家使用GPS来追踪和测量行星和恒星的位置和运动。
此外,GPS还在环境监测、生态学研究和气候变化研究中发挥着重要作用。
总的来说,GPS对于个人和社会生活有着巨大的影响。
它不仅使导航和定位变得更加准确和方便,同时也在许多其他领域发挥着重要作用,包括交通管理、紧急救援、天气预报、军事应用和科学研究等。
可以说,GPS已经成为现代社会不可或缺的一部分。
卫星导航系统在导航定位中的应用
卫星导航系统在导航定位中的应用在现代社会中,人们越来越依赖于导航系统来确定位置和导航方向。
卫星导航系统是一个非常重要的应用,因为它可以提供高度精确的位置信息。
在本文中,我们将探讨卫星导航系统在导航定位中的应用。
卫星导航系统的工作原理卫星导航系统是由一组星地系统构成的,它可以利用一组卫星和地面设施来确定接收机的位置。
目前最常用的卫星导航系统是美国的GPS、俄罗斯的GLONASS和中国的Beidou。
这些卫星通过发射无线电信号,向地面发射高频信号。
当接收机拦截这些信号时,它们可以利用卫星定位模块计算出位置。
应用范围卫星导航系统被广泛应用于各种领域,例如:航空、军事、汽车、海事等。
在这些领域中,定位系统是确保人员和设备在正确位置的关键,而卫星导航系统可以提供高精度的定位解决方案。
汽车导航系统在汽车导航系统中,卫星导航系统可以提供实时的车辆位置,这样驾驶者可以根据导航系统提供的路线信息安全、快速地到达目的地。
除此之外,导航系统还可以提供其他信息,如交通拥堵、建筑物、道路速度等。
无人驾驶无人驾驶汽车的出现,离不开卫星导航系统的支持。
无人驾驶汽车可以利用卫星导航系统和其他的传感器来获得精准的位置信息,实现自动驾驶。
船舶导航航运行业也需要精确的定位和导航系统,以确保安全和航行效益。
广泛的使用卫星导航系统实现航行的海事应用是可以帮助提高航行的安全性的。
船舶导航可以利用卫星导航系统来确定位置,提高好的航行大研。
航空领域卫星导航系统在航空领域也是一个关键的应用。
飞机通过收集高精度卫星导航系统提供的数据,可在强环境干扰的情况下实现高精度的飞行定位。
安全防范领域卫星导航系统在安全防范领域也受到越来越多的关注。
它可以用于监控人员和车辆的位置,以及其他设备的实时位置。
同时,卫星导航系统也可以发出警报,这有利于及时反应相关情况。
结论卫星导航系统在现代社会中扮演着至关重要的角色,它对导航、定位、巡航和其他领域的精确性和可靠性起着至关重要的作用。
本科毕业设计论文题目GNSS定位...
本科毕业设计(论文)题目:GNSS定位系统在车辆定位监控系统中的研究摘要当今,诸多部门,如公安、交通、电力和银行等,都要求在城市环境中对车辆进行连续跟踪和不间断定位。
在经济建设和科学技术的广泛领域,都采用了GPS 与GNNS的精密定位技术。
GPS(GloalPasitioningSystem)以其全球性、全天侯及被动式的定位原理等诸多优势无可争议的成为现在最为广泛使用的定位手段。
现在应用最广泛的是大地测量、海上渔用、陆用导航以及车辆定位监控、其中车辆定位监控的市场增长最为迅速。
针对美国的SA和AS技术政策,目前已有不少国家发展了DGPS 和WADGPS系统,为GPS的发展开辟了新的领域。
GPS在交通车辆监控方面的运用已成为业内讨论并开发的重要课题,各种研究成果层出不穷,然而在实践应用中,该技术还存在一定的不稳定性。
我国也有一些单位生产车载GPS与GNSS系统。
为发展我国的GPS产业,武汉已经成为中国GPS工程技术研究中心。
论文阐述了GPS定位的基本原理及其应用,重点介绍了车辆定位监控平台的应用,开始介绍了GPS的发展现状以及在我国的发展状况。
并分析了它的发展前景、应用、市场分析、GNSS城市车辆监控系统平台的设计以及我国发展GPS的对策。
本文以车辆监控平台为重点论述了GPS在交通车辆监控上新的技术措施,即监控用无线通讯网络协议和指挥中心数字地图监控界面的设计思路和实现技术。
进行车辆监控系统总体设计时所采取的技术措施,达到准(准确显示车辆位置)、精(向量地图生成修正)、全(全国有线无线联网)的实用效果。
关键词:GPS,GNSS,监控平台,技术AbstractToday, many departments, such as public security, transportation, electricity and banking, have called for vehicles in the urban environment of continuous tracking and continuous positioning. In the economic construction and the broad field of science and technology are used precision GPS positioning technology. GPS (GloalPasitioningSystem) with global, all-weather Hou and passive positioning theory, and many other advantages indisputable now become the most widely used means of positioning. It is now the most widely applied geodesy, with sea fisheries, land use and vehicle navigation positioning control, positioning control of the vehicle which most rapid market growth. As sa against the United States and technology policy, there are many developing countries combined and wadgps system for the development of GPS has opened up a new area. GPS monitoring in the use of transport vehicles has become an important topic in discussions and the development of various research results are, however, in practiceapplications, the technology is still some uncertainty.We also have some units producing vehicle GPS systems. For the development of China's GPS industry, Wuhan has become China's GPS engineering research center. GPS positioning papers expounded the basic principles and their application, highlighting the VPS control platform applications began on the GPS in our development and the current development situation. And analysis of the prospects for its development, applications, market analysis, GNSS city vehicle control system design and our development platform GPS approach. This text with the vehicle supervises and control the terrace for the point discuss on the functional GPS vehicle traffic control in the new technical measures that control agreements and the use of wireless command center network monitoring interface design of digital maps and technical achievement. Vehicle control system design, technical measures taken to achieve associate (accurately show vehicles), smart (vector map generated amended), the whole (national cable wireless networking) practical effect.Key words: GPS,GNSS,monitor and control of station,technique目录1.绪论1.1课题背景……………………………………………….1.2 国内的车辆监控系统的研制现状………………………………1.3 本课题研究的内容…………………………………………2. GNSS的发展历史与应用……………………….2.1 GPS的产生与发展………………………………..2.2 GLONASS的产生与发展…………………………………….2.3 GPS系统广泛用途………………………………….3. GPS系统的组成与定位原理………………………..3.1 GPS系统的组成…………………………………..3.1.1 GPS卫星星座3.1.2 地面部分监控系统3.1.3 用户设备—GPS信号接收机3.2 GPS的定位原理…………………………4. GLONASS系统的组成与原理…………………………………………..4.1 GLONASS的组成……………………….4.2 GLONASS的工作原理与特性..5.GNSS系统的产生有构成5.1 GNSS的产生与组成5.2 GNSS系统的特点与优势5.2.1 GNSS系统的特点5.2.2 GNSS系统的优势6 GNSS城市车辆监控系统平台的设计………………………6.1 典型GPS\GNSS应用系统介绍6.2GNSS的城市车辆监控平台的整体结构………………….6.2.1 GNSS定位系统6.2.2 控制中心6.2.3用户集群6.2.4 监控平台的软件设备6.3 监控平台的工作原理6.4 监控平台的主要功能6.5 数字通讯系统GSM………6.6 车辆监控平台的专用GIS平台的功能6.7 监控平台的主要技术特点7定位与导航误差分析………………….8城市监控平台应用的实例分析…………………….结语……………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………1. 绪论1.1 课题背景卫星导航与定位应用现如今已发展成为全球性的高新技术产业,并在经历着前所未有的三大转变,这就是从单一的 GPS系统时代转变为多星座并存兼容的GNSS(全球导航卫星系统)时代,从以车辆应用为主体市场格局很快转变为个人消费应用为主流市场的新颖格局,以及从经销应用产品为主逐步转变为运行服务为主的服务产业化新时期。
车辆gps方案
车辆GPS方案1. 引言随着科技的不断开展,全球定位系统〔GPS〕已经广泛应用于各行各业。
在汽车行业,车辆GPS方案具有重要意义。
车辆GPS方案可以实时追踪车辆位置、监控车辆行驶情况、提供导航效劳等。
本文将介绍车辆GPS方案的根本原理、应用场景以及相关技术。
2. 根本原理车辆GPS方案基于全球定位系统,通过卫星信号获取车辆的经纬度信息,并将其传输到效劳器进行处理。
根本原理如下:1.卫星定位:车载GPS设备接收卫星信号,并解析出车辆的经纬度信息。
2.数据传输:车载GPS设备将获取的定位信息通过无线通信方式传输到效劳器。
3.数据处理:效劳器接收到车辆的定位信息后,将其进行处理和存储。
4.数据分析和展示:通过Web界面或移动应用程序,用户可以实时查看车辆的位置、行驶轨迹等。
3. 应用场景车辆GPS方案在以下场景中具有广泛应用:3.1 车辆追踪车辆GPS方案可以帮助用户实时追踪车辆的位置。
这对于车队管理、货物运输等行业特别有用。
用户可以通过Web界面或移动应用程序查看车辆的实时位置信息,提高管理效率和平安性。
3.2 路线规划车辆GPS方案可以提供导航效劳,帮助用户规划最正确路线。
通过GPS定位和地图数据,车辆可以实时获取当前位置和目的地之间最短的行驶路线。
这对于出行和物流行业非常重要。
3.3 防盗追踪车辆GPS方案可以用于车辆防盗和追踪。
当车辆被盗时,用户可以报警并通过GPS定位追踪车辆的位置。
这可以大大提高车辆的平安性,并帮助警方追踪和找回被盗车辆。
3.4 车辆健康监测车辆GPS方案可以监测车辆的行驶状况和车辆健康状态。
通过GPS定位和传感器技术,车辆可以实时监测车速、油耗、排放等参数,并提醒用户进行维护和保养,延长车辆的使用寿命。
4. 相关技术车辆GPS方案涉及到多种技术,主要包括以下几个方面:4.1 GPS定位技术GPS定位技术是车辆GPS方案的核心。
通过接收卫星信号,车载GPS设备可以确定车辆的经纬度信息,实现车辆的定位。
车辆定位与轨迹跟踪系统的实施与应用
云存储服务
利用云存储服务实现数据集中存储 与管理,确保数据的安全性和可访 问性。
数据同步与备份
实现多端数据同步和备份机制,确 保数据的一致性和可靠性,防止数 据丢失。
03
系统应用
实时车辆定位与监控
01
02
03
04
定位精度
系统通过GPS、北斗等卫星定 位系统,实时获取车辆位置信
息,实现高精度定位。
案例二
某城市的公交公司引入车辆定位与轨迹跟踪系统,提升了公交服务水平。系统实现了公交车辆的实时定位和到站 时间预测,乘客可以通过手机APP获取准确的公交车到站时间,提高了乘车便利性。同时,系统还能够监测公交 车的运行速度和轨迹,为公交公司优化线路和调度提供了数据支持。
行业应用前景分析
物流行业
车辆定位与轨迹跟踪系统能够提升物流运输的透明度和效率,实时监控货物的运输状态和 位置,减少物流损失和延误,提高客户满意度。未来随着物流行业的快速发展,车辆定位 与轨迹跟踪系统的需求将进一步增加。
02
系统实施
硬件设备选择与配置
01
02
03
GPS定位器
选择高精度、稳定可靠的 GPS定位器,确保准确获 取车辆位置信息。
通信设备
配置可靠的通信设备,如 4G/5G模块或卫星通信设 备,确保数据传输的稳定 性。
存储设备
选用高性能、大容量的存 储设备,用于存储大量轨 迹数据和相关地图信息。
软件平台搭建与集成
系统的工作原理和主要功能
车辆定位与轨迹跟踪系统的工 作原理大致如下
1. 通过GPS接收器捕获卫星信 号,获取车辆的经度、纬度、 高度、速度和时间等信息。
2. 将接收到的GPS数据通过无 线通信网络传输到服务中心。
汽车gps定位工作总结
汽车GPS定位工作总结引言汽车GPS定位系统在现代社会中起着重要的作用,可以提供车辆位置信息、导航指示以及防止车辆盗窃等功能。
本文对汽车GPS定位工作进行总结,包括系统原理、应用场景、技术优势和存在的问题等方面进行讨论。
系统原理汽车GPS定位系统主要由GPS接收器、车载主机和显示屏等组成。
GPS接收器通过接收来自卫星的信号,利用GPS算法计算出车辆的地理位置。
车载主机接收GPS接收器的数据,并进行处理和分析,最后将结果显示在显示屏上。
应用场景导航定位汽车GPS定位系统可以提供准确的导航指示,帮助驾驶者找到目的地。
它能够实时显示车辆的位置,并提供导航路线、交通状况等信息,使驾驶过程更加便捷和安全。
车辆安全汽车GPS定位系统可以实时监测车辆的位置和行驶状态,当车辆发生盗窃或意外事故时,可以追踪车辆位置,并提供实时报警。
这不仅可以防止车辆被盗,还可以及时救援遇到危险的驾驶者。
车队管理对于运输公司或租赁公司等,汽车GPS定位系统可以帮助管理车辆,监测车辆的位置、行驶里程等信息。
通过分析数据,可以优化车辆调度、提高工作效率,降低运营成本。
技术优势定位精度高汽车GPS定位系统可以实现米级甚至更高精度的定位,提供准确的车辆位置信息。
这对于导航、车队管理等应用场景非常重要,能够提高工作效率和安全性。
实时更新GPS卫星不断向地面发送信号,汽车GPS定位系统可以实时接收并更新车辆位置。
驾驶者和管理人员可以随时获得最新的位置信息,及时做出决策。
大范围覆盖GPS卫星系统覆盖全球范围,无论车辆在哪个地区,都可以使用汽车GPS定位系统进行定位。
这为国际行驶的车辆提供了方便。
存在的问题信号干扰由于GPS信号容易受到建筑物、山脉、天气等因素的影响,有时会出现信号质量较差的情况。
这可能导致定位不准确或无法定位。
安全性风险汽车GPS定位系统需要与互联网或移动通信网络连接,存在被黑客攻击的风险。
黑客可能通过篡改数据或控制系统进行非法活动。
GPS卫星定位原理及其应用GPS定位技术的应用
车载部分
硬件部分:
GPS信号接收设备 与监控中心的通讯设备 计算机等控制设备
软件部分
GPS数据处理与分析软件 GIS应用软件(包含报警等特殊功能) 交通信息数据库、地图数据库
监控中心部分
硬件部分:
电台等通讯设备 计算机等相关设备 GPS设备
软件部分:
GPS数据处理与分析软件 GIS应用软件部分 交通信息数据库(道路信息、车Hale Waihona Puke 信息等2.基本的GPS功能
GPS信号的接收与处理
计算并向移动用户发送差分改正量(伪距或位置)
3.其他功能
接收并处理移动用户发送过来的信息
向移动用户发送各种监控与调度信息
报警处理:1. 显示报警车辆的信息。2. 显示报警车
辆附近的警力情况。3. 对报警车辆进行单屏专门跟踪,
轨迹回放分析案情。4. 进行遥控熄火。
监控调度中心能对其管辖的车辆进行实时跟踪,能随 时掌握跟踪车辆的行踪; (3)GIS的电子地图功能
实现地图放大、地图缩小、地图漫游、距离测量、 中心定位等操作;
(5)车辆轨迹回放功能
根据历史纪录动态回放轨迹,有利于管理或安全部门 掌握车辆历史运行轨迹;
(6)防盗功能
车辆非正常开门将引发防盗器工作,移动智能终端自 动向监控调度中心发出报警信息,监控中心通知车主而免 于被盗;
理; 用户数据库:对操作用户的权限进行管理和维护; GPS信息数据库:管理和维护有关的GPS定位记录信息; 电话号码数据库:管理和维护入网的移动电话号码信息。
4.系统设计主要功能
(1)远程调度功能 监控调度中心实时掌握被监控车辆的的位置、运行
轨迹和运行速度,在有效范围内实现计算机智能化调度 管理车辆; (2)跟踪监控功能
基于GPS定位的车辆行驶行为分析研究
基于GPS定位的车辆行驶行为分析研究引言:GPS(全球定位系统)技术的普及与发展,使得我们能够实时追踪和记录车辆的位置和行驶轨迹。
这为研究车辆行驶行为提供了更多的数据来源。
通过对GPS数据的分析和研究,我们可以深入了解驾驶者的行为模式、驾驶习惯以及路况情况等。
本文将探讨基于GPS定位的车辆行驶行为分析研究,并展望未来的发展趋势。
1. GPS定位技术的原理和应用GPS定位技术是一种利用太空中的多颗人造卫星进行导航定位的技术。
通过接收卫星发出的信号,车辆设备可以确定自身的位置和速度,并将这些数据传输到远程服务器进行分析存储。
GPS定位技术的应用广泛,不仅用于车辆行驶行为研究,还可以用于导航、地图定位等方面。
2. GPS数据的分析方法针对车辆行驶行为的研究,我们可以运用多种数据分析方法来探索其中的规律和特点。
首先,通过对GPS数据的轨迹进行可视化分析,可以直观地了解车辆的行驶路线和行驶轨迹。
其次,通过对GPS数据中的速度变化进行统计和分析,可以从宏观上了解不同道路段的交通状态,发现拥堵点和道路状况异常。
此外,还可以利用GPS数据进行行程分析,比如统计行程时间、行程距离和停留时间等。
这些数据的分析可以反映个体车辆和整体交通流的行驶模式与特征。
3. GPS数据在驾驶行为评估中的应用基于GPS数据的驾驶行为评估可以为道路交通管理和驾驶员培训提供重要依据。
通过对GPS数据中的驾驶速度、加减速度、转弯速度等指标的分析,可以评估驾驶者的驾驶技术和驾驶行为。
例如,如果频繁急加速或急刹车,可能意味着驾驶者存在驾驶行为不规范的问题。
而对于道路管理者来说,GPS数据可以提供交通拥堵和道路安全等方面的信息,从而有针对性地进行交通管理和改进。
4. GPS数据的挑战与发展尽管基于GPS数据的车辆行驶行为分析研究已经有了显著的成果,但仍然存在一些挑战和待解决的问题。
首先,数据的质量和准确性是一个重要的问题,因为GPS信号在高楼和室内环境下可能会存在信号干扰。
GPS在车辆定位导航系统中的应用研究
近年来 , 随着经济的飞速发展 , 机动车 的增长 率远 远高于道路修建 的速度 , 任何城市都面临道路状况改善相对 滞后的局面 , 从而造成交通 拥堵 、 环境恶化 , 大力发展智 能交通系 统( S 已成 为解决交通 问题 的 I ) T 唯一行之有效 的出路 。 利用全球定位系统 ( P ) G S 的城 市车辆定位技术作 为 IS的关键技术 之一 , T 借助电 子地 图等其他手段 , 可依据城市道路拥 挤状况和运输 的最佳线路 , 选择运输途径 , 而避免运输道路选择 的盲 从 目性 , 提高 了城市 车辆的调度 和管 理水平 , 少车辆行驶 时间和油耗 , 减 从而保证城市道路系统负荷的均匀性 , 达到改善交通状况 的 目的。 车辆 定位与导航可采用各种技术手段进行 , 其中车辆精确定位 的实现是 但 最重要 , 也最困难 , 花费最高的。 自从 G S 但 P 应用 于车辆定位与导航 中, 情况发生了划时代的革命 性变化。下面就以 G S P 为切人点介绍它在车
航和定位系统开始逐步进入消费市场 , 特别 在交通 方面( 主要用于交通 流的引导和疏通 ) 。 将运载体从起始点引导到 目的地 的技术 和方 法称为导航 ;而车辆 导航系统即是测量并解算出车辆的瞬时运 动状 态和位置 ,提供给驾驶 员或 自动驾驶仪以实现车辆的正确操纵或控制 。车辆 导航系统发展起 始于七十年代初 , 美国公路局于 7 年代初提 出了一种 电子路径引导系 0 统( R S , 系统是一种具 有无线路径 引导能 力的导航 系统 , 以短 E G )此 它 距离指向标 网络作 为其基本 的技 术起点而形成 的中央动态路 径引导功 能的导航 系统 ; 但是 , 由于资金有 限, 系统最终没有实现 。 此 到了八十年代 ,随着无线 电通讯技术 和计 算机技术 的不断发 展 , 欧、 、 美 日先后开发 了 C R N系统 、VA系统 、 O E AI E L R N系统 、 MEG O A系 统 、 A S系 统 和 A I S系 统 等 。 RC MTC 进 入九十年代后 , 星定位 技术的不断完善 , 国和前 苏联分别完 卫 美 善了其 卫星定 位系统 , G S 使 P 系统和 G L N X系统 开始真正的进入 OL A 民用市 场 , 以此 系统 为依托 的车辆导航 系统得 以巨大发展 。 并使 从 导航和定位技术 的发展过程 来看 ,它的发展和相应 时代的技术 发展是并行 的。在 九十年代 , G S 以 P 为基础的导航 系统不 断地完 善 , 在 国内外都进 入 了实 用阶段 ,美 国开发 的 P T FN E A H I D R系统 , 日 的 本 VIS系统 。在中国 ,P C G S定位导航技术于近几年也了巨大的发展 , 如西 安 5 4所开发 的 WP 0 0系统 , 主要用 于导航 和报警方面 。 0 20 其
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
GPS在车辆导航定位系统中的应用与研究引言近年来,随着经济的飞速发展,机动车的增长率远远高于道路修建的速度,任何城市都面临道路状况改善相对滞后的局面,从而造成交通拥堵、环境恶化,大力发展智能交通系统(ITS)已成为解决交通问题的唯一行之有效的出路。
利用全球定位系统(GPS)的城市车辆定位技术作为ITS的关键技术之一,借助电子地图等其他手段,可依据城市道路拥挤状况和运输的最佳线路,选择运输途径,从而避免运输道路选择的盲目性,提高了城市车辆的调度和管理水平,减少车辆行驶时间和油耗,从而保证城市道路系统负荷的均匀性,达到改善交通状况的目的。
车辆定位与导航可采用各种技术手段进行,但其中车辆精确定位的实现是最重要,也最困难,花费最高的。
但自从GPS应用于车辆定位与导航中,情况发生了划时代的革命性变化。
下面就以GPS为切入点介绍它在车辆定位与导航中的应用。
1 绪论自六十年代以来,许多国家即开始对导航和定位技术的研究。
开始,其主要用于军事目的,如使用惯性器件的美国的"民兵(MX)巡航导弹系列"即首先使用了导航和定位技术。
随着现代技术的不断发展,导航和定位系统的器件开始向小型化、轻型化、低廉化方向发展。
于是,导航和定位系统开始逐步进入消费市场,特别在交通方面(主要用于交通流的引导和疏通)。
将运载体从起始点引导到目的地的技术和方法称为导航;而车辆导航系统即是测量并解算出车辆的瞬时运动状态和位置,提供给驾驶员或自动驾驶仪以实现车辆的正确操纵或控制。
车辆导航系统发展起始于七十年代初,美国公路局于70年代初提出了一种电子路径引导系统(ERGS),此系统是一种具有无线路径引导能力的导航系统,它以短距离指向标网络作为其基本的技术起点而形成的中央动态路径引导功能的导航系统;但是,由于资金有限,此系统最终没有实现。
到了八十年代,随着无线电通讯技术和计算机技术的不断发展,欧、美、日先后开发了C ARIN系统、EVA系统、LOREN系统、OMEGA系统、RACS系统和AMTICS系统等。
进入九十年代后,卫星定位技术的不断完善,美国和前苏联分别完善了其卫星定位系统,使GPS系统和GOLLNAX系统开始真正的进入民用市场,并使以此系统为依托的车辆导航系统得以巨大发展。
从导航和定位技术的发展过程来看,它的发展和相应时代的技术发展是并行的。
在九十年代,以GPS为基础的导航系统不断地完善,在国内外都进入了实用阶段,美国开发的PATHFINDER系统,日本的VICS系统。
在中国,GPS定位导航技术于近几年也了巨大的发展,如西安504所开发的WP2000系统,其主要用于导航和报警方面。
2 GPS概述2.1GPS系统简介全球定位系统,简称GPS,是沿地球轨道运行的24颗导航卫星的星座集合。
GPS接收机就是利用这些卫星所发送的精确的时间和位置信息来进行定位。
该系统可提供地球上所有点的三维坐标。
美国五角大楼利用GPS提供的导航数据以应付险峻地形和各种突发情况,同时它也控制着此系统。
尽管GPS主要用于军事目的,但是它在民用和商业领域中的价值不断的被认识。
GPS卫星也因此发送两种代码:一种只供军方使用的加密代码PPS(也称P码),另一种是供民间使用的标准定仁明良务代码SPS(C/A码)。
美国政府己于21世纪初宣布,自2000年5月1日子夜开始,取消SA政策,使民用C/A码的定位精度大大提高。
GPS系统主要是由三部分组成:(1)GPS卫星(空间部分),(2)地面监控系统,(3)G PS接收机(用户部分)。
2.2 GPS定位的基本原理GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为己知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。
利用GPS进行定位是以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离(或距离差)为基础,并根据已知的卫星瞬时坐标来确定用户接收机所对应的点位,即待定点的三维坐标(x,y,z),其关键是测定用户接收机天线至GPS卫星之间的距离。
GPS定位方式主要有绝对定位和相对定位两种。
3 GPS在车辆定位与导航中的应用车辆定位与导航的研究在国外起始于上世纪70年代,目前称为AVLN(AutomaT Ic Vehicle LocatiONandNavigation,自动车辆定位与导航)。
AVLN是智能运输系统(ITS)或智能汽车/公路系统(IVHS)的基础环节。
GPS车辆定位与导航系统,以其精确定位的易实现性、相对成本的低廉性、设计与安装的相对独立性,自1995年以来,在国内获得了迅速发展。
中国科技大学GPS实验室在其中也做出了开创性的工作。
3.1 GPS车辆导航系统的发展GPS全球定位技术作为一项高新技术,以前国内主要应用于铁路、空运及海运领域,随着GPS全球定位系统技术日趋成熟,该技术开始转向公路运输领域。
目前,GPS车载定位系统主要用于公交、出租、客运等行业。
通过GPS定位技术可以很好地解决公路交通拥挤的现象,GPS车辆定位系统是借助于GPS全球定位系统为机动车辆提供定位信息的系统。
GPS系统可以提供全球覆盖、全天候、免费的高精度标准授时/导航定位服务,通过GPS接收机可以实时地获得经纬度信息进行确定经纬度位置和速度、时间等信息车辆定位系统将获得的一系列信息进行处理以确定车辆的具体位置。
日本,丰田、东芝、索尼等在轿车导航系统方面的研究处于世界领先地位。
1991年,东芝公司轿车导航系统,采用一种可操作的电视GPS接收机,可显示沿途饭店、旅馆和商店等信息。
1994年,索尼公司推出一种带电子地图的汽车导航系统,将一个8通道的GPS接收机与CD-ROM格式的地图及信息数据库结合在一起,并能接收调频无线电广播发送的交通流量信息。
奔驰、丰田、本田等大公司,积极开发自己的导航信息系统,拓展导航信息服务市场。
在美国,克莱斯勒公司研制了一种基于GPS的车辆导航系统,该系统在失去卫星信号后,可用罗经和记程计工作,保持车辆继续导航。
威斯汀豪斯公司使巴黎的公共汽车率先使用车辆调度和导航系统。
3.2GPS与车辆导航系统GPS在ITS中的应用主要体现在车辆导航上。
在GPS的诸项应用中,车辆定位导航应用发展最快,并取得了巨大的经济效益和社会效益。
车辆应用已跃居GPS各应用之首。
虽然汽车是人们日常生活中的一部分,但是,拥有小汽车并不一定使我们的生活变得更加方便。
公共交通工具是在固定的交通路线上行驶的,与此不同的是,小汽车和卡车司机需要知道到达目的地的路线以及何处可以停车。
如果道路网错综复杂,那么,司机就很容易迷路,这种情况,既令人焦急,又浪费宝贵的时间。
车辆导航系统就像一个自信的领航员坐在汽车的副驾驶位置上,指引司机一点也不用费劲即可按时到达目的地。
即使有了导航系统,如果司机的方向辨别能力太差,也是容易迷路的。
如果将你目前所处的位置和目的地在显示屏上标出来,那么,事情就好办了。
显示屏上的箭头表明你的当前位置,并向你建议朝哪个方向行驶,可以到达目的地。
有的导航系统具有声音导航提示功能,如前面向右拐,或者你离目的地还有一半的路程。
因此,司机就不需要频繁地看显示器了。
导航系统的另一个具有吸引力的性能,是资料信息软件库,该软件库将饭店、高尔夫球场和其他娱乐场所等当地的道路信息集合在一起。
所谓GPS车辆导航系统,就是利用接收GPS信号对机动目标进行监控和定位,并根据航迹情况对其运动进行优化和指导的系统。
使用车用导航系统可带来缩短行车时间、快速到达目的地、减少能源消耗、保障行车安全等多方面的利益。
车辆GPS定位导航系统的正常运转至少需要覆盖全球的GPS卫星系统、轻便可靠的GPS接收机、快速强大的运算系统、覆盖面广内容详实的电子地图以及无线通讯网络等附属设施。
3.2.1 车辆定位技术车辆定位技术是整个车辆导航系统的基础,系统中几乎所有的功能都以车辆定位的精确度为前提。
车辆定位的精确度和实时性直接关系到一个智能交通系统的实用价值和整体性能。
由于车辆定位技术在车辆导航系统中特殊且有重要的作用,车辆定位技术一直是各种车辆导航系统研究和开发机构的重点课题。
GPS全球定位系统是由美国提出并实施的一项庞大的宇宙及航天工程,其最初的目的是为美国军方服务,但随着近年来GPS技术的民用化,它逐渐成为了一个全球性的工具。
在陆地上的移动信息系统方面,GPS逐步被应用到安全保障、车辆导航领域。
GPS定位精度高、实时性好,基本上能够满足未来ITS中车辆导航系统的精度要求。
因此,基于GPS的车辆自动定位/导航与管理系统的开发与应用正日益受到国内外各部门的高度重视,并将显示出巨大的经济和社会效益。
3.2.2 GPS车辆定位系统硬件设计车载设备的具体工作环境要求GPS车辆定位系统的体积要尽可能小,可靠性要尽可能高。
因此,系统硬件核心部分适宜选择某种嵌入式计算机。
随着计算机技术的飞速发展,在产品中嵌入微机作为控制器已开始随处可见。
由于PC体系结构的广泛流行,与PC兼容的软件、硬件、外设和开发工具都比其它体系结构更丰富、更便宜,将PC体系结构用于嵌入式应用就意味着能够大幅度地降低开发成本、减小风险及缩短开发周期,而且减少了许多令人头疼的系统维护和技术支持。
PC/104计算机可以满足以上要求,它体积小、集成度高,提供与PC总线在体系结构、硬件和软件上的完全兼容,而且结构紧凑的栈接式模块很适合嵌入式控制应用的独特要求。
由于使用CMOS器件,PC/104模块功耗低,不存在散热问题,工作温度范围宽(0-700℃);结构紧固,非常紧凑,所占面积只有90mm×96mm,超小的体积使安装和携带都很方便;减少了产品部件的数量;由模块构成的系统,直接叠装,无需机箱和底板;具有良好的抗冲击、抗震特性。
己有的PC/104模块为构造嵌入式系统提供了种类繁多的各种构件,它高集成性和可模块化的结构适用于多种应用。
3.2.3 基于GPS导航技术的电子地图电子地图是GPS导航系统的重要组成部分,它是导航系统与用户的界面,它把接收到的导航定位信号和机动目标行驶范围的地理特征相结合,动态而直观的对目标的运动进行管理和指导,而使用户无须了解接收到的数据的含义就可以方便简洁的使用导航系统。
电子地图还是对导航系统性能的扩展,由于电子地图是由相应软件组成,它可方便的实现各种功能,最大程度的发挥导航系统的潜能,做到方便、准确、快捷,而无须进行硬件方面的调整。
3.2.4 地图匹配技术车辆在电子地图上显示的行驶路径是定位技术测得的。
然而,不论是哪种定位技术都有其无法克服的局限性。
无线电导航技术依赖于外界设备,其定位精度或受无线网覆盖面积的限制(如Sign PoST)或受定位信号精确度的影响(如GPS);推测导航技术的精确度则受方向探测仪及车速脉冲设备精度的限制,且其存在积累误差,即随着车辆行驶距离的增加,误差越来越大。