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车载GPS导航电子地图是如何实现实时定位的?

车载GPS导航电子地图的应用原理

  利用GIS中的电子地图和GPS接收机的实时定位技术,组成GPS+GIS的各种电子导航系统。

车载GPS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二种:① GPS单机定位+矢量电子地图。该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。制作矢量地图数据库需要花费较大成本。② GPS差分定位+矢量电子地图。该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,还装有低价格的压电振荡陀螺。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。

GPS如何实时定位的

  GPS结合电子地图能够实现城市交通管理、车辆调度管理,公安、银行车辆,港口、河流船舶的自动导引与监控,具有巨大的应用潜力。根据地形图制作而成的矢量电子地图,GPS坐标还需经过坐标转换才能正确与之匹配。下面将从GPS定位坐标系、WGS-84大地坐标、地图投影、平面坐标变换等几方面详细讨论坐标匹配问题。GPS定位过程主要有如下几个步骤:

   (1)确定用户的宇宙直角坐标系位置,即用户的X、Y、Z位置。
   (2)宇宙直角坐标系至WGS-84大地坐标系的转换,既求出用户的WGS-84大地坐标位置λ、φ、h。
   (3)坐标投影转换,即将球面坐标λ、φ、h转换成平面电子地图投影坐标,如高斯-克吕格投影坐标。
 (4)二维平面相似性变换,即经过平移、旋转、缩放运算,达到其与电子地图的配准。

    上述四个过程全部都是由计算机用程序自动计算获得,具体算法这里介绍从略。

基于GPS和电子地图的车辆自动导航系统的组成

  整个GPS电子地图车辆动态引导系统构成是由主控计算机、液晶显示器、语音报警器、遥控器、组合导航处理器、GPS传感器、速率陀螺仪、光驱等组成。主控计算机视用户需求不同,可以是通用计算机,也可以是专用处理器。

基于GPS和电子地图的车辆自动导航系统的功能

  本系统可以实现车、船等运动载体的电子地图中的实时跟踪显示、最优路径选择及导引、显示导航信息、地图检索、语音提示告警、矢量图分层显示及缩放显示;可以满足城市车辆,港口、河流、海用船只的导引与监视,GPS+航迹推算组合导航功能即使在信号不正常的条件下也能正确引导。电子地图存储于光盘中,可存储大容量矢量电子地图。矢量电子地图生成点阵形式存放于主机内存中,可达到地图检索和车辆跟踪的平滑效果。车船行至地图边缘时,将自动从光盘中调入下一幅新的矢量图,实现自动切换。

来源:www.zdor.cn

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