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浅析GPS车载导航系统组成及常用功能_环天世纪/HTGNSS

2016-05-04 11:20:16 环天世纪HTGNSS 阅读

德国人卡尔佛里特立奇本茨被称为汽车之父,世界上的第一辆汽车便诞生在德国,127年后的今天,汽车已经被广泛的应用在人们的生活中,随着汽车行业居高不下的火热行情,加上科技引领世界的理念,车载GPS导航被广泛应用于汽车领域。中国是汽车产销大国,汽车的增长带动中国GPS导航市场的发展,在未来的数年内,中国将成为全球最大的车载GPS市场,由于导航卫星、车载导航设备商业化应用环境以及卫星导航应有标准的成熟,车载导航系统将被消费者更加广泛的接受。

一、GPS概念

GPS即全球定位系统。简单说,这一覆盖全球24颗卫星组成的卫星系统,这个系统可以保证在任何时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时功能。全球定位系统是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

二、车载GPS导航仪的组成

GPS导航仪的运行光有GPS系统还不够,还需要一个汽车导航系统。它只能够接收GPS卫星发送的数据,计算出用户的三维位置、方向以及运动速度和时间方面的信息,没有路径计算能力。用户手中的GPS接收设备要想实现路线导航功能还需要一套完善的包含硬件设备、电子地图、导航软件在内的汽车导航系统。一部完整的GPS汽车导航仪是由芯片、天线、处理器、内存、显示屏、扬声器、按键、扩展功能插槽、地图导航软件9个主要部分组成。

三、车载GPS导航仪的常用功能

出行线路规划

提供出行路线规划是汽车导航系统的重要功能。它包括自动线路规划和人工线路设计。自动线路规划是由驾驶员确定起点和目的地,由计算机软件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、通过高速公路线路最少的路线计算。人工线路设计是优驾驶者根据自己的目的地设计起点、终点和途径点等,自动建立路线库。线路规划完毕后,显示器能够在电子地图上显示设计路线,并同时显示汽车运行路径和运行方法。

信息查询

为用户提供主要物标、旅游景点、宾馆、医院等数据库,用户能够在电子地图上显示的位置找到距离自己最近的。可以记录你常要去的地方的位置信息,并保留下来,也和可以和别人共享这些位置信息。

语音导航

用语音提前向驾驶者提供路口转向,导航系统状况等行车信息,就像一个懂路的向导告诉你如何驾车去目的地一样。导航中最重要的一个功能,使你无需观看操作终端,通过语音提示就可以安全到达目的地。

自动导航

画面导航,在操作终端上显示地图,以及车子现在的位置,行车速度,目的地的距离,规划的路线提示,路口转向提示的行车信息;重新规划线路当你没有按规划的线路行驶,或者走错路口时候,GPS 导航系统会根据你现在的位置,为你重新规划一条新的到达目的地的线路。

除了导航仪必备的常用功能,现在更多导航仪具有娱乐功能,通过USB或者更为方便的WiFi无线网络,还可以安装各种应用软件,例如网络通讯类软件新浪微博、QQ客户端、网络电视类手机电视、优酷客户端、视频播放器RockPlayer、3D媒体浏览器、另外还有水果忍者、愤怒小鸟、植物大战僵尸游戏等等。

四、车载GPS卫星导航系统的四大要素

为汽车驾车人指路的卫星导航系统,有下述4个重要因素:卫星信号、信号接收、信号处理和地图数据库。

车载导航卫星信号,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。

车载导航信号接收,GPS系统的工作原理是解析从同步卫星那里接收到的信号。投影在竖直的平面上,这些信号可以形象地表示为一个个的倒漏斗形。当这些“漏斗”的下半部分有一定的重叠时,GPS的解析程序就能够计算出汽车所在位置的坐标。

车载导航信号处理,GPS接收到的信号和计速装置所提供的信息,要通过接收器,提供给汽车导航系统,并由软件系统分析处理,重叠在存储的地图之上。
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车载导航地图数据库,当GPS提供的坐标信息重叠到电子地图上时,驾车人就可以看出自己目前的位置以及未来的方向了。这最后一个环节叫做成图,也是车载导航系统中最重要的一环。离开了成图导航系统就等于是没有了方向。

五、GPS的三大功能在汽车导航中的应用

三维导航是GPS的首要功能,飞机、船舶、地面车辆以及步行者都可利用GPS导航接收器进行导航。与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合,GPS可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能。

车辆跟踪功能就是利用GPS和电子地图实时显示出车辆的实际位置,并任意放大、缩小、还原、换图、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。

自动线路规划功能是由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。其他还可以为用户提供主要物标,如旅游景点、宾馆、医院等数据库,用户能够在电子地图上根据需要进行查询,对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助等,广泛应用于公安、消防、抢修、急救等车辆服务。

结语

车载GPS导航是GPS导航技术的主要应用领域,优点在于其定位和导航的功能都比较强,不过,其缺点也和优点一样突出,地图更新不方便,语音导航频繁出错、导航死机现象、市场假货、山寨机太多、产品售后服务不完善等。在市场需求和技术发展的推动下,随着各种客观环境的进一步完善,我国车载GPS导航需迈向产业市场规范化,以解决目前车载导航市场存在的问题。

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