汽车导航

汽车导航介绍；

借助GPS全球卫星定位系统的功能，让你在开车的时候随时随地了解自己。

确切的位置。其自动语音导航、最佳路径搜索等功能让你一路快捷，一体化的办公娱乐功能让你出行轻松高效！

GPS定位原理:

24颗GPS卫星在距离地面12000公里的高度绕地球运行，周期为12小时，这样就可以在任何时间和地面的任何一点同时观测到4颗以上的卫星。

因为卫星的位置是精确已知的，所以在GPS观测中，我们可以得到卫星到接收机的距离。利用三维坐标和三颗卫星中的距离公式，可以形成三个方程，求解观测点的位置(X，Y，Z)。考虑到卫星钟和接收机钟的误差，实际上有四个未知数，X，Y，Z和钟差，所以需要引入第四颗卫星，形成四个方程求解，从而得到观测点的经纬度和高程。

事实上，接收机往往可以锁定四颗以上的卫星。此时可以根据卫星的星座分布将接收机分成若干组，每组四颗卫星，然后通过算法选择误差最小的一组进行定位，提高了精度。

由于卫星轨道和卫星钟的误差，大气对流层和电离层对信号的影响，以及人为的SA保护政策，民用GPS的定位精度仅为100米。为了提高定位精度，差分GPS(DGPS)技术被广泛应用于建立GPS观测的参考站(差分站)，将已知的参考站精确坐标与观测值进行比较，从而获得一个修正数并对外发布。接收方收到修正数后，将其与自己的观测值进行比较，消除大部分误差，得到更准确的位置。实验表明，利用差分GPS可以将定位精度提高到5米。

车载导航系统主要由导航主机和导航显示终端组成。内置的GPS天线将从24颗绕地球轨道运行的GPS卫星中的至少三颗卫星接收数据信息，从而确定汽车的当前位置。通过将导航主机通过GPS卫星信号确定的位置坐标与电子地图数据进行匹配，可以确定汽车在电子地图中的准确位置。

在此基础上，将实现行车导航、路线推荐、信息查询、播放AV/TV等多项功能。驾驶员只需看着显示屏上的画面，听着语音提示，操纵手中的遥控器，就能实现上述功能，轻松自如地驾驶。

汽车GPS导航系统由两部分组成:

一部分由安装在车上的GPS接收器和显示设备组成；另一部分由计算机控制中心组成，两部分由定位卫星连接。

计算机控制中心由机动车管理部门授权设置，负责随时观察辖区内指定监控车辆的动态和交通状况。因此，整个汽车导航系统至少有两个功能:一是汽车踪迹监控功能，只要在汽车上安装编码GPS接收器，汽车无论行驶到哪里，都可以通过电脑控制中心的电子地图指示其位置；另一个是驾驶员的引导功能。车主可以将各个区域的交通路线电子地图存储在软盘上。只要将软盘插入车辆接收装置，车辆的位置和当前的交通状态就会立即显示在显示屏上。你不仅可以输入你想去的目的地，还可以事先编制出最佳行驶路线，你可以接受计算机控制中心的指令来选择车辆的行驶路线和方向。

车载卫星导航系统的四要素:

位于地球上方的地球同步卫星最初用于军事和航空导航。美国政府在20世纪80年代放宽了对使用同步卫星的限制，这为其后来的广泛采用开辟了一个新世界。随后的商业通信卫星大大提高了通信卫星的精度和覆盖范围。

自从有了高速公路，就有了地图来指引人们。但是，地图作为人的向导，往往会成为人与人之间紧张关系的来源。因为打印出来的地图往往跟不上街道的变化，难以辨认，会导致司机责怪旁边车上的人没有看地图，没有提供准确的指示。因此，一个能够在高空利用卫星信号对汽车进行准确及时的导航定位的卫星导航系统就成了无价之宝。

近年来，汽车导航系统的发展非常迅速。目前，人们不仅可以在购买新车时选择导航系统作为可选配置，还可以在现有的汽车上安装该设备，甚至可以配置一个移动卫星导航系统，在驾驶那辆车时放在那辆车里，或者带着它去野餐或爬山。

引导驾车人的卫星导航系统有以下四个重要因素:卫星信号、信号接收、信号处理和地图数据库。

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。基本上，GPS需要知道汽车的经纬度。在一些特殊情况下，GPS需要知道海拔高度才能准确定位。有了这三组数据，GPS定位的精度往往可以达到2 ~ 3米。

因为GPS需要车载导航系统在同步卫星的直接视线内工作，所以隧道、桥梁或者高层建筑会挡住这个直接视线，使导航系统无法工作。再者，导航系统利用三角形和几何定律来计算汽车的位置，所以汽车至少要同时处于三颗同步卫星的视线之下才能确定。导航系统的直接视线中的同步卫星越多，定位就越精确。当然，大部分同步卫星都在人口密集的城市上空，所以当你远离城市的时候，导航系统就不会很好的工作，甚至根本不会工作。

信号接收:

GPS系统的工作原理是分析从同步卫星接收到的信号。投射在垂直平面上，这些信号可以形象地表示为倒漏斗。当这些“漏斗”的下半部分重叠时，GPS分析程序就可以计算出汽车所在位置的坐标。一种类似陀螺仪的装置，用于飞机或船只的导航，可以在汽车行驶时连续提供汽车的位置。然而，当卫星信号中断时，车速表提供的数据被用来填补空白并记录行驶时间。

信号处理:

GPS接收到的信号和车速表提供的信息会通过接收器提供给车载导航系统，由软件系统进行分析处理，叠加在存储的地图上。

地图数据库:

当GPS提供的坐标信息叠加在电子地图上时，驾驶员可以看到自己当前的位置和未来的方向。这最后一个环节叫做测绘，也是车载导航系统中最重要的环节。没有地图，导航系统就没有方向。

汽车导航系统的地图数据库有很多渠道，其中最重要的是城市政府机构提供的区块数据库。对于一个好的车载导航系统来说，地图的数量和精度以及数据的时效性非常重要。无论GPS提供的坐标位置有多精确，如果你的导航系统不能提供你所在区域的地图，或者提供的地图是错误的，你的系统可以说是一文不值。因此，在购买车载卫星导航系统时，应注意以下事项:

首先，检查测试系统的准确性。选择一两个熟悉的路段或新开的酒店，看看系统能否准确显示汽车的位置。因为街道和路段总是在变化，所以您的系统也必须提供定期更新服务。

第二，考虑系统的存储容量。在美国，如果你想保存整个国家的所有地图，你至少需要三张光盘。因此，汽车导航系统也必须具有相应大的硬盘存储器。

第三，形象展示。汽车导航系统的图像显示器可以安装在汽车的仪表板上，也可以投影在笔记本电脑甚至掌上电脑的屏幕上。为了适应不同的天气和光照条件，图像显示屏必须有足够的亮度、足够的尺寸和良好的分辨率。

汽车导航系统分类；

GPS车辆应用系统一般分为两类:车辆跟踪系统和车辆导航系统。它们在功能上完全不同，一个是车辆防盗，一个是车辆自主导航。因为“只收不发”信号是GPS接收系统的一大特点，所以防盗用GPS跟踪系统就是借助通信网络和政府配套系统，为GPS车载防盗仪收取使用费提供解决方案。另一方面，车载导航仪通过接收卫星信号，配合电子地图数据，及时掌握自己的位置和目的地。自主导航模式不收取任何使用费，用户可以根据自己的需求选择性购买地图数据。

GPS技术是利用GPS卫星信号接收，可以24小时连续接收卫星发送的数据参数，计算出接收到的三维位置、三维方向、运动速度和时间信息。车载导航仪通过接收卫星信号，配合电子地图数据，及时掌握自己的位置和目的地。自主导航模式不收取任何使用费，用户可以根据自己的需求选择性购买地图数据。当用户在车内安装车载GPS后，无论用户在哪个城市、哪个乡镇、哪个郊区，我们都可以在一瞬间找到餐馆或最近的加油站。

全球定位系统的概念:

全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要用途是为陆、海、空提供实时、全天候和全球导航服务，并用于情报收集、核爆炸监测和应急通信等一些军事用途。它是美国全球主导战略的重要组成部分。经过20多年的研究和实验，耗资300亿美元。到1994年3月，已经布设了24个全球覆盖率达98%的GPS卫星星座。

全球定位系统由三部分组成:(1)地面控制部分，由主控站(负责管理和协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下，将搜索报文注入卫星)、监控站(自动数据采集中心)和通信辅助系统(数据传输)组成；(2)空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨迹平面上；(3)用户设备主要由GPS接收机和卫星天线组成。

GPS的主要特点是:(1)全天候；(2)全球覆盖；(3)三维定速计时精度高；(4)快速、省时、高效；(5)用途广泛，功能多样。

GPS的主要用途:(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急响应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等。(2)海洋应用，包括远洋船舶最佳航行路线的确定、船舶实时调度与导航、海上救援、海洋宝藏勘探、水文地质调查、海上平台定位、海平面波动监测等。(3)航空航天应用，包括飞行器导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人飞船防护探测。

GPS卫星接收机有很多种，按型号分为测地型、全站型、授时型、手持式和集成型。按用途分为车载、船载、机载、卫星载、导弹载。

经过20多年的实践证明，GPS系统是一种高精度、全天候、全球多功能的无线电导航、定位和授时系统。GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多模式的国际高技术产业。