文档介绍：030950111 孟宁
车载GPS新技术
【摘要】汽车工业已是我国国民经济发展的核心产业之一,随着汽车的普及和道路的扩展,跨区间的经济交往更加频繁,众多的商务、休闲等活动让我们跨出特定的小区域,从而不认识道路,找不到目的地的情况屡屡发生,因此,汽车导航系统以合理的价格进入车主的视野,成为车上的基本装备。汽车导航系统主要用途是定位监控和导航,因导航方面民用比较广且易于理解,所以一般的车载GPS就指汽车里用的导航系统。
【关键字】全球定位系统GPS 无线技术信号接收车辆跟踪和车辆导航
一、汽车导航系统简介
具有GPS全球定位系统功能,能让驾驶者在行驶时随时随地知道自己的所在位置和所行驶路线,汽车导航具有语音自动导航、最佳路径搜索等功能,能使驾驶者一路捷径,畅通无阻,集成的办公、娱乐功能能让出行者驾驶轻松,高效出行。
二、GPS的概念
全球定位系统(GPS)是本世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
全球定位系统由三部分构成:(1)地面控制部分,由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下,向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成;(2)空间部分,由24颗卫星组成,分布在6个道平面上;(3)用户装置部分,主要由GPS接收机和卫星天线组成。
三、GPS定位原理
24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。由于卫星的位置精确可知,在GPS观测中,我们可得到卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。
由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,以及人为的SA保护政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分GPS,定位精度可提高到5米。车用导航系统主要由导航主机和导航显示终端两部分构成。内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息,由此测定汽车当前所处的位置。导航主机通过GPS卫星信号确定的位置坐标与电子地图数据相匹配,便可确定汽车在电子地图中的准确位置。在此基础上,将会实现行车导航、路线推荐、信息查询、播放AV/TV等多种功能。驾驶者只须通过观看显示器上的画面、收听语音提示,操纵手中的遥控器即可实现上述功能,从而轻松自如地驾车。
四、车载卫星系统的四大要素
(1) 卫星信号
汽车卫星导航系统需要依靠全球定位系统(GPS)来确定汽车的位置。最基本的,GPS需要知道汽车的经度和纬度。在某些特殊情况下,GPS还要知道海拔高度才能准确定位。有了这三组数据,GPS定位的准确性经常就可以达到2~3米。因为GP