GPS汽車導航系統

基本介紹

• 中文名：GPS汽車導航系統
• 外文名：Global Positioning System

概述

GPS汽車導航系統是將GPS、地理信息系統和現代通訊技術綜合在一起，研製成的一種新型汽車導航設備，具備監控、調度、報警，監聽遙控熄火和遙控斷油、電子地圖基於GPS的汽車導航系統顯示，自動存檔、系統自檢等功能，它可將汽車的任何動態位置隨時準確無誤地顯示在儀器的電子地圖上。導航儀的電子地圖自動跟蹤顯示汽車當前位置及周邊情況它存儲了我國各大城市道路的電子文通圖及高精度的全國公路網及其沿線村鎮以上級別的地圖，駕駛員可隨時在導航儀上查詢周邊半徑300km地區的地理信息。

GPS汽車導航系統 - 功能

GPS汽車導航系統

汽車導航系統可以顯示車輛當前所在位置，並將運行中有關道路圖、停車設施、道路屬性(道路名稱、單向交通路段、禁止轉彎路段、載重限制及淨空限制等)和其他有用的服務信息直觀地呈現在駕駛員面前，協助駕駛員在陌生的交通道路環境中準確掌握前往目的地的道路，當駕駛員將目的地輸入車中電腦，提出要求電腦便能根據市內道路情況、紅綠燈數、速度限制等選出最佳行駛路線並顯示在螢屏上。它不僅指示車輛避開擁擠阻塞的路線，還幫助疏散車輛。另外，它還有修改功能例如車主不小心錯過路口、沒有走該系統推薦的最佳路線、車輛位里偏離最佳路線200m以上，該系統會根據所在新位里重新為車主設計最佳路線。目前世界各國已有多種汽車導航系統產品並競相降低價格，我國也不例外。

GPS汽車導航系統 - 設備組成

汽車導航系統是由GPS導航、自主導航、智慧型化地圖匹配器、微處理器(MPC)或數字信息處理器 (DSP)、車速感測器、陀螺感測器、 CD-ROM驅動器或DVD-ROM驅動器，顯示器以及電子地圖資料庫相應的軟體組成。

汽車上需裝備主要有：GPS天線、GPS接收機 (接收板)、計算機(CPU)、CD-ROM驅動器及LCD顯示屏。

GPS汽車導航系統 - GPS導航設備

GPS汽車導航系統

由GPS天線和GPS接收機組成CPS導航設備。目前天空有兩套較大全球定位系統。除採用單一系統接收外也可以採用組合雙系統接收(GPS +GLONASS=GNSS)。由於兩個系統的工作頻率、坐標系、傳輸識別方法不同所以對天線和接收機的參數要作相應改變方可工作。根據衛星傾角、軌道面及其上面分布的衛星數目的不同(例如GPS 系統550傾角6個軌道面，每個軌道面上分布有4顆衛星。運行周期11小時58分)在地球上任一點最多可能接收到8顆衛星參數。而根據定位要求只要接收到4顆衛星參數就能求出地面定位坐標。為減少城市中高樓大廈的遮擋影響。美國Rockwell公司出品的12通道GPS-OEM板，常用作GPS接收機的主機。

GPS汽車導航系統 - 自主導航設備

該設備由車速感測器和陀螺感測器組成。當汽車行駛在隧道、高層樓群、高架橋、高山群澗、密集森林等地段時，將與GPS失去聯繫。在中斷信號的瞬間，機內自動導入自主導航系統此時車速感測器從汽車前進的速度檢測出車速脈衝通過汽車微處理器(MPU)的數據處理由速度和時間直接求出前進的距離。為了減少高速行駛中因輪胎受熱膨脹而影響計算精度的誤差要取一個距離係數進行修正。以提高導航的精度。陀螺感測器可直接測出前進方向的變化和行駛路線狀態，例如汽車行駛在勾狀山道、髮夾式彎路、蛇形路面、環狀盤形路、雪道空地打滑、輪渡過河等地段時所有這些曲線行駛的距離與衛星導航的經緯度比較會產生較大誤差此時只有通過陀螺感測器和微處理器的運算修正才能得到汽車的正確位置。車速感測器常採用數字里程表，陀螺感測器採用壓電晶體陀螺。

GPS汽車導航系統 - 地圖匹配器

由GPS導航和自主導航(包括車速感測器和陀螺感測器)所測得的汽車坐標位里數據、前進的方向和行駛路線軌跡在電子地圖上都存在一定誤差為了修正這些誤差，需採用地圖匹配技術。增加一個地圖匹配電路，對汽車行駛的路線(包括各種感測器檢測到的軌跡)與電子地圖上道路的偏差進行定時數字相關匹配。作出自動修正然後由微處理器整理程式進行實時快速處理在電子地圖上得到汽車正確位里的顯示。

隨著技術的進步，近年來利用模糊邏輯控制原理替代原來的複雜數字相關匹配技術組成的地圖匹配器，可以大大簡化系統結構，降低成本，提高精度。

GPS汽車導航系統 - LCD顯示器

世界平板顯示器發展表明，薄膜電晶體有源矩陣液晶顯示器(TFTAMLCD)是個發展方向。因為它每個像素後面都配了一個半導體開關器件來驅動從而實現了高亮度視頻圖象顯示具有對比度好、掃描線多、視角寬低反射等優點。日本導航研究會把三基色(RGB)TFTLCD制定為導航用的標準，尺寸為5.6英寸224640個像素(234 x 960)，6.4英寸449280個像素 (234 x 1920 )。這種顯示器由於視角寬亮度高，使得在副駕駛座和后座位上均能看到清晰的畫面。因而套用廣泛。在我國已生產。

最近國際上推出的寬屏幕畫面7英寸液晶顯示器，336960個像素(234 x 1440)，對角線180mm，縱模比16:9。它具有一般家用彩電功能通過增加電路能提供雙畫面和畫中畫畫面，縱向長距離擴大畫面顯示等功能這樣就實現了導航地圖畫面、電視接收重調多頻信息接收等多種功能。給駕駛員長途駕駛帶來樂趣。

GPS汽車導航系統 - 通訊系統

車輛的移動性決定了系統的通訊必須採用無線電通訊方式，現在常用的通訊方式為常規通信、集群通信GSM的簡訊息業務三種。其中GSM的簡訊息業務用於定位數據傳輸，目前較為流行。因其頂蓋面範圍廣，可以實現全球通但是時間問題是制約其發展的重要因紊。我國GSM公用數字移動通信是覆蓋面最大、系統可靠性最高、保有量最多的數字移動通信系統利用GSM傳輸、GPS信息及其他信息是一種經濟、有效的通信方式。

GPS汽車導航系統 - 基於GPS的公共汽車線上跟蹤控制系統　由於公共汽車線路固定，不存在選擇最佳行駛路線的要求。採用GPS定位系統的目的主要在於跟蹤控制車輛，及時調度方便乘客。為進一步方便乘客和調度車隊新加坡新巴(SBS)已在試驗實施GPS公共汽車線上路跟蹤控制系統。該系統包括：安裝在主要公共汽車站的乘客顯示牌。基於GPS的公共汽車線上定位系統(每輛公共汽車上都配有車載計算機及GPS定位機)公共汽車駕駛員顯示屏中心控制計算機等。中心控制計算機時刻跟蹤監視每輛公共汽車。監視其預定的到站時間甚至每輛公共汽車的上座率，並在各站點的乘客顯示牌上通知試圖等車乘客關於公共汽車的運營情況以便乘客更好地計畫自己的行程，減少等車時間，同時也使車隊更好調節車輛發車的頻率。

GPS汽車導航系統 - 基於GPS的計程車隊自動調動系統　計程車已成為各大城市僅次於公共汽車的重要交通方式。由於新加坡計程車費低廉，因此，高峰時很難租到車，而平常計程車的空駛率又很高。為了提高道路利用效率，更有效的利用計程車，新加坡幾家大型計程車公司分別採用和準備採用基於GPS的計程車隊自動調度系統該系統允許等車的乘客通過電話接入系統控制計算機。待乘客輸入諸如起訖點和時間後。計算機通過GPS搜尋到與乘客接近的空車並將需要信息以閃爍方式顯示在駕駛員顯示屏上，此時，若駕駛員接受該客人可按應答鍵確認接受。待駕駛員按下確認鍵後，該客人的起訖點等信息才予顯示(防止駕駛員拒載)。若駕駛員不接受，則在按”不接受鍵“ 後系統會自動搜尋另一部較近的計程車。對經常用戶，系統還可提供定時預定計程車，定點接送等服務。

基於GPS的車隊調度系統的效益不僅在於有效的調度計程車而更重要的是在於裝載這套系統的計程車已經成為車輛探測器(Vehicle probe)。成千上萬的24小時服務的探測器，為城市交通監視與控制提供了極寶貴的基礎資料。

GPS汽車導航系統 - 基於GPS的行車記錄儀

行車記錄儀主要用於記載車輛運行路線、運行速度及加速度變化情況以便管理部門檢查車輛的運行情況。對遇疲勞駕駛、車輛超速等文通違章約束駕駛員不良駕駛行為保障車輛行駛安全有重要作用。並且為交通安全管理部門提供了有效的執法工具。歐盟、日本等國家20世紀70年代開始以立體的形式，在部分客運和貨運汽車上強行安裝汽車行駛記錄儀。行車記錄儀由GPS接收機、電子地圖及電子地圖匹配器、處理器等組成.它實時接收移動車輛的GPS定位數據，並將其通過坐標轉換，由地理坐標變為螢幕坐標，在電子地圖上以一定符號顯示車輛定位的動態軌跡可以全螢幕顯示、縮放和分層顯示，還可以選擇任意路段回放車輛軌跡並任意選擇回放速度。

由於行車記錄儀的任務只是進行車輛軌跡的描述，不需要通信系統，因此結構非常簡單成本低廉，而且容易實施。因此，國內外套用相當廣泛。