汽车导航系统

汽车GPS导航系统

2、汽车GPS导航系统

汽车导航仪是近年兴起的一种汽车驾驶辅助

设备，驾车者只要将目的地输入汽车导航系统，

系统就会根据电子地图自动计算出最合适的路

线。并在车辆行驶过程中（例如转弯前）提醒驾

驶员按照计算的路线行驶。在整个行驶过程中，

驾车者根本不用考虑该走哪条路线就能快捷地

到达目的地。

1.1.系统目标

汽车导航系统一般分为两大类：一是车辆跟踪

系统；二是车辆导航系统

车辆跟踪系统是用于车辆的防盗，由于“只接

受，不发射”信号是GPS是接收系统的一大特

点，用于防盗的GPS跟踪系统就是要借助通信

网络淘宝双十一狂欢节 以及政府配套系统给GPS车载防盗仪，提

供收取使用费用的解决方案。GPS技术是利用

GPS卫星信号接收的，可以24小时不间断地接

收卫星发送的数据参数结算出接收的三维位置、

三维方向以及运动速度和时间信息。

车辆导航系统是用于车辆的自主导航。而车载

导航仪是通过接受卫星信号，配合电子地图数

据，适时掌握自己的方位与目的地，自主导航的

模式不收取任何使用费用，车载导航仪是通过接

受卫星信号，配合电子地图数据，适时掌握自己

的方位与目的地，自主导航的模式不收取任何使

用费用，用户可以根据自己的需要有选择的购买

地图数据。当使用者把车载GPS安装在车上后，

无论使用者身处哪个城市、城镇或是郊区，我们

都能在转瞬之间找到一家餐馆或是最近的一家

加油站。

1.2.需求分析

1、汽车导航仪的发展现状

今天，车用导航系统无氧运动有哪些项目 在日本己基本实现普

及，在美国和欧洲的市场增长也是一日千里。可

以肯定．车用导航系统将会继传真机、扫描仪、

笔记本电脑和移动电话等产品后，在世界范围内

掀起一股新的推广和普及的浪潮。

在日本的一些豪华轿车上，导航系统已不再

是选项，而成为了标准设备。此外，还有一些进

口轿车，如奔驰公司的ｓ级轿车，宝马公司的新

７系列和５系列轿车都装备有这种电子导航系

统。三菱汽车公司更是大胆赌注，作为标准设

备．把导航系统装在了中级轿车Galant上。由

于汽车导航系统扩展到更多的车型，因此在车内

装饰设计中，在仪表板上预先留出一块１５厘米

左右的视频显示屏幕的位置，已成为常规。在日

本销售的新车中1997年有十分之一安装了导航

系统，2005年已经达到了达到三分之一，包括

微型轿车在内。基本导航系统在日本的起价为

1300美元。

美国福特公司的GPS系统只有汽车收音机

大小，它与收音机，电话集装在一起。显示屏位

于中央，为司机指示方向并提供声音指示，但不

显示地图，通过全球定位卫星的信号来确定轿车

的位置。德国西克斯特公司（德国最大的租车公

司之一）1997年采购的8000辆装有导航系统的

奔驰汽车，在德国八大飞机场提供服务。这种服

务系统只要驾驶员把目的地输入车上的电脑后。

即可计算出最短的路线，然后在屏幕上用图像和

声音引导驾驶员开向目的地。

GPS汽车导航仪的研制和应用在我国起步较

晚，还处于初级阶段，目前主要是应用在专用汽

车上，如银行运钞车．公安巡逻车等。但是随着

长城警用GPS指挥系统和上海大众出租汽车股

份有限公司的GPS调度系统的开通使用．标志着

我国车辆导航系统的普及应用已不再遥远。

最近由北京易可达新技术开发公司与中国

科学院有关专家共同开发的汽车卫星导向仪已

正式推向市场。它可将汽车的任何动态位置随时

准确无误地显示在仪器的电子地图上。该导向仪

的电子地图自动跟踪短息 显示汽车当前位置及周边

情况。这种导向仪己内存我腌菜炒肉 国各大城市道路的电

子交通图及全国高精度的公路网及其沿线村镇

以上级别的地名。司机可随时在导向仪上查询周

边半径300公里地区的地理信息，为汽车提供安

全顺畅的行车路线。此外，驾驶吃饭英语怎么说 员亦可将行走的

路线随时输入导向仪，以确保按原路返回。该仪

器只有一本普通书大小，重600克。采用汽车点

烟器电源供电，使用十分方便。

2、汽车导航仪的未来发展趋势

近来流行的“网络汽车”或“数字汽车”概

念更突出语音指令控制能力。所谓“网络汽车”。

是指传统汽车技术与现代信息技术高度结合的

产品，汽车与网络的高度整合是网络汽车最显著

的特征。“网络汽车”一般都装有声音辨认系统

和卫星接收器GPS与数据链，这是由于人们为了

保证安全驾驶，无法在同一时间内既注意路况又

操作键盘和鼠标，因此，声控软件是最好的解决

之道。目前，汽车电脑可以对大约２００个声音

指令做出反应，而福特公司正在试验的一种更为

复杂的声音辨认系统甚至可以通过装在轮胎上

的微型麦克风来辨别路面状况和发动机的异响。

通过声音辨认系统，驾车者可以与汽车对话，用

声音来控制车内仪器，还可以通过卫星数据链连

接Internet。收发电子邮件或上网冲浪。

网络技术在汽车上的高度应用，不仅可以

大大提高汽车的综合性能，提高行车质量，减轻

驾驶者的负担．而且还可以使驾驶者始终保持与

外界的紧密联系。在行驶过程中，驾驶者可以充

分利用ＧＰＳ实时接收汽车所处位置周围的路

况。然后由计算机根据车流的密度选择出最佳的

行车路线，并将行车路线的指令传递给车辆导向

系统。同时。无所不包的网络还会大大缓解人们

在道路阻塞或长途行车中的寂寞感与孤独感。在

“网络汽车”上不仅可以收看到电视节目、玩电

子游戏、观看DVD节目，而且还可以接收到互

联网上的信息。特别是当有人通过电子邮件与驾

驶者联系时，电脑会及时提醒驾驶者，而且还可

以读出电子邮件上的内容。当汽车发生故障或紧

急情况时，电脑会通过网络通知有关的汽车服务

人员．并通过ＧＰＳ帮助汽车服务人员查找到该新不了情简谱

车具体的方位，以便及时给予救助。据有关资料

显示，在如今的汽车整车成本中，计算机及其相

关部件已占到３０％以上，而且目前还有进一步

上升的趋势，特别是随着环境保护、行驶中的路

况监测、外部通信功能等一系列要求的提高，汽

车对计算机和网络的依赖程度也越来越大。据

悉，为了开发“网络汽车”，通用汽车公司和Ｉ

删公司、网景公司，福特与Intel公司已经分别

结成了战略联盟，准备研制开发多种型号的“网

络汽车”。

1.3.系统原理图

导航软件运行的硬件平台主要由嵌入式计

算机、触摸式液晶显示器、GPS接收器、压电

震动陀螺仪，车速感应器，硬件扩展接口等组成。

可配备功放、DVD光驱、TV调谐器、内置FM

等可在wjdowsNr，wjndowsCF操作系统下运

行。导航数据存放在ＣＦ卡上（或光盘）．可以

随时更换CF卡（或光盘）。CF卡（或光盘）上

的数据主要有交通道路信息，交通管制信息，地

名，电话等信息。

图1车载导航仪装置结构图

车用导航系统主要由全球定位系统（GPS）

和液晶显示器（LCD-DISPUW）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。

GPS是一种能接收定位卫星信号，经过微处

理器计算出汽车所在精确经度和纬度以及汽车

速度和方向，并在显示器上显示出来的一种装

置。它是通过地面任意一点（如汽车）和上空四

颗定位卫星的相对距离计算出汽车的准确位置。

如果我们知道某点距一颗卫星的距离，我们可以

知道该点必然处于以第一颗卫星为球心，以距离

为半径的球面上，如果再知道距第二颗已知卫星

的距离，我们可以确认该点处于两个球面相交的

圆形曲线上，有了第三颗卫星我们就可以将第三

个球面和前一个圆形曲线相交于两点。一般通过

第四颗卫星的距离我们就可以唯一确定该点的

经纬度了。

GPS还可以直接输入地名，经纬度，电话号码

来进行线路检索，快捷地提供一条到达目的地的

最佳路线；由于道路阻塞，路段施工或走错了路

等意外情况，最佳路线行不通时，经再检索可以

提供新的行车路线：为使驾驶员事先了解行驶中

路面变化情况，它可做出语音提示，例如一般道

路500米之前，高速公路1000米之前向驾驶员

说明路面情况及可更改的方向：汽车行驶在交叉

路口前，能自动现实路口全画面图，指定交叉点

名称，拐弯后道路名及方向，这是汽车电子导航

中一项最主要功能。

图2卫星定位图

示

1.4.设备的功能

一、全球卫星定位智能防盗报警功能

当车辆停车警戒后，再打开车门，一分钟未

输入正确用户密码或汽车被非法移动（用拖车拖

走50米），防盗系统自动向监控中心和车主设

置的多个报警电话语音报警；监控指挥中心接收

到报警车辆信息的同时，报警车辆的准确位置、

速度、行驶方向会自动在电子地图上显示出来。

二、紧急援助功能

当车辆被劫持或车主被抢时，车主在抢劫毫

无察觉的情况下，轻触紧急报警按钮，无声无息

报警。监控指挥中心接警后，被抢劫车辆的位置、

速度和运行方向等状态会自动在电子地图上直

观显示出来。监控指挥中心配合警方对车辆进行

实时监控、启动监听装置监听车内动静、锁定车

辆位置、反控熄火、发出声光报警、保护车主安

全。

三、车载电话功能

本系统融合了GSM技术，具备数字移动电

话所有的拨打和接听本地网电话、国际、国内长

途电话与漫游服务等基本功能和新业务。在

GPS报警定位的同时，GSM数字电话仍可进行

正常通话。

四、调度管理功能

监控指挥中心可以主动了解机动车的地理

位置及其具体信息，因此调度人员可根据机动车

驾驶员的要求进行引路功能，指导机动车选择最

佳路径行驶。

五、电话启动功能

严寒的冬天或酷热的夏日，驾车者可提前通

过座机或手机启动发动机，打开车内空调，使车

主上车后有一个舒适的驾车环境。

六、智能语音以对话功能

系统所有操作都有语音提示，使用方便，在

卫星定位的情况下，还能用语音准确报出北京时

间。

七、网络查询功能

安装本系统的车主可以通过电脑在

Internet上进行网络查询，车主即使远隔重洋，

只要登录“中国智能交通通信网络”输入用户名

和密码，即可查询车辆的实时位置和状态，并可

通过计算机对车辆进行控制。

八、热线服务功能

车主通过遥控器上的“热线”与车辆注册地的

监控指挥中心联系，可享受到很多增值服务，如

紧急候车、加油、导航、票务、酒店订座、订房

等服务。

1.5.“采集”——“处理”——“传输”——“网络”——“控制”

1、地图信息采集

汽车导航系统内部装有储存大量电子地图

信息的CD．ROM，通过GPS卫星信号确定的位置

坐标与此相匹配，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。

2．GPS定位信息的接收

一台GPS接收机被安装在车上，接收高达

11颗的卫星信号。这些信号用来精确确定车辆

的位置，但它可能遭受偶然的干扰，如坏天气影

响、隧道和建筑物遮挡、超宽带无线电通信干扰

等，为此通常采用航位推算导航（如惯性传感器）

或辅助定位技术作为GPS信号丢失时的补偿，以

使导航系统功能连续。

3．车载传感器

通常包括测量转弯速率的陀螺仅、输出电子

速度脉冲的测速计以及测量方向的罗盘。这些数

据被用来进行航位推算，以便确定车辆相对道路

的运动。这部分不在我们的讨论的范围内。

4．导航电子地图处理

导航用电子地图在整个汽车导航应用体系

中起到核心的作用，针对不同导航应用往往会采

用不同规格的电子地图。通常电子地图由记录实

际地物的地理数据和与实际地物相关的标识、整

饰信息以及各类附加信息组成。根据应用场合的

不同，电子地图的选用也是不同的，我们现在使

用的是。鼬丽格式的电子地图数据。