江苏大学毕业论文GPS车载导航系统路径规划的研究
学院：计算机科学与通信工程学院
班级：计算机002 班
学生姓名：
指导教师：
二00四年六月
摘要
路径规划系统是根据GPS车载导航系统的需要开发的。本论文详细介绍了GPS车载导航系统的组成、功能、实现过程、路径规划算法以及SuperMap地理信息系统的功能。并以SuperMap为开发平台，在路径规划系统中实现了地图的基本操作。本文重点研究了车载导航系统的路径规划问题。综合考虑并比较了了多种最短路径选择算法。在原始Dijkstra算法的基础上提出了改进，节省了很大的存储空间，提高了效率。
关键词： GPS ，GIS , 车载导航系统，路径规划，Dijkstra算法
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Abstract
The Route-Planning system is developed for the Vehicle navigation System. The structure, function and the realization of the whole system are demonstrated in detail in this thesis. The GIS(Geographic Information System) theory is introduced .By using SuperMap software as a supporting platform, basic operation of map are realized. The algorithms of Route Planning are discussed in detail. Think over and compare many shortest path algorithms and present a improved algorithm based on the original Dijkstra algorithm in this thesis . It saves memory space and increases efficiency.
KEY WORDS: GPS, GIS, Vehicle navigation System , Route-Planning, Dijkstra algorithm
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目录
摘要 ................................................................................................................................................... - 1 - Abstract ........................................................................................................................................... - 2 - 第一章绪论 .. (1)
1．1引言 (1)
1．2 本课题相关技术基础 (1)
1．2．1 全球定位系统GPS (1)
1．2．2 地理信息系统GIS (2)
1．3 本课题研究的目的及意义 (2)
1．4 本课题完成的主要内容 (3)
1．4．1 本课题的任务 (3)
1．4．2 本文的内容安排 (3)
第二章 GPS车载导航系统体系结构与关键技术 (4)
2．1 车载导航系统的产生与发展 (4)
2．2 车载导航系统总体结构与关键技术 (4)
2．2．1 总体结构 (4)
2．2．2 关键技术 (5)
2．3 车载导航系统结构分析 (5)
2．4 系统的功能要求 (6)
2．5 系统技术要求 (6)
2．6 路径规划子系统的总体框架 (7)
第三章 SuperMap GIS简介 (8)
3．1 SuperMap Deskpro的概述 (8)
3．2 SuperMap Objects的概述 (8)
3．3 SuperMap中数据组织的基本概念 (9)
3．3．1 工作空间（Workspace） (9)
3．3．2数据源(Datasource) (10)
3．3．3数据集(Dataset) (10)
3．3．4图层 (10)
3．3．5地图 (10)
3．3．6布局与资源 (11)
3．3．7记录集 (11)
3．3．8上述概念之间的关系 (11)
3．4 SuperMap Objects 空间数据引擎 (12)
第四章路径规划子系统的分析与设计 (13)
4. 1系统简介 (13)
4. 2系统体系结构设计 (14)
4． 3 路径规划算法的设计 (14)
4．3．1 现有的路径规划算法 (14)
4．3．2 经典Dijkstra算法 (15)
4．3．3 改进 Dijkstra 算法 (15)
第五章路径规划子系统的实现 (18)
5．1 地图的制作 (18)
5．2 路网拓扑处理 (19)
1
5．3 系统界面程序设计 (20)
5．4 地图显示与浏览操作 (21)
5．5 路径规划程序设计 (21)
5．5．1 路径规划模块的实现 (21)
5．5．2 最短路径算法实现 (22)
5．5．3 程序运行结果 (23)
第六章结论与展望 (24)
6．1 设计小结 (24)
6．2 路径规划系统的展望 (24)
参考文献 (26)
致谢 (27)
2
第1 章绪论 1.1 导航的基本概念 导航是引导运载体到达预定目的地的过程。导航分两类：(1)自主式导航，用飞行器或船舶上的设备导航，有惯性导航、多普勒导航和天文导航等；(2)非自主式导航，用于飞行器、船舶、汽车等交通设备与有关的地面或空中设备相配合导航，有无线电导航、卫星导航。在军事上，导航还要配合完成武器投射、侦察、巡逻、反潜和援救等任务。高效、高精度的导航系统更是我国这种发展中国家赶超发达国家的战略性资源和倍能器。在军用方面，随着新时期军事战略方针的转变及高新技术武器装备的发展，导航定位定向系统已经成为我军现代化建设中一项不可缺少的重要军事技术装备，其重要性表现在：它是信息战必不可少的基础设备，是建立战场统一坐标的前提，是快速、准确火力部署的保障，同时又是实现武器精确打击能力的必要条件。所以，导航定位定向系统对迅速提高我军的综合作战能力，加快数字化部队建设至关重要；在民用方面，国外的导航定位定向系统己在大地测量、定向钻并、隧道掘进、地面车辆导航、飞机进场着陆、航天航空遥感、机载重力测量、公路监测、地下油气管道监测、矿井监测、激光断面监测等方面得到广泛地的应用，并取得了巨大的经济效益。 在日常生活中我们经常接触到的导航是车载导航，车载导航属于非自主式导航，车载导航是利用车载GPS（全球定位系统）配合电子地图来进行的，汽车GPS导航系统由两部分组成：一部分由安装在汽车上的GPS接收机和显示设备组成；另一部分由计算机控制中心组成，两部分通过定位卫星进行联系。 1.2 惯性导航(INS)概述 通常说的惯性技术，是惯性器件、惯性测量、惯性导航、惯性制导和惯性稳定等技术的统称。惯性技术既是一门学科，也是一门工程技术，在陆、海、空、天各个领域有着广泛应用。惯性器件（陀螺仪和加速度计）、惯性仪表、惯性导航系统都是以牛顿力学定律为基础的。惯性导航系统通过加速度计实时测量载体运动的加速度，经积分运算得到载体的实时速度和位置信息。 惯性技术是对载体进行导航的关键技术之一，惯性技术是利用惯性原理或其它有关原理，自主测量和控制运载体运动过程的技术，惯性测量和惯性敏感器技。
江苏大学毕业论文GPS车载导航系统路径规划的研究 学院：计算机科学与通信工程学院 班级：计算机002 班 学生姓名： 指导教师： 二00四年六月
摘要 路径规划系统是根据GPS车载导航系统的需要开发的。本论文详细介绍了GPS车载导航系统的组成、功能、实现过程、路径规划算法以及SuperMap地理信息系统的功能。并以SuperMap为开发平台，在路径规划系统中实现了地图的基本操作。本文重点研究了车载导航系统的路径规划问题。综合考虑并比较了了多种最短路径选择算法。在原始Dijkstra算法的基础上提出了改进，节省了很大的存储空间，提高了效率。 关键词： GPS ，GIS , 车载导航系统，路径规划，Dijkstra算法 - 1 -
Abstract The Route-Planning system is developed for the Vehicle navigation System. The structure, function and the realization of the whole system are demonstrated in detail in this thesis. The GIS(Geographic Information System) theory is introduced .By using SuperMap software as a supporting platform, basic operation of map are realized. The algorithms of Route Planning are discussed in detail. Think over and compare many shortest path algorithms and present a improved algorithm based on the original Dijkstra algorithm in this thesis . It saves memory space and increases efficiency. KEY WORDS: GPS, GIS, Vehicle navigation System , Route-Planning, Dijkstra algorithm - 2 -
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： 1. 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。 2. 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SQL SERVER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
经常有朋友抱怨说GPS导航指的路线不正确，也经常有朋友问如何去进行GPS软件内的路径选择设置。其实为了满足不同驾驶行程需要，GPS提供了多种导航模式，使我们可以用最短的时间和最便捷的路径到达目的地。下面介绍各种路径的用法。 一般的GPS都有以下几种路径规划模式可以选择：系统推荐模式——此种模式会自动进行时间、费用、路程的优化。初次使用GPS 的最适合此种模式。最短路径一此种模式为从出发地到目的地理论上的最短距离，在市内行驶时可能会因为单方面追求最短距离而违反交通规则。比较适用于跑长途节省油费。最快路径一此种模式为了追求最快到达目的地，会尽量走城市主干道和高速公路，因此会产生绕路或有交高速公路费的情况。不走高速——此种模式可在长途行驶时节省高速公路的缴费。悦昇导航仪也可以提供多种到达方式供用户选择在日常使用中，设置好目的地后应先大概看一遍电脑规划出的路线是否合理，心里有数再上路。目前电子地图中无法集成实时的交通状况信息，所以仅仅能够通过电子地图内记录的道路速度或级别去计算一条符合条件的线路。同时在GPS路径规划中有时会出现违反当地实际交通规则的情况，这是因为地图的采集整理以及报送国家测绘局进行检验认证需要3～6个月的时间，因此在下次地图更新前的这段时间内，当地交通部门所更改的单行路等路况信息或新近通车或已取消的道路将无法在地图中体现出来。所以在根据导航进行行驶过程中还要按当地交通规则实际情况进行适当调整。 使用时通常先选择“最快线路”，规划好路径后浏览是否合理，
并在行驶过程中根据实际状况改变行车路线，让GPS根据你的实际行车路线改变路线计算。在实际导航行车过程中，一定要注意观察，多动脑子，GPS设备可以提供路线指导，其实最关键的是自己的车所在地理位置的参考。如果道路有路标，根据路标行进是比较准确的，不过在城市外，很多地方路标不明显，甚至没有，这时候要根据自车位置、地图上的位置及车头方向判断自己的行进方向。在使用导航设备计划路线的时候，还要注意，由于交通状况、道路维修、路线改造等情况不可能非常及时反应在电子地图上，所以电脑计算出的路线可能是“最短”“最快”“最省钱”，但在加入了实际条件因素后，可能并不一定是最佳路线。 以上这些方法技巧主要是针对初次使用车载GPS用户．如有了这些心理准备，就不会觉得卫星导航不好用了。只要能到达目的地，卫星导航对你来说就是很好用的东西了，至于是不是省时、路程是不是较短，都别要求太高，只要能顺利到该地就好，也许路程中会有一些啼笑皆非的规划而多走一些路，但是久而久之，你会了解现行卫星导航的特性，用起来也就不会那么不顺手了。 导航大致算是一个指南针的作用吧，的确不认路只有靠它作向导了，识路就没必要用它，只要你要到东方某一地点，它不把你带到北方就是一个整体不会错，在天桥下没信号时只有看路标最可靠了！其实导航仪和地图是用来折腾的！！
车载GPS导航系统的应用及功能 现代人对于GPS已经不是很陌生了，虽然GPS系统一开始是为军事目的而建立的，但很快在民用方面得到了极大的发展。把GPS用于车载导航来说，有不少人恐怕还只是听说过，没有实践过吧。GPS汽车应用系统的未来似乎是无可限量，技术进步带来的梦想也是没有止境的。GPS汽车系统为地球表面上每一块土地提供了一个全新的、瞬时可知的地址——这是对位置和距离制定的新的国际标准。 应用 在了解车载GPS之前大家应该知道车载GPS导航的结构和与车辆跟踪系统的区别。 就目前的车载GPS系统终端通常由GPS模块、无线通信模块、报警控制模块、语音控制模块、显示模块和车载PC等几个部分组成： 1.GPS模块：安装到车辆上的小型装置，是GPS车载单元的一部分，用来接收卫星所传递的信息。 2.无线通信模块：通常采用车载无线电话、电台或移动数据终端（MDT）以完成信息交互功能。 3.报警控制模块：向监控中心网络发出报警讯号，通报车辆异常信息。 4.语音控制模块：完成声音控制及服务等功能。 5.显示模块：用来显示位置路况等视频图象信息，可选用LCD、CRT或TV显示。 6.车载PC：整合处理各功能模块，配合相应的软件，完成指定功能，如进行数据处理，计算出所在位置的经度，纬度，海拔，速度和时间等。 由于使用环境的特殊性，作为系统核心的车载PC的必须体积小，集成度高，功耗低，处理能力强，操作简单便捷。目前车载PC较多的使用嵌入式操作系统，如WINDOWS CE 和嵌入式LINUX等。根据车辆使用的频繁性以及道路的复杂性的要求，它必须可靠性要高，且扩展性和兼容性要好． GPS车辆应用系统一般分为两大类：车辆跟踪系统和车辆导航系统。它们在功能上截然不同，一种是用于车辆的防盗，一种则是用于车辆的自主导航。由于“只接受，不发射”信号是GPS是接收系统的一大特点，所以用于防盗的GPS跟踪系统就是要借助通信网络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。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，用户可以根据自己的需要有选择的购买地图数据。 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。 就我国目前已悄然兴起GPS专业玩家一族，他们大部分是户外运动和汽车越野爱好者。这些使用者还可以通过车载GPS了解车辆行使方向，这样就取代传统的高度计，还可以显示海拔高度等信息。通过GPS对卫星信号的接受计算，可以测算出行驶的具体速度。对于那些热爱户外运动，汽车越野爱好者来说GPS让他们再也不会为迷失方向而苦恼，因为GPS 导航仪可以让驾车者对行驶道路了如指掌。GPS导航仪还提供全程语音提示，驾车者无须观察显示界面就可能实现导航的全过程，使得行车更加安全舒适。 但由于GPS车辆导航系统在中国市场刚刚起步，市场氛围不如GPS车辆跟踪系统成熟，但谁也不否认，这个方兴未艾的市场具有无限的升值潜力。随着中国汽车工业的发展，汽车
汽车导航系统 即车载GPS导航系统，其内置的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，结合储存在车载导航仪内的电子地图，通过GPS卫星信号确定的位置坐标与此相匹配，进行确定汽车在电子地图中的准确位置，这就是平常所说的定位功能。在定位的基础上，可以通过多功能显视器，提供最佳行车路线，前方路况以及最近的加油站、饭店、旅馆等信息。假如不幸GPS信号中断，你因此而迷了路，也不用担心，GPS已记录了你的行车路线，你还可以按原路返回。当然，这些功能都离不开已经事先编制好的使用地区的地图软件。 如何选购 1.地图设计要人性 硬件是基础，软件是灵魂，GPS导航仪的“灵魂”包括两个方面——软件引擎和地图数据，这两者是导航仪能否把你带到目的地的关键所在。电子导航地图是GPS导航仪赖以工作的另一个重要组件，电子导航地图的正确与否就直接决定了车主能否更快捷、更轻松地到达目的地。在当前的市场上，不论是国产还是完全进口，车载GPS产品内置的地图无非都是国内仅有的几个图商的资源，质量也是参差不齐。一般来说，正规品牌的GPS导航仪都会提供一年的免费更新，或者按次数计算，支持2次左右的免费更新服务。而在此之后更新地图就需要缴纳一定费用，一般来说GPS图商的地图更新维持在半年一次的水平，也有一些厂商每三个月更新一次数据，更新一次的费用在两百元左右。 2.搜星定位要快捷 作为导航产品，消费者最关心的当属它的收星能力，即信号接收能力。目前市场上销售的车载GPS大多数都会采用SiRFStarIII第三代芯片，这类芯片的优势是在有遮挡和天气情况恶劣的情况下可以捕捉和跟踪信号、减轻高楼林立带来的的信号干扰。此外，芯片的好坏还直接关系到计算路径时快捷准确的好坏。去同一个目的地，芯片的不同可能会出现不同的路线，而我们需要的是最佳路线。购买大品牌的产品不仅本身质量有保证，同时也可以享受一定年限的免费升级服务。选品牌其实也是在选售后，对于GPS导航产品来说，后续的服务问题更为重要，因为地图是在实时更新的。不同的厂商，获取地图数据的来源不同，免费的更新方式也有多种多样。购买时做好了解，可以避免使用后一些不避免的麻烦。此外，开机速度和反应速度都是重要参数，由于开车时要时刻注意安全并且汽车在高速行进中，因此速度快可以提升车辆导航的精确度，同时也可以节约使用者的操作时间，省时更省心。 3.导航要注重实用性
该论文是本团队帮同学做过的案例，需要源程序或者更多毕业设计联系799523222 毕业设计（论文）车载导航系统的设计与实现 姓名 系别、专业 导师姓名、职称 完成时间
摘要 路径规划系统是根据GPS车载导航系统的需要开发的。本论文详细介绍了GPS车载导航系统的组成、功能、实现过程、路径规划算法以及SuperMap地理信息系统的功能。并以SuperMap为开发平台，在路径规划系统中实现了地图的基本操作。本文重点研究了车载导航系统的路径规划问题。综合考虑并比较了了多种最短路径选择算法。在原始Dijkstra算法的基础上提出了改进，节省了很大的存储空间，提高了效率。 关键词： GPS ，GIS , 车载导航系统，路径规划，Dijkstra算法
Abstract The Route-Planning system is developed for the Vehicle navigation System. The structure, function and the realization of the whole system are demonstrated in detail in this thesis. The GIS(Geographic Information System) theory is introduced .By using SuperMap software as a supporting platform, basic operation of map are realized. The algorithms of Route Planning are discussed in detail. Think over and compare many shortest path algorithms and present a improved algorithm based on the original Dijkstra algorithm in this thesis . It saves memory space and increases efficiency. KEY WORDS: GPS, GIS, Vehicle navigation System , Route-Planning, Dijkstra algorithm
手把手教你怎样安装车载导航仪地图 来源：今日头条编辑：袁春苗2014-04-23 10:14 浏览量：10330 教你如何安装车载导航仪地图 地图安装步骤 一、下载工具： “凯立德官方检测工具”(检测DVD导航仪的物理端口、波特率)、或车载专用GPS端口测试工具、“GPS空闲端口检测工具”、“GPS硬件系统检测工具”。 二、准备一张TF卡。 4G卡，只能装一个地图; 8G卡，可能装两个地图; 16G卡，可能装四个地图; 32G卡，可能装多个个地图，或4个地图，外加音乐、视频等。 三、将上述三个软件都复制到新的TF卡根目录下，
进入导航机设置—“导航路径设置”，指向、启动这个软件里的.EXE文件，可分别测得：导航仪的物理端口、波特率数值; 导航仪的空闲端口号; 导航仪的硬件系统情况，如：操作系统类别、CPU类型及频率、内存、屏幕分辨率等。四、依据本机系统情况，选取下载合适你机器的地图，“GPS之家”、“我爱GPS”论坛里，有很多破解的地图软件可下载。 注：新卡重新安装，应该下载完整版或懒人包。而不是地图资源。 五、将下载的地图压缩包解压缩，再其文件包复制到TF卡根目录下。 修改端口号、波特率为：COM2(假若2为你的机器端口数字) ; 4800(假如你的机器波特率为4800) 以下都以COM2 ; 4800;的数值为例，来讲解。你则依据自己实际测得的数值为准。 A、凯立德：使用其内附的修改器 具体步骤如下： 第一步打开凯立德地图文件夹; 第二步打开“NaviResFile”文件夹 看到“NaviConfig.dll”文件 打开“凯立德端口修改器”，点修改器里的“读取”，读取成功后， 修改端口成：COM2，速率：4800。再点“修改”按钮，再按“退出”按钮。 在“NaviResFile”文件夹内会生成一个叫“NaviConfig-NEW.dll”文件。 删除原“NaviConfig.dll”文件; 将“NaviConfig-NEW.dll”文件改名为：“NaviConfig.dll” “凯立德端口修改器”保留不删除。
军用车载导航系统发展现状 一、国外发展概况 军用车载定位定向系统是在航空、航海惯导系统的基础上发展起来的，距今己有几十年的发展历史。20 世纪60 年代末，美国工程兵测绘研究所研制了第一台陆用惯性定位定向系统（Position and Azimuth Determination System，PADS）用于炮兵阵地联测，其定向精度为1 mil（RMS），水平位置精度为20 m（CEP），高程精度为10m（RMS）。随后，英国Ferranti公司的FILS系列、美国Honeywell公司的GEO-SPIN 系列、法国Sagem 公司的ULISS30、俄罗斯的И21等陆用惯导系统相继问世[19-21]。这一阶段的车载定位定向系统大多采用平台惯导，通过零速校正技术来抑制导航误差的累积趋势。 20世纪80年代，美国Honeywell公司研制出第一台激光陀螺捷联惯导系统：H-726方位位置系统（Modular Azimuth Position System, MAPS）[22]。随后，美国、英国、德国、法国、加拿大等国的多家公司研制生产了多种型号的陆用捷联式导航系统，配备在自行榴弹炮、炮兵观察车、测地车、侦察车和机动导弹发射架上。随着GPS系统的出现，后期的车载定位定向系统都具备SINS/GPS组合导航功能，这种组合形
式具有精度高、可靠性好、成本低、适应性强、快速反应性能好的特点。但是为了保证武器系统的自主导航能力，许多车载导航系统都可不依赖于GPS独立工作，通过里程仪（Odometer, OD）或测速仪（Velocity-Measuring System, VMS）辅助实现高精度定位定向。 法国Sagem公司的SIGMA 30系列产品采用激光捷联惯导系统，专为炮兵需求设计，满足绝大多数炮兵装备的需求，如榴弹炮发射车、火箭炮发射车和迫击炮发射车等。在无GPS信息的条件下，SIGMA 30系列产品通过INS/VMS组合导航可以实现如表1-1所列的性能指标。 美国Kearfott公司的KN-4050系列产品采用激光捷联惯导系统，可用于主战坦克、导弹发射车、无人驾驶车辆及雷达和无线电天线稳定。在无GPS信息的条件下，KN-4050 系列产品可以实现如表1-2所示的性能指标。
汽车定位导航系统的研究论文第 I 页 汽车定位导航系统的研究 摘要 汽车定位导航系统是多种技术于一体的电子设备，主要用于实时、高速地提供导航定位、地理信息等，从而改善城市交通情况、促成行车安全并提升道路通行率。 本次研究主要从以下几个方面进行，首先研究了国内外汽车定位导航系统的技术的现状。其次，从导航系统的组成入手，对其工作原理及核心功能做了详细的调研。接着，研究了当前用于实际系统的导航系统的各种设计方法与设计思路。最后，在前期工作的基础之上，提出了以嵌入式系统为基础的导航方法的设计思路，并且从硬件和软件两个方面对设计思路进行了阐述：即设计一款以ARM芯片S3C2440A为核心，以Linux操作系统为软件开发环境的汽车定位导航系统。以期达到低成本、小体积、可靠性能高等设计目的。 关键词：GPS，ARM，汽车定位导航系统，嵌入式系统
汽车定位导航系统的研究论文第 II 页Research on vehicle location and navigation system Author: Fang QiJun Tutor: Li Zijing Abstract Car navigation and positioning system is a variety of technology in the integration of electronic equipment, mainly used in real-time, high speed to provide navigation, geographic information, etc. so as to improve urban traffic conditions, contribute to driving safety and increase the rate of road traffic. This research mainly from the following aspects，first，studied the present situation of the automobile navigation and positioning system technology at home and abroad. Secondly，from the navigation system composed of the working principle and core functions made a detailed investigation.Then，studies the navigation system currently used in the actual system design methods and design ideas.Finally，on the basis of previous work，and put forward based on the embedded system of navigation methods design train of thought，and from the two aspects of hardware and software design were expounded，namely design a S3C2440A ARM chip as the core，based on Linux operating system software development environment of car navigation and positioning system.In order to achieve low cost，small volume and high reliability design purpose. Key words:Global Position System，Advanced Risc Machines，Car navigation and positioning system，Embedded system
教你如何安装车载导航仪地图 2013-03-08 15:30:04| 分类：汽车知识| 标签：|字号大中小订阅 本文转载自闲人SGM《教你如何安装车载导航仪地图★》 地图安装步骤 一、下载工具： “凯立德官方检测工具”(检测DVD导航仪的物理端口、波特率)、或车载专用GPS端口测试工具、“GPS空闲端口检测工具”、“GPS硬件系统检测工具”。 二、准备一张TF卡。 4G卡，只能装一个地图； 8G卡，可能装两个地图； 16G卡，可能装四个地图； 32G卡，可能装多个个地图，或4个地图，外加音乐、视频等。 三、将上述三个软件都复制到新的TF卡根目录下， 进入导航机设置—“导航路径设置”，指向、启动这个软件里的.EXE文件，可分别测得： 导航仪的物理端口、波特率数值；导航仪的空闲端口号； 导航仪的硬件系统情况，如：操作系统类别、CPU类型及频率、内存、屏幕分辨率等。 四、依据本机系统情况，选取下载合适你机器的地图，“GPS之
家”、“我爱GPS”论坛里，有很多破解的地图软件可下载。 注：新卡重新安装，应该下载完整版或懒人包。而不是地图资源。 五、将下载的地图压缩包解压缩，再其文件包复制到TF卡根目录下。 修改端口号、波特率为：COM2（假若2为你的机器端口数字) ；4800（假如你的机器波特率为4800） 以下都以COM2 ；4800；的数值为例，来讲解。你则依据自己实际测得的数值为准。 A、凯立德：使用其内附的修改器 具体步骤如下： 第一步打开凯立德地图文件夹； 第二步打开“NaviResFile”文件夹 看到“NaviConfig.dll” 文件 打开“凯立德端口修改器”，点修改器里的“读取”，读取成功后，修改端口成：COM2，速率：4800。再点“修改”按钮，再按“退出”按钮。 在“NaviResFile”文件夹内会生成一个叫“NaviConfig-NEW.dll” 文件。 删除原“NaviConfig.dll” 文件； 将“NaviConfig-NEW.dll” 文件改名为：“NaviConfig.dll” “凯立德端口修改器”保留不删除。
车载导航系统构架及应用分析
在车载系统中，除了行车操控息息相关的车体、传动及安全系统开始导入更多电子功能外，最充分利用电子技术的应用当是资通娱乐系统。这个结合资讯、通讯和娱乐的车载应用系统，正是电子技术进展最快速的三大领域，当它们被转移到汽车的市场时，也发展出独到的应用型式与技术。 在这个领域出现的新名词为Telematics，它是是通讯和资讯的合成字，顾名思义，它意指整合通讯与资讯的新兴车载应用。在产品定位上，可以分为可携式设备(PortableDevice)和车装式设备(In-vehicle)两种，这两类设备又可依是否具备对外的通讯功能，再将Telematics的市场区隔分为四大块。 GPS导航定位在Telematics中具有关键性的地位，车载GPS系统除了可为驾驶提供导航资讯外，当它与无线通讯技术(如GPRS/3G)结合时，它能提供定位资讯给Telematics的服务供应商，如裕隆的TOBE、北美GM的OnStar，以及日系的Toyota、Honda、Nissan车厂。当
他们的服务中心收到个别车子的位置资讯后，就能够为车主提供道路救援、失车找回等服务。当然，计程车或公车、游览车也可运用GPS来发挥车队追踪及控管的功能。 另一个与GPS息息相关的应用则与紧急救难有关。在美国有一项e911的计画，它要求手机中必须建置定位功能，以做为紧急状况通报之用；e911属于个人性的紧急救难策略，相较之下，欧盟则提出汽车驾驶紧急救难相关的eCall 计画，预定在2009年9月以后，欧盟全部的新车都要具有eCall的配备，此配备将结合碰撞侦测、GPS和行动通讯三大功能，在第一时间自动向泛欧统一的紧急电话号码112进行通报，除了车辆地理位置之外，eCall还设定可传送数据资料，以语音和资讯双重管道让112接线人员来判定合适的救援方式。 GPS在车载系统中已逐渐成为必备装置，而且不断发展出加值功能。本文将介绍车载GPS的系统设计架构、要领、天线设计及其他前瞻性的技术发展趋势。
汽车导航系统技术解析car navigation system GPS is a global positioning satellite 24 as a foundation, to provide all-weather around the world the three-dimensional position, three-dimensional velocity information such as a radio navigation and positioning system. GPS positioning principle is: the user to receive satellite signals, obtaining the distance, clock correction and atmospheric correction parameters between the satellite and the user from, to determine the location of the user through data processing. Now, the special function within the civil GPS positioning precision can reach 10m does GPS has long aroused the automobile profession's attention, when the United States announced the opening of a part of the GPS system in the Gulf War, the automobile industry to seize this opportunity immediately, invest in the development of automotive navigation system, positioning and orientation of automobile
车载GPS导航系统的应用功能与注意事项 现代人对于GPS已经不是很陌生了，虽然GPS系统一开始是为军事目的而建立的，但很快在民用方面得到了极大的发展。把GPS用于车载导航来说，有不少人恐怕还只是听说过，没有实践过吧。GPS汽车应用系统的未来似乎是无可限量，技术进步带来的梦想也是没有止境的。GPS汽车系统为地球表面上每一块土地提供了一个全新的、瞬时可知的地址——这是对位置和距离制定的新的国际标准。 应用 在了解车载GPS之前大家应该知道车载GPS导航的结构和与车辆跟踪系统的区别。 就目前的车载GPS系统终端通常由GPS模块、无线通信模块、报警控制模块、语音控制模块、显示模块和车载PC等几个部分组成： 1.GPS模块：安装到车辆上的小型装置，是GPS车载单元的一部分，用来接收卫星所传递的信息。 2.无线通信模块：通常采用车载无线电话、电台或移动数据终端（MDT）以完成信息交互功能。 3.报警控制模块：向监控中心网络发出报警讯号，通报车辆异常信息。 4.语音控制模块：完成声音控制及服务等功能。 5.显示模块：用来显示位置路况等视频图象信息，可选用LCD、CRT或TV显示。 6.车载PC：整合处理各功能模块，配合相应的软件，完成指定功能，如进行数据处理，计算出所在位置的经度，纬度，海拔，速度和时间等。 由于使用环境的特殊性，作为系统核心的车载PC的必须体积小，集成度高，功耗低，处理能力强，操作简单便捷。目前车载PC较多的使用嵌入式操作系统，如WINDOWS CE 和嵌入式LINUX等。根据车辆使用的频繁性以及道路的复杂性的要求，它必须可靠性要高，且扩展性和兼容性要好． GPS车辆应用系统一般分为两大类：车辆跟踪系统和车辆导航系统。它们在功能上截然不同，一种是用于车辆的防盗，一种则是用于车辆的自主导航。由于“只接受，不发射”信号是GPS是接收系统的一大特点，所以用于防盗的GPS跟踪系统就是要借助通信网络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。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，用户可以根据自己的需要有选择的购买地图数据。 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。
道路运输车辆卫星定位系统 车载终端技术要求 1 范围 本标准规定了道路运输卫星定位系统车载终端(以下简称终端)的一般要求、功能要求、性能要求以及安装要求。 本标准适用于道路运输卫星定位系统中安装在车辆上的终端设备。 2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 19056 汽车行驶记录仪 GB/T 19951 道路车辆静电放电产生的电骚扰试验方法 JT/T 766-2009 北斗卫星导航系统船舶监测终端技术要求 QC/T 413 汽车电器设备基本技术条件 QC/T 417.1 车用电线束插接器第1部分：定义，试验方法和一般性能要求 QC/T 420 汽车用熔断器 QG/T 730 汽车用薄壁绝缘低压电线 YD/T 1050 800MHz CDMA数字蜂窝移动通信网设备总测试规范：移动台部分 YD/T 1214 900/1800 MHz TDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS}设备技术要求：移动台 YD/T 1367 2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求YD/T 1547 2GHz WCDMA 数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求(第三阶段) YD/T 1558 2GHz CDMA2D0数字蜂窝移动通信网设备技术要求：移动台 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 固件 firmware 运行在终端微处理器中的嵌人式软件。 3.1.2 电子运单 electronic travel permit
车载导航系统 这个学期的通选课上，我收获良多。虽然我对汽车这类的比较感兴趣，但是身为一个文科生，刚选到这个课程其实还蛮怕的，害怕听不懂老师在说什么，但是还好老师结合了很多视频来给我们讲解，课堂上一点都不闷还挺有趣的。也因为这样，身为工科盲的我才能在短短的一个学期里学到不少东西，例如发动机点火系统、转子发动机、四驱系统工作原理等等一听上去就觉得非常深奥难懂并且高端大气上档次的基本知识。 但是，我还是对车载导航系统比较感兴趣。在上课之前，你要是问我什么是车载导航系统我肯定会跟你说，我只知道GPS导航系统，车载导航系统是什么来的？上过老师的课后，我觉得自己清楚了很多。下面让我来为你介绍一下车载导航系统的组成、结构、工作原理、应用以及维护。 一．组成 车载导航系统是通过商业通信卫星，把GPS应用到车辆导航上面，为汽车驾车人指路，就成为了车载导航系统（又称为汽车导航系统，可简写为CIPS)。虽然车载导航系统听起来好像很复杂的样子，但是其实它的组成并不复杂。一般主要由以下几个模块组成: GPS模块: 安装到车辆上的小型装置，是GPS车载单元的一部分，用来接收卫星所传递的信息 无线通信模块:通常采用车载无线电话、电台或移动数据终端（MDT）以完成信息交互功能 报警控制模块:向监控中心网络发出报警讯号，通报车辆异常信息 语音控制模块:完成声音控制及服务等功能 显示模块:用来显示位置路况等视频图象信息，可选用LCD、CRT或TV显PC模块:整合处理各功能模块，配合相应的软件，完成指定功能，如进行数据处理，计算出所在位置的经度，纬度，海拔，速度和时间等。 电子地图模块：储存非常丰富的城市地图，全国的公路网图，此外，一般还储存有加油站、便利商店、政府机关、旅游景点、餐馆、停车场等信息。 自律导航模块：当汽车行驶到地下隧道、高层楼群、高速公路等遮掩物处而
车载自主导航算法 惯性导航属于积分推算方法，导航误差随时间累积，难以满足长时间高精度定位定向的要求。在车载导航的特殊领域，可以采用SINS/OD组合导航或零速校正方法来提高自主导航精度。 一、SINS/OD组合导航 捷联惯导和里程仪均具有完全自主的特点，且定位误差具有互补性，所以SINS/OD 组合导航是一种常用的车载自主导航算法。文献[25]详细叙述了惯导、里程仪航位推算算法及其误差方程，并根据相似性原理得到了相关误差源的分立标定方法。但在航位推算过程中，捷联惯导和里程仪相对独立工作，导航精度受误差源标定精度的影响严重，只能通过已知路标点进行校正，存在导航信息利用不充分的缺陷。 SINS/OD组合导航是一种有效的自主导航方案，可以对相关误差进行在线估计。在状态误差建模上，文献[25]仅考虑了里程仪标度因数误差，文献[127]进一步考虑了方位和俯仰安装偏差，但未对安装杆臂误差进行建模。在量测方程建立方面，目前通常使用两类方案：一类采用速度量测模式[127-129]，将惯导速度和里程仪速度之差作为量测值，状态维数低，计算量小，但里程仪速度的获得需要对里程增量进行微分，放大了量测噪声；另一类采用位置量测模式
[130-132]，将惯导位置和航位推算位置之差作为量测值，不放大量测噪声，但额外增加了状态维数，对相关误差状态的估计速度慢，也不利于故障重构。在误差状态可观测性分析方面，武元新等[133,134]提出了“导航系统全局可观测分析方法”，并对SINS/OD组合导航中里程仪误差的可观测性进行了分析。 二、零速校正 在里程仪无效的情况下，零速校正（zero-velocity update, ZUPT）技术是车载自主导航的主要技术手段。陆用车辆行驶过程中，间隔一定时间(一般为5~10 min)停车，由于停车时刻的真实速度为零，惯导系统的速度输出即为速度误差，将该速度误差作为量测值可对惯导系统的各项误差进行辨识和补偿[135,136]。ZUPT技术在很多实际系统中得到广泛应用，如美国的Litton公司的LASS、Honeywell公司的GEO-SPIN系统，英国Ferranti 公司的FILS系统，法国SAGEM公司的SIGMA-30等系统[137]。 常用的零速校正方法有曲线拟合法和实时卡尔曼滤波法[138-142]。曲线拟合法根据停车点的零速观测值，将各个通道的速度误差拟合成二次曲线或休拉周期正弦曲线，进而补偿定位误差。曲线拟合法一般将各通道分开处理，忽略了通道间的耦合，不能精确跟踪物理系统内部的状态变化[21]。而卡尔曼滤波算法利用系统误差和测量误差统计特性的先
北斗卫星定位车载终端技术案 三、技术原理 北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统为用户提供高质量的定位、导航和授时服务，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性。北斗卫星定位车载终端采用了多模块化、组合式优化设计，置高性能芯片，各模块之间的接口采用标准接口，充分利用系统平台、移动通讯网络、因特网络，将汽车行驶记录仪、卫星定位、卫星导航、油耗检测功能集于一体，通过无线数据通讯接口（GSM、GPRS、CDMA）和GPS接口，能与监控中心系统进行数据通信和移动位置的定位，能够满足用户的多种需求。 除具有传统行驶记录仪的功能外增加了定位导航、监控跟踪、数据实时传送、油耗检测等功能，并且能够实现对车辆实时监管、调度，遇险报警远程网络监控，彻底改变了现有汽车行驶记录仪只能实地监管、事后监督的弊端；GPS/北斗2双模卫星定位模块，可以灵活配置信号处理通道工作于单GPS模式，或单北斗2模式，或GPS/北斗2混合模式；兼容目前现有的GPS单模定位，且能实现双模捕获、双模跟踪更加智能化、集成化。因此，基于以上原理设计的卫星车载终端监控系统，大大超出了传统行驶记录仪的功能，具有极为光明的发展前景。 四、设计案 （一）设计原则 1、先进性和适用性相结合
系统采用成熟的高新科技，以目前较为先进的法实现需要的功能，保证系统具有深厚的发展潜力，在相当长的时间具有领先水平。 2、通用性和安全性相结合 在系统设计过程中，均留有相应的通信接口，系统的各个模块构成一个有机的整体。系统数据库中的各种数据在交换和共享的过程中，充分考虑到了系统的安全性。对每一个用户的权限有格的认证（司机卡身份识别）体制，对每一个用户的权限进行分级控制和限定。 3、安全可靠性 在经济条件允围，从系统结构、设计案(考虑到非法用户及病毒入侵，数据采用纠错冗余技术)、技术保障等面综合考虑；系统尽可能地采用成熟的技术、商品化的软硬件产品，保证系统可靠稳定运行。 4、实用性 整个系统的操作以使、简捷、高效为目标，多操作平台整体设计，统一操作，既充分体现快速反应的特点，又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于运输交通管理层及时了解各项统计信息和决策信息，便于执法部门的远程监督。 5、可扩展性 考虑到业务功能在不断发展、变化，因此要求系统在结构、容量、通信和处理能力等面具有可扩充性和升级能力。 （二）设计依据 1、多样化的完备的授权模式能够满足账户和权限管理上的各种需求 2、中华人民国道路交通安全法 3、公安部道路交通违法信息代码