车载导航系统国内外发展现状.docx

一、引言

汽车工业已成为我国国民经济发展的支柱产业之一，汽车技术和技术信息的融合使得汽车电子已经成为一个独立的产业。另外，随着汽车的普及和道路的建设，城际间的经济往来更加频繁，大量的商务、休闲、探险活动使我们并不局限在自己认识的一小块区域中，不认识道路，找不到目的地的情况也屡有发生，就此，车载GPS导航系统即以合适的价位走入车主的世界，成为车上的基本装备。车载GPS主要用途就是定位监控和导航，由于导航方面民用较广且易于理解，所以一般提起车载GPS即指汽车里用的导航产品；而以定位监控管理为主要用途的车载GPS在国内的大量应用也是不争的事实。因此，笔者将后者称其为中心监控式的导航系统。

二、车载GPS导航系统原理与电子地图的应用模式

(一)车载GPS导航系统原理

利用GIS中的导航电子地图和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两种：

GPS单机定位＋矢量电子地图

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。

GPS差分定位＋矢量电子地图

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，构成交通网络监控指挥系统。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、中心监控式的导航系统和自主导航系统的系统构成、技术特征

(一)中心监控式的导航系统的构成、技术特征、运行流程

GPS/GSM卫星定位车载系统（以下简称车载机）由GPS接收模块、GSM信息收发模块、数据处理单元MCU三部分构成。这三部分的工作流程是GPS接收模块接收到GPS卫星发射的原始电文，并根据从三颗以上不同卫星发来的电文以1秒的刷新间隔提供该车辆的状态，如：经度、纬度、高度、时间、速度、航向等数据，送给数据处理单元MCU，单片机再对这条数据进行压缩和加密的处理；然后通过GSM模块将按照设定好的格式，定时（1分钟至1440分钟）将这条数据通过GSM无线网络传输到远端监控中心的数据接收机中。数据接收机与数据库服务器是通过RS232口直接物理连接的，通过控制软件，其数据便存储到了SQLSERVER数据库中，结合GIS系统中的电子地图，在监控软件中便可以直接看到车辆的位置、速度、高度等信息，从而达到监控的目的。如果车载机数量的增加和车载机不断发送数据的增多，此数据库将不断扩大。通过编写程序，再通过对数据库的操作，从而

实现对车辆的调度、监控、跟踪和查询等操作。

MCU负责整个车载机的协调工作，它接收到控制中心发来的指令信息或采集到功能信号后，对指令进行分析，然后输出命令到相应的执行端。数据处理单元是以MCU单片机为核心的微型计算机系统，其功能电路还具有其他功能，如免提通话、接听、自动拨号、断油断电等功能；通过汽车上各种输出的电平脉冲信号，触发单片机的控制系统，达到各种前端信号的采集、报警等功能，此处不一一列举。

中心监控式的车载GPS系统在汽车终端处没有地图显示，只有在中央控制室有地图，每个车上有一个GPS终端，这样就只能在中央控制室可以知道这些汽车的地理位置。驾车者只能通过中心的帮助才能间接获取空间地理位置信息的支持（参见图1）。

图1

(二)自主导航系统的构成与技术特征

GPS自主导航系统就是能够帮助用户准确定位当前位置，并且根据既定的目的地计算行程，通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的汽车驾驶辅助设备。它包括两个重要的组成部分：一是全球定位系统（GlobalPositioningSystem）简称GPS，由空间卫星、地面监控和用户接收等三部分组成；二是汽车导航系统，GPS接收设备要想实现路线导航功能还需要一套完善的包含硬件设备、电子地图、导航软件在内的汽车导航系统。GPS导航仪硬件包括芯芯片、天线、处理器、内存、屏幕、按键、扬声器等组成部分。但就目前情况看来，市场中的GPS汽车导航仪在硬件上的差距并不大，主要区别还是集中在内置的软件和地图上。

GPS自主导航系统实现了野外踏勘、出游旅行的数字化智能导航，具有准确的地图、地理信息，清晰的行进路线，提供多种的数据信息，包括位置坐标、航行路程、航行时间、方位、偏航方位角、偏航距离