基于GPS的车载定位与导航技术.docVIP

基于GPS的车载定位与导航技术 Based on the GPS vehicle positioning and navigation technology 摘要：GPS技术已经日趋成熟，以全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点及其所独具的定位导航、授时校频、精密测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应用领域 机动车的增长率远远高于道路修建的速度，从而造成交通拥堵、环境恶化大力发展智能交通系统（ITS）已成为解决交通问题的有效的出路。利用，借助电子地图等其他手段，可依据城市道路拥挤状况和选择，从而避免道路选择的盲目性，提高了城市车辆的调度和管理水平，减少车辆行驶时间和油耗，从而保证城市道路系统负荷的均匀性，达到改善交通状况的目的。 随着生活水平的提高，尤其是车载越来越多地受到业界的关注。 下面就以GPS 为切入点介绍它在车辆定位与导航中的应用。 图1 国外汽车电子技术的发展大致经历了三个阶段：第一个阶段从上世纪60年代中期到七十年代末期，为局部应用阶段；第二阶段为70年代末期到90年代中期，机电一体化思想和技术运用到汽车设计中；第三阶段从上世纪90年代中期到2010年为全面应用阶段。 欧盟、日本等国家早在20世纪70年代就开始在部分客运车辆及货车上强制安装使用记录仪，经过靠近30年的发展，已经形成了一套体系完善，车辆监控、调度制度健全的全国范围内的车辆行驶监控中心，大大减少了由于汽车行驶安全带来的人员和财产的损失，也因此受到物流运输、汽车租赁、企事业单位、保险公司和交通管理部门的欢迎。国外在车载智能终端方面的研究受市场需求量的驱动发展迅速，从其稳定性、安全性、易用性、完善性角度比较走在了世界的前列。 从九十年代初期开始，至今有六、七年的时间，GPS车辆跟踪系统应用走过 了极其起伏而缓慢的发展道路。至少有两次起落。1991—1995年间是第一波，当时有成十上百家公司都来抢占GPS车辆跟踪系统市场，其中也不泛有几家具备经济实力的公司，但真正成功者不多。究其原因不外乎两个一是市场尚未形成，用户还没有迫切需求；二是技术途径尚不完善，做成的大多是实验室内刚出笼 的，还达不到商品化程度。鉴于上述原因，车调产品一直上不了量，成不了规模。致使从事车调系统的公司绝大多数造成亏损，不少公司只好退出这个行业。估计 总投入三、四千万元，装车约300辆，但实际投入运行的却不多。1996—1998年期间。正是GPS车辆跟踪系统市场的整顿、巩固、充实、提高时期，在对原有 的不良系统进行改造的同时，还有新的系统在建立，如河南天网、广东天网相继出现，还有多个具有水平的集群系统出现。从而在三、四十个城市建成了金融车辆和公安车辆跟踪系统 ，装车总量为三干辆左右，耗资近一个亿。1999年始GPS车辆跟踪系统市场又出现了新的一波 ，出现了快速增长的势头，此时的市场趋 于逐步成熟，我国的GPS车辆跟踪系统的技术有了较大提高与发展，作为系统的卡脖子问题的通信网络通过采用GSM公众网的短信息服务找到了新的出路，这对 上档次上规模无疑是大有益处的问题是市场上真正成为工业化的产品不多，而 且有一些急于求成的公司把不太成熟的产品推向市场，可能会对GPS车辆 跟踪 系 统 市场 造 成 一 定 的负 面影 响 。这一点应引起大家的关注。如果有关部门和公司能紧密配合，促进GPS车辆跟踪系统市场的有序发展 ，把它从特种车辆应用扩展到公众车辆应用，则在未来的二、三年之内每年能达到5—10万辆车的装车量完全是可能的 ，每年的相关产值有可能达到7—8个亿。 GPS车载系统的应用 基于GPS的车载定位与导航技术和交通管理工程中的研究与应用已经取得了一些成果： 公交车调度 利用GPS车载定位与导航技术可以更具公交路线安排，结合车辆发回的各种信息（如交通阻塞、机车故障等），适时将调度命令发送给司机，及时调整车辆运行情况。该技术还可以应用于车辆、路线和道路等有关数据的查询功能，便于实现有效管理。具体一点，可以利用这种技术设置电子站牌，显示车辆运行信息，预测到站时间。图（2）为公交调度站点模拟图。 图2 出租车调配与信息服务 发达国家已普遍采用卫星定位监控系统对出租车进行调度管理。在我国一些城市，也有越来越多的出租车开始安装卫星定位监控系统。GPS车辆监控调度系统在出租车中应用最广泛的是“打车服务”，如腾讯的“滴滴打车”等，能够有效的利用出租车配置，节约双方的时间。利用GPS还可以实现路况信息实时监测、电子安全保护和报警防劫等功能。图（3）为出租车打车服务示意图，从图中可以看出，监控指挥中心、电召服务中心、数据资源中心、出租车客户端、GPS卫星几者之间的关系。 图3 （3）特殊车辆实时监控 利用GPS车载定位与导航技术可以实现对运钞车、长途运输车等特殊交通