电子地图论文

导航电子地图

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摘要

随着社会的发展,汽车已经成为人们必不可少的交通工具，这就造成了城市中日益严重的交通和环境污染问题。智能交通系统的产生能够减少和缓和这类问题。组合导航系统更是陆地车辆导航定位的趋势。在智能交通系统中，车辆导航系统是一个非常重要和基础的组成系统，是智能交通系统的中心部件。它可以有效地利用现有的道路设施，减少交通拥挤，便于集中管理、调度。

关键词：GPS，导航，电子地图

1电子地图概论

地图的出现对人类的社会活动和社会发展产生了极大的影响，而人类的社会活动和社会发展又促进了地图的完善和发展，使它不仅能描述山川、河流和海洋等自然物貌，还能将其他诸如行政区划、人口数据、矿藏分布、经济统计数据等表现出来。地图的发展，使它超出了纯地理信息的范畴，成为人们了解和认识世界的一个重要信息载体。

随着计算机技术的发展，为了方便地图的查询、制作、更新、复制和缩放的需求，由计算机支持的电子地图便应运而生。电子地图是以数字形式表示的，具有在屏幕上动态显示、编辑、查询、检索、分析和决策等功能的新型地图产品。它的出现，可以说是地图应用和发展史上的里程碑，它使地图的信息化特征得到了更好的展现和扩展，使二维的纸质地图信息向多维的空间信息发展，使孤立的地理信息能与其他社会信息相关联。由于科技含量高以及使用便捷，它的使用范围及发挥的作用已经触及到国计民生的许多方面，前景十分广阔。应用在政府管理与决策方面，可以最大限度地掌握所辖区域的各种信息，实现政府管理与决策的科学化；在城市规划与土地管理方面，可以实现土地管理信息的电子导航，完成各种变更管理和动态监测，实现效率最佳的宏观、中观、微观各层次管理目标，提高土地管理的科学水平；在城市公共设施管理方面，可以综合考虑规划及设计，使它们的相互干扰达到最小，效率达到最优，并发挥它们的整体优势；而以电子地图为基础的智能交通系统，借助实时交通信息、通讯网络、定位系统和智能化分析与选线系统，可以缓解道路阻塞和减少交通事故，提高驾车者的方便性和舒适性。近几年随着计算机信息系统的出现和硬件技术的迅猛发展，以电子地图为雏形，以信息系统为支撑，综合各领域前沿的最新技术，形成了地理信息系统GIS（Geographic Information System），它为表现地理空间数据提供了强有力的平台，并能对空间数据提供动态的传输信息。电子地图也完成了向地理信息系统的过渡。

1.1电子地图的基本性质：

（1）电子地图首先是一种模拟地图产品；

（2）电子地图的数据来源是数字地图；

（3）电子地图的采集、设计等都是在计算机平台环境下实施的；

（4）电子地图的表达载体是屏幕。

1.2电子地图的特点：

（1）数据与软件的集成性

（2）过程的交互性

（3）信息表达的多样性

（4）无级缩放与多尺度数据

（5）快速、高效的信息检索与地图分析

（6）多维与动态可视化

（7）共享性

（8）低成本性

2 智能交通系统及其发展

由于社会飞速发展，汽车愈来愈成为人们不可缺少的最常用的交通工具，这造成了日益严重的交通和环境问题。由此产生了智能交通系统（Intelligent Traffic System）。车辆导航定位将成为全球卫星定位系统应用的最大潜在市场之一，是智能交通系统中一个非常重要和基础的组成系统。车辆定位是城市智能交通管理的重要内容之一。首先是对特种专用车辆的定位跟踪，例如运钞车、救护车、救火车、公安巡逻车等。对这些车辆往往要求实现全程监控、调度和指挥，在装备了全球定位系统GPS（Global Positioning System）卫星定位调度系统以后，可以缩短所用的时间，这对于人民的生命和财产是很重要的。其次对于城市大量的出租车来说，装上GPS 定位管理系统，不仅可以大大增强防盗防劫的能力，而且十分有利于出租车的运营管理，可以减少大量出租车为了找用户而无目的的空驶。这对减轻城市的车流量和减少汽车废气对城市的污染更有十分重要的意义。对城市的公交系统来说，装备GPS 定位管理系统将可以大大提高其运营管理的智能化水平。在车辆导航系统中，电子地图是除了车辆定位导航设备之外的最基本和最重要的组成部分。因为车辆导航系统中的绝大部分的功能，例如车辆的定位显示、路线修正、最优路径以及各种查询功能都需要在电子地图上加以显示。因此高质量的电子地图就成为车辆导航系统成功与否的关键。

3.GPS 基本理论

卫星定位技术是利用人造地球卫星进行点位测量的技术。最初，只把人造地球卫星作为一种空间的观测目标，由地面观测站对它进行摄影观测，测定观测站至卫星的方向，建立卫星三角网。这种对卫星的几何观测能够解决用常规大地测量技术难以实现的远距离陆地海岛联测定位的问题。但是这种观测方法受卫星可见条件及天气的影响，费时费力，不仅定位精度低，而且不能测得点位的地心坐标。因此卫星三角测量很快就被卫星多普勒定位所取代，将导航和定位推向了一个新的发展阶段。但使用子午卫星信号进行多普勒定位时，不仅观测时间长，而且既不能进行连续、实时定位，又不能达到厘米级的定位精度，因而应用受到了极大的限制。在20 世纪70 年代，一种全天候、全球性和高精度的连续导航定位的卫星导航系统——GPS 系统产生了。

4. GPS概况

GPS 的全称为Global Positioning System，其意为“全球定位系统”。产生于二十世纪七十年代，是美国在继“子午仪”导航卫星系统之后，由海、陆、空三军共同研制和管理的第二代星基无线电全球定位系统，原系美国国防部全部军事系统中的一个组成部分，现已广泛应用于航海、航天、测量、运动载体监控调度等诸多领域。GPS具备在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，成功应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，给测绘领域带来一场深刻的技术革命。