浅谈汽车用GPS卫星导航系统的发展应用和发展趋势
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号， 即为完 全的 自主导航 。 １ ９ ９ ０ ｔ ｌ ｚ 出现 了具有 实用价 值的汽 车导航 装置 ， 首 次使 用 了Ｇ Ｐ Ｓ ｑ ￣ 星定位 信 号 ， 并 与地 图匹 配计算 显 示 出车辆 的行 驶路 线 。 １ ９ ９ ４ ￣又 问世 了具 有道路 交叉 路 １ ２ １ 语音 提示 功能 的导航 装置 。 １ ９ ９ ３ 年， 全 世界 车载导 航 装置 销售 量只 有 ｌ ３ 万套， １ ９ ９ ７ 年则 上升到 ２ ０ ０ Ｙ ｊ ＂ 套， ２ ０ ０ ０ ￣超 出４ ０ ０ 万套。 到２ ０ ０ ６ 年全 球 车载 导航 系 统销售 量 就达 到 约７ ５ ０ ￣ ＂ 台， 比上 年增 长 １ ６ ． ２ ％， ２ ０ １ ０ ￣， 全 球车 载 导航 系统 的市 场规 模 达到 １ ３ ｏ ｏ ￣万 台 ， 其 年复 合成 长 率为 １ １ － ８ ％。 从发展 的进 程 可以看 出Ｇ Ｐ Ｓ ￣ Ｅ 汽车 导航 及交 通管 理方 面 的应用 主要 体现 在 以下几 个方 面 ： １ 、 在汽车上应用的基本特点： 第一， 具有全天候、 全球性的精确测定汽车的 三 维位 置 ， 即经 度 、 纬度 和高 度的 能力 ， 而基 本上 不受 天气 变化 、 地 理环 境和 时 间的影响 ； 第二 测量快 捷 ， 只需 几秒钟 就可 准确定 位 ； 第三， 它的 隐蔽性 强 ， 在 测 量 定位 时 ， 只接 收卫 星 信号 而不 发射 任何 信号 。 ２ 、 给 汽车提 供出行路线规划和进 行导航 ： 提供 出行 路线规划是汽车导航 系统 的一 项重要 功能 ， 它包 括 自动线路规划 和人工 线路设计 。 驾驶者确 定起点和 目的 地， 由计算机软件按要求 自动设 计最 佳行驶路线 ， 包括最快的路线 ， 最简单的路线 、 通过 高速公路路 段次数最少的路线 等的计 算 人工 线路没计是 由驾驶 者根据 自己 的 目的地 设计起点 、 终点和途 径点等， 自动建立线路数据库 。 线路规 划完毕后 ， 显示 器能够在 电子地 图上 显示设计 线路 ， 并 同时显示 汽车运行路径 和运行方 法 。 ３ 、 对车 辆跟 踪 ： 利 用Ｇ Ｐ ｓ 币 口 电子地 图可 以实 时 显示 出车辆 的实 际位置 ， 可 以 随 目标 移动 ， 使 目标 始终保 持在 屏幕 上 ； 还可 实现 多窗 口、 多车 辆 、 多屏 幕 同 时跟 踪 。 利用 该 功能 可对 重要 车辆 和货 物进 行跟 踪 运输 。 ４ 、 对 车辆 实行调 度指 挥和 紧急 援助 ： 中心可 以监 测区域 内车 辆运 行状 况 ， 对被 监控车辆 进行 合理调 度 ， 指挥 中心也可 随时与 跟踪 目标通话 ， 实行管 理 ； 通 过Ｇ Ｐ ｓ 定位和 监控管 理系统 可 以对遇有 险 隋或发生 事故 的车辆 进行 紧急 援助 。 监控 台 的 电子 地 图显示 求助 信息 和报警 目标 ， 规 划最 优援 助方 案 ， 并 以报警 声 光提 醒值 班人 员进 行应 急处 理 。 比如警 车 、 救 护车 、 出租车 的导航 系统 的使 用 。 ５ 、 可在车 上进 行信 息查 询 ： 可为 用户提 供主 要 目标物 ， 如 对景 点 、 宾馆 、 医 院、 加油站 等建 立数 据库 ， 用 户能够 在 电子地 图（ Ｇ Ｉ Ｓ ） 上 根据 需要进 行查 询 ， 查 询 资料 可 以文字 、 语 言及 图象 的形 式显示 ， 并在 电子地 图上 显示 其位置 。 同时 ， 监 测 中心 可以利 用监测 控制 台对 区域 内的任 意 目标 所在 位置进行 查询 ， 车 辆信 息 将 以数字 形 式在控 制 中心 的 电子地 图上 显示 出来 。 三、 汽 车用 Ｇ Ｐ ｓ 卫星 导航 系 统在 我 国的应 用 和发 展 我 国２ Ｏ Ｏ ２ 年在 国产威 驰轿 车上成 功安装 了 电子 导航装 置 ， 揭 开 了汽车导 航 装置在 中国应 用的序幕 ， 标 志着 中国在实 施智 能交通上 又迈 出了实 质性 的坚实 步 。２ ０ １ １ 年 中 国汽车导 航销 售量 约 １ ２ １ ２ ． ５ Ｚ ｒ 套， 环 比增 长３ １ ． ３ ７ ％， 预计 未 来 两 三年 内 ， 一些新 兴产Ｊ ￣ Ｌ ｖ ｊ － 前、 后装导 航市 场 的促 进作 用 明显 ， 因此 ， 综合看 来 ， 汽车 导航 的整体 销售 市场 仍然 是上 升态 势 。 预计 到２ ０ １ ５ 年， 中国 大陆市 场 的车 辆导 航将 会 达 到１ ７ ０ ０ 万 台 的规模 。 １ 、 汽 车用 Ｇ Ｐ Ｓ － ￣航 车 载装 置 以及系 统 在我 国 的应 用发展 。 １ ） 汽车 用Ｇ Ｐ Ｓ － ￣航 车载 装置生 产 能力迅 速提 高 ， 其功 能 、 质 量也在 不 断提 升。 价格 与 国外 同类 产品相
【 摘 要］ 全球卫星定位系统（ Ｇ Ｐ ｓ ） 已广泛应用在陆路交通上 ， 以此为提供汽车现在位置和运动轨迹的信息 ， 以此提高了交通运输的效率， 减少交通阻塞 ， 降 低排放 污染 和 交通 事 故 ， 节 约了 出行 时间 ， 近年 有 向Ｃ ２ Ｃ （ 车 对车 的信 息交 流 ） 、 Ｃ ２ Ｉ 和Ａ ＤＡ ｓ （ 先进 驾驶辅 助系 统 应用 发展 的趋 势 。 本 文将 简要 介绍汽 车用 Ｇ Ｐ Ｓ ｑ ￣ 星导航 系 统 的发展 应用 和发 展趋 势 。 ［ 关键 词］ 汽车 Ｇ Ｐ Ｓ 卫ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ星导 航 系 统 发 展应 用 发展趋 势 中图分 类号 ： Ｕ ４ ６ １ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ —９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） １ ２ —０ １ ５ ６ — ０ ２
教育时空
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浅谈汽车用 Ｇ Ｐ Ｓ卫 星导 航 系 统 的发 展 应 用 和发 展 趋 势
邵 春
（ 安 徽 电气 工程 学 校 安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
汽车导航 技术 的应 用极大 地改变着 人们 的出行 和生活方 式 ， 使行驶 中的 汽 车不 再是道 路 上的孤 立 物体 ， 因而 很快 受到 广大 用户 的重 视和欢 迎 ， 在全 球发 达 国家的应用 普及极 快 ， 目前各 国的 汽车公司 纷纷将 其作为 正常配 置或选 装件 面 向顾客进 行提供 。 它 利用用 户设备 ， 以空间卫 星进行 无线 电 自动 导航 。 驾驶者 只要 在 出行前 向系 统输 入起始 地 点、 选 路原 则 ， 即可 根据 汽车 装载 的行 驶系 统 到 达 目的地 。 这样 ， 既可 以提高 交通运 输 的效率 ， 减少 交通 阻塞 ， 还 可 以降低排 放污 染和交 通事 故 ， 节约 了出行 时间 。 与此 同时 ， 汽车 导航 技术近 年还 有 向Ｃ ２ Ｃ （ 车对 车 的信 息交 流 ） 、 Ｃ ２ Ｉ 和Ａ ＤＡ Ｓ （ 先进 驾驶 辅助 系统 ） 等 发展 的趋 势 。 汽 车 用Ｇ Ｐ ｓ 卫量 导航 系 统的 组成 完整的汽车导航系统应该包括全球卫星定位系统（ Ｇ Ｐ Ｓ ） 和车辆 自动导航 系统两 部分 。 １ 、 全 球 卫 星定 位系 统 （ Ｇ Ｐ Ｓ ） Ｇ Ｐ Ｓ 是英文Ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ （ 全球定位系统） 的缩写 ， 全球卫 星导航 定位系 统是 由美 国和 前苏联 各 自单 独发展 起来 的 ， 美 国称之 为全球 卫 星 定位 系统 Ｇ Ｐ Ｓ ， 前苏 联 的则称 为卫 星导 航 系统 Ｇ Ｌ Ｏ ＮＡ Ｓ Ｓ ， 两者 的作 用实 质是 相 同的 。 其主 要任务 是使 海上 舰船 、 空 中飞 机 、 地面 用户 及 目标 、 近地 空 间飞行 的导 弹 ， 以及 其他 卫星和 飞船 等 ， 实现 各种 条件 下连 续实 时的高 精度 三维 定位 和速 度测 定 ， 还可 用于 大地 测量 和高 精度 卫 星授 时等 。 Ｇ Ｐ Ｓ 定位系 统 由空 间卫 星、 地 面监控 和 用户 接 收设备 三部 分组 成 。 ２ 、 车辆 自动导 航 系统 车辆 自动导航 系统一 般是 由Ｇ Ｐ Ｓ 天线 、 显示 屏 、 带功 能按键 的主机 ， 以及 语 音 输出设 备构 成的 。 实 际 中一般都 是 利用用 户输入 目的地 、 在 车载屏 幕 上显示 电子地 图 ， 通过 汽车 音响 系统 来 输 出语 音提 示信 息 来实 现行 驶 中的导 航 。 ＝ Ｇ Ｐ ￥ 在汽 车导 航 及交 通管 理方 面 的应 用 汽车导 航及 定位 是在全 球卫 星定 位系统 的基 础上 发展 起来 的一 门新型 技 术， １ ９ ９ ４ 年Ｇ Ｐ ｓ 转为民用以来 ， 它在汽车上的应用获得迅猛进展 。 日本为提高 汽 车的定 位精 度 ， 采用 修正 式Ｄ — Ｇ Ｐ ｓ 技术 ， 利 用Ｅ Ｍｉｌ ｅ 进 行误 差修 正 ， 使定 位 精 度提 高 十倍 ， 即可达 到 ｌ 帆 嘴 度 的定位 等级 。 它 再辅 以道 路 交通通 信 技术及 自导式 电子地 图光盘 ， 其 覆盖率 已达８ ０ ＊ ／ ０ 的 日本地 区 ， 装车使 用率 已近半数 。 在 欧洲和 美 国正在 形成 巨大 的市场 ， 它们主 要采 用 中央导 航式 ， 即使 用地 面监 控 中心进 行 导航 等多 方面服 务 ， 如 在 防盗 、 追捕 罪 犯和 治安 巡逻 都派 上用 场 。 全球 第一 台汽车导航 装置 首次安 装在 １ ９ ８ ７ 年 的丰 田皇 冠轿 车 ， 受 限于 当时 的技 术水 平 ， 这 种尝 试性 装置 只 能使 用安 装在 车 上 的行 驶转 向和 车速 传感 信
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号， 即为完 全的 自主导航 。 １ ９ ９ ０ ｔ ｌ ｚ 出现 了具有 实用价 值的汽 车导航 装置 ， 首 次使 用 了Ｇ Ｐ Ｓ ｑ ￣ 星定位 信 号 ， 并 与地 图匹 配计算 显 示 出车辆 的行 驶路 线 。 １ ９ ９ ４ ￣又 问世 了具 有道路 交叉 路 １ ２ １ 语音 提示 功能 的导航 装置 。 １ ９ ９ ３ 年， 全 世界 车载导 航 装置 销售 量只 有 ｌ ３ 万套， １ ９ ９ ７ 年则 上升到 ２ ０ ０ Ｙ ｊ ＂ 套， ２ ０ ０ ０ ￣超 出４ ０ ０ 万套。 到２ ０ ０ ６ 年全 球 车载 导航 系 统销售 量 就达 到 约７ ５ ０ ￣ ＂ 台， 比上 年增 长 １ ６ ． ２ ％， ２ ０ １ ０ ￣， 全 球车 载 导航 系统 的市 场规 模 达到 １ ３ ｏ ｏ ￣万 台 ， 其 年复 合成 长 率为 １ １ － ８ ％。 从发展 的进 程 可以看 出Ｇ Ｐ Ｓ ￣ Ｅ 汽车 导航 及交 通管 理方 面 的应用 主要 体现 在 以下几 个方 面 ： １ 、 在汽车上应用的基本特点： 第一， 具有全天候、 全球性的精确测定汽车的 三 维位 置 ， 即经 度 、 纬度 和高 度的 能力 ， 而基 本上 不受 天气 变化 、 地 理环 境和 时 间的影响 ； 第二 测量快 捷 ， 只需 几秒钟 就可 准确定 位 ； 第三， 它的 隐蔽性 强 ， 在 测 量 定位 时 ， 只接 收卫 星 信号 而不 发射 任何 信号 。 ２ 、 给 汽车提 供出行路线规划和进 行导航 ： 提供 出行 路线规划是汽车导航 系统 的一 项重要 功能 ， 它包 括 自动线路规划 和人工 线路设计 。 驾驶者确 定起点和 目的 地， 由计算机软件按要求 自动设 计最 佳行驶路线 ， 包括最快的路线 ， 最简单的路线 、 通过 高速公路路 段次数最少的路线 等的计 算 人工 线路没计是 由驾驶 者根据 自己 的 目的地 设计起点 、 终点和途 径点等， 自动建立线路数据库 。 线路规 划完毕后 ， 显示 器能够在 电子地 图上 显示设计 线路 ， 并 同时显示 汽车运行路径 和运行方 法 。 ３ 、 对车 辆跟 踪 ： 利 用Ｇ Ｐ ｓ 币 口 电子地 图可 以实 时 显示 出车辆 的实 际位置 ， 可 以 随 目标 移动 ， 使 目标 始终保 持在 屏幕 上 ； 还可 实现 多窗 口、 多车 辆 、 多屏 幕 同 时跟 踪 。 利用 该 功能 可对 重要 车辆 和货 物进 行跟 踪 运输 。 ４ 、 对 车辆 实行调 度指 挥和 紧急 援助 ： 中心可 以监 测区域 内车 辆运 行状 况 ， 对被 监控车辆 进行 合理调 度 ， 指挥 中心也可 随时与 跟踪 目标通话 ， 实行管 理 ； 通 过Ｇ Ｐ ｓ 定位和 监控管 理系统 可 以对遇有 险 隋或发生 事故 的车辆 进行 紧急 援助 。 监控 台 的 电子 地 图显示 求助 信息 和报警 目标 ， 规 划最 优援 助方 案 ， 并 以报警 声 光提 醒值 班人 员进 行应 急处 理 。 比如警 车 、 救 护车 、 出租车 的导航 系统 的使 用 。 ５ 、 可在车 上进 行信 息查 询 ： 可为 用户提 供主 要 目标物 ， 如 对景 点 、 宾馆 、 医 院、 加油站 等建 立数 据库 ， 用 户能够 在 电子地 图（ Ｇ Ｉ Ｓ ） 上 根据 需要进 行查 询 ， 查 询 资料 可 以文字 、 语 言及 图象 的形 式显示 ， 并在 电子地 图上 显示 其位置 。 同时 ， 监 测 中心 可以利 用监测 控制 台对 区域 内的任 意 目标 所在 位置进行 查询 ， 车 辆信 息 将 以数字 形 式在控 制 中心 的 电子地 图上 显示 出来 。 三、 汽 车用 Ｇ Ｐ ｓ 卫星 导航 系 统在 我 国的应 用 和发 展 我 国２ Ｏ Ｏ ２ 年在 国产威 驰轿 车上成 功安装 了 电子 导航装 置 ， 揭 开 了汽车导 航 装置在 中国应 用的序幕 ， 标 志着 中国在实 施智 能交通上 又迈 出了实 质性 的坚实 步 。２ ０ １ １ 年 中 国汽车导 航销 售量 约 １ ２ １ ２ ． ５ Ｚ ｒ 套， 环 比增 长３ １ ． ３ ７ ％， 预计 未 来 两 三年 内 ， 一些新 兴产Ｊ ￣ Ｌ ｖ ｊ － 前、 后装导 航市 场 的促 进作 用 明显 ， 因此 ， 综合看 来 ， 汽车 导航 的整体 销售 市场 仍然 是上 升态 势 。 预计 到２ ０ １ ５ 年， 中国 大陆市 场 的车 辆导 航将 会 达 到１ ７ ０ ０ 万 台 的规模 。 １ 、 汽 车用 Ｇ Ｐ Ｓ － ￣航 车 载装 置 以及系 统 在我 国 的应 用发展 。 １ ） 汽车 用Ｇ Ｐ Ｓ － ￣航 车载 装置生 产 能力迅 速提 高 ， 其功 能 、 质 量也在 不 断提 升。 价格 与 国外 同类 产品相
【 摘 要］ 全球卫星定位系统（ Ｇ Ｐ ｓ ） 已广泛应用在陆路交通上 ， 以此为提供汽车现在位置和运动轨迹的信息 ， 以此提高了交通运输的效率， 减少交通阻塞 ， 降 低排放 污染 和 交通 事 故 ， 节 约了 出行 时间 ， 近年 有 向Ｃ ２ Ｃ （ 车 对车 的信 息交 流 ） 、 Ｃ ２ Ｉ 和Ａ ＤＡ ｓ （ 先进 驾驶辅 助系 统 应用 发展 的趋 势 。 本 文将 简要 介绍汽 车用 Ｇ Ｐ Ｓ ｑ ￣ 星导航 系 统 的发展 应用 和发 展趋 势 。 ［ 关键 词］ 汽车 Ｇ Ｐ Ｓ 卫ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ星导 航 系 统 发 展应 用 发展趋 势 中图分 类号 ： Ｕ ４ ６ １ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ —９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） １ ２ —０ １ ５ ６ — ０ ２
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浅谈汽车用 Ｇ Ｐ Ｓ卫 星导 航 系 统 的发 展 应 用 和发 展 趋 势
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（ 安 徽 电气 工程 学 校 安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
汽车导航 技术 的应 用极大 地改变着 人们 的出行 和生活方 式 ， 使行驶 中的 汽 车不 再是道 路 上的孤 立 物体 ， 因而 很快 受到 广大 用户 的重 视和欢 迎 ， 在全 球发 达 国家的应用 普及极 快 ， 目前各 国的 汽车公司 纷纷将 其作为 正常配 置或选 装件 面 向顾客进 行提供 。 它 利用用 户设备 ， 以空间卫 星进行 无线 电 自动 导航 。 驾驶者 只要 在 出行前 向系 统输 入起始 地 点、 选 路原 则 ， 即可 根据 汽车 装载 的行 驶系 统 到 达 目的地 。 这样 ， 既可 以提高 交通运 输 的效率 ， 减少 交通 阻塞 ， 还 可 以降低排 放污 染和交 通事 故 ， 节约 了出行 时间 。 与此 同时 ， 汽车 导航 技术近 年还 有 向Ｃ ２ Ｃ （ 车对 车 的信 息交 流 ） 、 Ｃ ２ Ｉ 和Ａ ＤＡ Ｓ （ 先进 驾驶 辅助 系统 ） 等 发展 的趋 势 。 汽 车 用Ｇ Ｐ ｓ 卫量 导航 系 统的 组成 完整的汽车导航系统应该包括全球卫星定位系统（ Ｇ Ｐ Ｓ ） 和车辆 自动导航 系统两 部分 。 １ 、 全 球 卫 星定 位系 统 （ Ｇ Ｐ Ｓ ） Ｇ Ｐ Ｓ 是英文Ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ （ 全球定位系统） 的缩写 ， 全球卫 星导航 定位系 统是 由美 国和 前苏联 各 自单 独发展 起来 的 ， 美 国称之 为全球 卫 星 定位 系统 Ｇ Ｐ Ｓ ， 前苏 联 的则称 为卫 星导 航 系统 Ｇ Ｌ Ｏ ＮＡ Ｓ Ｓ ， 两者 的作 用实 质是 相 同的 。 其主 要任务 是使 海上 舰船 、 空 中飞 机 、 地面 用户 及 目标 、 近地 空 间飞行 的导 弹 ， 以及 其他 卫星和 飞船 等 ， 实现 各种 条件 下连 续实 时的高 精度 三维 定位 和速 度测 定 ， 还可 用于 大地 测量 和高 精度 卫 星授 时等 。 Ｇ Ｐ Ｓ 定位系 统 由空 间卫 星、 地 面监控 和 用户 接 收设备 三部 分组 成 。 ２ 、 车辆 自动导 航 系统 车辆 自动导航 系统一 般是 由Ｇ Ｐ Ｓ 天线 、 显示 屏 、 带功 能按键 的主机 ， 以及 语 音 输出设 备构 成的 。 实 际 中一般都 是 利用用 户输入 目的地 、 在 车载屏 幕 上显示 电子地 图 ， 通过 汽车 音响 系统 来 输 出语 音提 示信 息 来实 现行 驶 中的导 航 。 ＝ Ｇ Ｐ ￥ 在汽 车导 航 及交 通管 理方 面 的应 用 汽车导 航及 定位 是在全 球卫 星定 位系统 的基 础上 发展 起来 的一 门新型 技 术， １ ９ ９ ４ 年Ｇ Ｐ ｓ 转为民用以来 ， 它在汽车上的应用获得迅猛进展 。 日本为提高 汽 车的定 位精 度 ， 采用 修正 式Ｄ — Ｇ Ｐ ｓ 技术 ， 利 用Ｅ Ｍｉｌ ｅ 进 行误 差修 正 ， 使定 位 精 度提 高 十倍 ， 即可达 到 ｌ 帆 嘴 度 的定位 等级 。 它 再辅 以道 路 交通通 信 技术及 自导式 电子地 图光盘 ， 其 覆盖率 已达８ ０ ＊ ／ ０ 的 日本地 区 ， 装车使 用率 已近半数 。 在 欧洲和 美 国正在 形成 巨大 的市场 ， 它们主 要采 用 中央导 航式 ， 即使 用地 面监 控 中心进 行 导航 等多 方面服 务 ， 如 在 防盗 、 追捕 罪 犯和 治安 巡逻 都派 上用 场 。 全球 第一 台汽车导航 装置 首次安 装在 １ ９ ８ ７ 年 的丰 田皇 冠轿 车 ， 受 限于 当时 的技 术水 平 ， 这 种尝 试性 装置 只 能使 用安 装在 车 上 的行 驶转 向和 车速 传感 信
