汽车导航系统的诊断与修复

学习情境4 汽车信息娱乐系统的诊断与修复

学习单元4.1 汽车导航系统的诊断与修复

学习要求

认识汽车导航系统的组成及工作原理，掌握汽车导航系统故障的的诊断与修复方法，能够排除汽车导航系统的故障。

随着汽车工业的发展，道路交通中“有路行不通”的问题越来越严重，同时，汽车在生疏地带行驶时，会迷失方向。为此，世界各国先后开发了各式各样的导向行驶系统，即汽车导航系统，如图4-1-1所示。汽车导航系统具有导航、防盗、调度、监测报警等功能。

图4-1-1 汽车导航系统

4.1.1汽车导航系统的认识

1．汽车导航系统的特点

（1）由于导航系统采用了检测精度高、工作稳定性较好的角速度传感器，能实现实时位置测定。

（2）装备CD—ROM只读存储器，采用声控进行导航，使系统具有自动检索功能。

（3）采用GPS（Global Positioning System）全球定位系统及先进的检测手段和传播技术，引入了具有自动修正车辆位置的地图匹配技术，实现了自动修正车辆位置的功能。

（4）导航系统正在实现与地面交通管理网络的联机，成为“汽车一道路一人一环境一交通管理”系统中的重要组成部分，加快了未来交通向智能化发展的速度。

2．汽车导航系统的功能

（1）具有路线检索功能

该系统可以实时获得汽车自身所在位置和目的地的坐标，以及全部行驶的直线距离、速度、时间及前进方向。还可以直接输入地名、经纬度、电话号码等进行路线检索，快捷地提供一条到达目的地的最佳路线。

（2）具有瞬时再检索功能

当最佳路线行不通时，系统可以进行瞬时自动再检索，重新提供出新的行车路线。因为该功能是在行驶中进行的，要求检索快速，所以CPU应具有高速运算能力。

（3）提供丰富的菜单和记录功能

为捡索方便，整个系统必须建立十分丰富的地名索引，可以用街道、胡同、门牌号数、电话号码检索。大约应记录1000万件住所地名，30万人口以上城市的电子地图应分十层表示。电话号码可根据不同局号、类别应记录l 100万件以上，还应留有用户自行设置电话号码的地址空间，供用户随时调用存取。

（4）可以新增兴趣点

由于城市处于不断的建设和发展中，新的建筑物和道路会不断增多，这就需要能够不断更新电子地图，可以将新的目标点或路线增加到电子地图上。这些新增的兴趣点与原有点一样，均可套用电子地图的各项功能。

（5）提供实时语音提示

为使驾驶员事先了解行驶中前方路面变化情况，系统应在适当时刻作出语音提示，一般道路在

300~700m之前，高速公路按当前行驶速度在2000m、1000m、500m之前，分别向驾驶员说明前方路面情况及可更改的方向、十字交叉路口名称、高速公路分支点、进出口、禁止左拐、禁止驶人的单行线等提示，同时可进行中英文两种语音切换。配备语音识别单元，可以实现语音检索，例如用会话形式呼出“××区××街道××胡同”，电子地图上立即显示出汽车位置、到达目的地的时间、前进方向等信息。

（6）提供交叉路口全画面的扩大图

系统通过开窗程序自动表示交叉路口全画面，扩大十字路口路周围建筑物和交通标志，这是汽车导航中的一项最主要功能。凡行驶在十字路口前300m处，高速公路进出口前300m处，系统自动显示扩大了的十字路口附近的全画面图，指示汽车位置、交叉点的名称、到交叉点的距离、拐弯后的道路名称及方向等。

（7）具有扩展功能

系统设有多种扩展接口，可以与交通管理部门、邮电部门、建筑部门的VICS、A TIS、IIS联网，以便及时了解路面车辆情况。

VICS专门收集和处理各方面交通信息和停车场空缺的信息，并不断生成新的信息，通过多路调频发射、一般道路上设置的远红外光标的发射和高速公路上设置的无线电波光标发射这三种手段提供道路实时交通信息，然后由VISC专用接收机接收，在电子地图上分三层显示，第一层用文字表示，第二层用图形表示，第三层用图形表示。地图画面上用红色和橙色线路的亮灭表示道路的堵塞和拥挤状况，用绿色线路表示通畅的路线。帮助行驶车辆回避堵塞和拥挤的路段，实现自动选择道路和无阻挡行驶。交通信息通信系统框图如图4-1-2所示。

图4-1-2交通信息通信系统框图

（8）导航系统和娱乐系统部件共用

许多导航部件可与娱乐设备集成为一体，导航系统中的导航信号接收机、控制系统、存储器、可视显示设备、声音设备可同时支持导航和娱乐。

集成收放机可由AM／FM收音机、GPS、蜂窝电话和寻呼信号共用。CD—ROM、硬盘或内存卡可用来作为外部存储器，同时，CD—ROM播放器可用来存储数字地图库和导航软件，也可播放音乐；内存卡可作为导航系统的存储设备，也可用于其他的移动办公设备。显示监视器可用于导航地图显示和商业TV 台。扬声器可用于聆听引导指令、普通AM／FM广播和免提蜂窝电话。

3．汽车导航系统的组成

汽车导航系统的组成如图4-1-3所示，主要由CD—ROM驱动器、GPS接收天线、GPS接收机、计算机、液晶显示器、位置检测装置等组成。系统的工作原理如图4-1-4所示，系统根据GPS全球卫星定位装置确定绝对位置，根据方向传感器确定相对位置，根据轮速传感器确定车辆行驶距离，由CD—ROM驱动器读取电子地图数据，经过导航计算机计算出车辆所在位置的准确经度和纬度以及速度和方向，并在显示

器上显示出来，同时，可以通过语音电路实现语音导航和语音提示。

图4-1-3汽车导航系统的组成

图4-1-4汽车导航系统的工作原理

（1）GPS全球卫星定位装置

全球定位系统（GPS）最初是由美国国防部开发的用于军事目的一种系统。出于军事原因，在将这个系统用于民用时，采取了特殊方法将发送的定位用卫星数据的准确度故意降低了，同时发送的用于军事目的的准确数据都带有密码，民用GPS接收器无法将这些数据解码。民用卫星数据定位精度只能达到±100米。

如图4-1-5所示，GPS目前总共由24颗卫星组成，这些卫星位于21,000km的高空，并均匀分布在六个轨道上，每12小时绕地球转一周，并发出无线电波。这种布置在理论上可以使得地球上的每一点都至少与四个卫星进行无线联系。要想精确定位，至少需要接收到三个卫星的信号。

图4-1-5GPS全球定位系统