车辆定位与导航系统考试要点.pdf

车辆定位与导航系统考试要点

第一章智能交通系统概论

一．车辆定位在ITS中的地位

GPS车辆导航系统是ITS的最大用户市场，今日的车辆导航定位和远程信息处理技术
市场使人们回想起了上个世纪80年代的计算机工业。而上述两项技术一个重要基础
则是全球定位系统（GPS）。同时，这两项技术也代表了GPS设备最有希望的两个应
用。尽管推动这两个市场的动力不尽相同，但它们共用一个相似的技术平台--移动目
标，而且每一个都综合了一个位置敏感装置--典型的为一台GPS接收机，另外还拥
有一个无线传输系统，后者被用来同中心联系。据欧美国家的ITS应用统计，以GPS
为基础的道路导引/车辆导航系统已成为当前最大的ITS用户市场，并占据了全部ITS
用户支出的29%（以上回答是在网上查找，有可能不对，慎用）
第二章智能车辆定位导航系统的组成与原理

一.车辆定位与导航系统原理框架图

二.智能车辆定位与导航系统功能模块组成及作用

1.电子地图数据库模块：电子地图数据库是现代车辆导航系统必不可少的组成部分，它包
含以预定格式存贮的数字化导航地图，为系统提供诸如地理特征、道路位置及坐标、交通规
划、基础设施等多种重要信息。
2.地理信息引擎模块：是操作和查询电子地图数据库的接口，提供电子地图的显示、浏览、
动态刷新、缩放等功能和相关的信息检索与查询服务。
3.定位模块：由定位传感器和数据处理机滤波电路组成，其功能是提供实时、连续的车辆
位置估计，以使系统能够正确辨别车辆当前的行驶路段和正在接近的交叉路口。

4.地图匹配模块：将定位模块输出的位置估计与地图数据库提供的道路位置信息进行比
较，并通过适当的模式匹配和识别过程确定车辆当前的行驶路段以及在路段中的准确位置。
5.路径规划模块：是帮助车辆驾驶员在旅行前或旅途中选择合适的出行路线的过程，通常
是依据电子地图中的交通路网信息，提供从车辆当前位置到目的地之间总旅行代价最小的路
线供用户参考。
6.路径引导模块：是帮助驾驶员沿预定路线行驶从而顺利到达目的的的过程
7.无线通信模块：能够进一步增强车载导航系统的功能，通过无线通信模块，车辆及其使
用者和交通管理系统之间能够互相交换实时交通信息，使车载系统和公路网络工作更加安全
和有效。
8.人机交互界面模块：提供用户与车载计算机系统间的交互接口，用户通过它将地图显示
信息查询、路径规划等操作指令输入到计算机系统中，计算机系统也通过它将以数字地图为
背景的车辆位置、最优路径规划结果、实时驾驶引导指令等用户需要的信息以语音提示、可
视图形等多媒体方式返回。
三．智能车辆定位与导航系统在ITS中的应用划分

划分为三个层次：自主导航系统、单向通信系统和双向通信系统。
自主导航系统的缺点是不能提供基于实时交通状况的动态路径引导功能，也不能向
交通中心报告车辆当前的状况。单向通信系统由交通信息中心和车载导航设备组成，前者负
责采集、分析和处理实时交通信息并向在路网中行驶的车辆广播，用户可随时通过车载信息
接收装置获取最新的道路状况以进行最佳路线选择。与自主导航系统相比，单向通信系统可
以提供动态的实时路径引导功能，其缺点是信息中心不嫩能够接收到车辆的反馈信息，无法
获取交通流量的即时分布情况。双向通信系统真正在信息中心和出行者之间实现了双信息交
换，交通中心在为移动车辆提供信息服务的同时也能够获取车辆的当前位置、目的地和预定
行驶路线等信息，因而能够进行准确的拥堵预报和及时流量疏导，从而实现了对交通流的动
态监控、动态预测和动态管理，是真正意义上的先进交通系统。
第三章GPS定位方法

一．当前在国内国际已定和待定的卫星定位导航系统

已定的：包括NNSS（子午卫星系统）、GPS（第二代卫星导航系统）
待定的：还将研制第三代GPS卫星BlockⅡF
二．GPS的特点

1.全球地面连续覆盖。由于GPS卫星的数目较多，且分布合理，所以地球上任何地点均可
同时观测到至少4颗卫星，从而保障了全球、全天候连续的三维定位；
2.功能多，精度高。GPS可为各类用户连续地提供动态目标的三维位置、三位速度和时间
信息。利用C/A码单点定位精度可以达到14m，测速精度可以达到0.3m/s，测试精度可以
达到500ns。
3.定时定位。利用GPS导航，可以实时地确定运动目标的三维位置和速度，有刺激可保障
运动载体沿预定航线运行，也可实时的监视和修正航行路线，并可选择最佳航线。
三．GPS导航电文中包含信息

数据码（D码）有地面监控系统生成，又称导航电文，它包括：卫星星历、时钟改正、电
离层时延改正、大气折射改正、轨道摄动改正、卫星工作状态以及C/A码装换到捕获P码的

信息。单行电文格式为：主帧、子帧、字码和页码。
四．图解法说明GPS定位原理