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导航系统

导航系统通常导航系统是一些基础功能的集合,包括:“定位”、“目的地选择”、“路径计算”和“路径指导”。系统在其较高的性能系列中也提供彩色地图显示。所有这些功能要求有一个道路网的数字化地图,它通常存储在CDROM中。

常见的GPS导航系统一般分为五种形式:手机式、PDA式、多媒体式、车载式、笔记本式。随着智能手机的普及和PDA功能的手机化,前三种形式开始出现交叉。而车载式除了前面提到的与CD机头集成在一起的产品外,许多车型原车自带的GPS也属于这种类型。而笔记本式产品在使用便捷性上受到一定的限制,除了一些发烧友外,很少有人将其用于汽车导航。

1、手机式GPS

采用S60智能系统的诺基亚系列手机是手机式GPS导航系统的典型代表。通过蓝牙系统接驳一个GPS信号接收模块LD-3W(其他型号包括LD-1W、LD-4W),便可以通过手机内的导航软件进行导航操作了。

总体看来,手机式导航系统携带方便,一个小小的模块丝毫不会成为负担,价格相对众多GPS产品也比较低廉,尤其是当你本就拥有一台S60手机,只需要在多付出700元左右即可获得详细的导航功能。当然你也可以像我一样,在得到一个模块后,购买一部1500元的S60手机。

2、PDA式GPS

现在市场上出现了许多PDA+手机的组合,多普达便是一个主要的品牌,兼具手机的功能和PDA的实用性,使得许多商务人士对于这类的产品情有独钟。毕竟与S60系统相比,无论是Palm系统还是WindowsMobile系统,所支持的各类软件都要更加丰富,产品的功能性也更强。当然这类产品的导航功能有时候还是需要蓝牙GPS接收模块配合的。

PDA式GPS由于导航系统接收端子内置于机身,因此需要时刻注意机体的位置,最好始终置于前风挡下。

3、多媒体式GPS

也有一些人把这一类型的产品称为车载GPS,可以这么理解,除了放在车上使用外,它们几乎没有其他功能可言。而也正是由于这种功能的单一性,使它们可以做得更加简便而实用。

这一类型的GPS根据功能的不同也有各种价位,除了个别低价或高价机型,主打产品价位还是集中在3000-5000元的范围内,这一区间内的GPS导航系统也是目前市场上最为主流的。

大部分车主更青睐于多媒体式GPS的主要原因还是在于它的简便易用。

4、车载式GPS、笔记本式GPS

对于这两种产品没有什么可过多谈论的,与机头整合在一体的GPS价格向来不菲,如果不是出于对影音娱乐系统本身有更高的要求,那么选择这种系统完全是在充大个。而厂家原车选配的GPS系统除了在购车时需要支付更高的价格外,后期的地图升级同样花费甚高,一般一张DVD地图光盘都要近千元的价格。

而笔记本式GPS更多的还是以一种发烧玩乐的状态出现的,虽然笔记本已经小型化,但仍旧不能像其他产品一样单纯依靠一个吸盘进行固定,在车上抱着一个10英寸的家伙做导航也不是件易事,它更多地还是适合GPS发烧友进行自制地图的测试、修改或软件的试用。

论基础上的位置,你可以使用多功能显示器,提供前面的道路,最近,加油站,宾馆,酒店,以及其他信息的最佳路线。如果GPS信号中断,不幸的是你丧失了,不用担心,全球定位系统记录您的路线,你也可以按道路的回报。当然,这些功能都离不开从已经提前做好准备与该地区的地图软件。

汽车GPS导航系统也有一个很大的特点是防盗,分为被动式防盗和动态跟踪分歧。前者是指业主离开汽车,停泊的车辆符合其自身的监控系统,通过对GPS监控中心,警报,并与业主的手机,电话报警,自动链接等盗窃,破坏,移动,车辆后者可以行使被盗车辆定位跟踪,状态监测,汽车跟踪记录,甚至控制车辆断电,油等

(一)概述

北斗卫星导航系统BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。

(二)发展历程

卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设,一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年,首先建成北斗导航试验系统,使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域,产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。为更好地服务于国家建设与发展,满足全球应用需求,我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。

某北斗相关企业董事长在2012年9月24日举行的《首届中国卫星导航与位置服务年会》上透漏,自2011年7月份起,相关企业自发的组织了一个项目团队,完成了基于北斗的车载卫星导航系统产品,从而实现了北斗卫星导航在民用领域的初步探索,并达到了北斗卫星车载导航万台批次生产能量。 [1]

(三)建设原则

北斗卫星导航系统的建设与发展,以应用推广和产业发展为根本目标,不仅要建成系统,更要用好系统,强调质量、安全、应用、效益,遵循以下建设原则:

1、开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放,为全球用户提供高质量的免费服务,积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作,促进各卫星导航系统间的兼容与互操作,推动卫星导航技术与产业的发展。

2、自主性。中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统,北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。

3、兼容性。在全球卫星导航系统国际委员会(ICG)和国际电联(ITU)框架下,使北斗卫星导航系统与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作,使所有用户都能享受到卫星导航发展的成果。

4、渐进性。中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展,不断完善服务质量,并实现各阶段的无缝衔接。

(四)发展计划

目前,我国正在实施北斗卫星导航系统建设,已成功发射两颗北斗导航卫星。根据系统建设总体规划,2012年左右,系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力;2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

(五)服务

北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务,包括开放服务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户,提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

为使北斗卫星导航系统更好地为全球服务,加强北斗卫星导航系统与其它卫星导航系统之间的兼容与互操作,促进卫星定位、导航、授时服务的全面应用,中国愿意与其它国家合作,共同发展卫星导航事业。

伽利略定位系统(Galileo Positioning System),是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统,有“欧洲版GPS”之称,也是继美国现有的“全球定位系统”(GPS)及俄罗斯的GLONASS系统外,第三个可供民用的定位系统。伽利略系统的基本服务有导航、定位、授时;特殊服务有搜索与救援;扩展应用服务系统有在飞机导航和着陆系统中的应用、铁路安全运行调度、海上运输系统、陆地车队运输调度、精准农业。2010年1月7日,欧盟委员会称,欧盟的伽利略定位系统将从2014年起投入运营。

GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称,而其中文简称为“球位系”。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,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。在机械领域GPS则有另外一种含义:产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS。

有24颗卫星组成,精度在10米左右,军民两用,设计2009年底服务范围拓展到全球;

1、定位

查找位置,依靠合成定位法。其方法是将路线单元按照数量和角度轮翻地不断相加。这个过程包括了误差的积累,但这些误差被不断地与数字地图(地图匹配)的道路位置相对照而得到补偿。由于有GPS卫星定位系统,车辆超出数字化道路网络范围的短途旅行或经海运或铁路运输后,导航系统仍然能正常导航,没有任何问题。

2、传感器

为查找位置,经常使用2个车轮传感器测定旅程和方向的变化,用地磁传感器测定旅行的绝对方向。

实质上,在数字地图范围以外的旅行,GPS定位系统修正大的传感器干涉,或确定重新进入储存道路网络的修正点。更现代化系统,仅需要一种简单的旅行信号,如经常利用速度决定汽车无线电的音量控制。方向的变化用偏航率传感器(陀螺仪)来确定。地磁传感器已是多余,现在已能通过来自CP信号的多普勒效应测定旅行的绝对方向。

1、姓名地址录

数字CD地图包含姓名地址录。因此目的地能够作为一个地址被登录,CD的所有地区目录(城镇、村庄)可用来查找要求的目标,依次列出存储的道路/街道的名字。为进一步准确地查明目的地,还可能找出道路/街道十字路口或街道号码。然而,显示出的门牌号仍然是非常有限的,因为要弄清这些数据的花费太大。一些驾驶员很少知道目的地的地址,例如飞机场、火车站、服务站台、汽车停车场和更多地方。由于这个原因,有分类地址录列出了这些人们经常关心处的地址(POIs)。利用这些地址登录甚至可能在车辆附近找到加油站。在地图显示上标明目的地或呼唤先前储存的地址是进一步的选择。

2、旅行指南

作为选择POIs的合理发展,CDs现在已可用作旅行指南,它是出版公司和数字地图制造商共同合作的结果。例如:这些CDs为能用来查找目的地附近的旅店。CDs信息还包括POIs的大小、价格和设施。

1、目的地选择

它必须能与驾驶员希望的路径计算相适应。在许多系统中,用行驶时间或行驶里程数进行优化配置。路径计算应注意到某些作业,如避免高速公路/汽车公路、摆渡连接和收费路段。一旦目的地确定后到达目的地的初次计算必须在半分钟内完成。如果驾驶员脱离推荐的路径,这就需要该系统进行路径的重新计算,仍然很快。要选择替代路径,驾驶员按一下按钮就可绕过拥塞路段向前行驶。

2、动态路径选择

自动地绕过交通阻塞地段行驶,可利用RDS-TMC编码交通信息的估算来实现。这些信息可以由RDS或GSM来接收。

1、路径的决策

路径指导是通过将车辆现在的位置同计算机计算的路径相比较来实现。从已经过的路段和将要继续行驶的路径进行全面分析后,系统即能决定驾驶员是否必须改变方向,还是继续沿着现在的路前行。

2、推荐路径和方向

路径和方向的建议、指导是首位并首先以声响提示。这样可使驾驶员按提示运行而不影响其操作。如在主视范围(仪表板)内有可能,则装上简单图形显示,驾驶员更能把握方向。声音和图形指示方向的简明性是路径指导质量的决定性因素。从显示地图中确定行驶方向并非首选,因为它会分散驾驶员的注意力。

3、动态路径

交通阻塞是借助交通信息码评估自动地绕行避开的。该信息码是在无线电数据系统的交通信息频道(RDS-TMC)中无声地传播的,与收音机节目平行发布。它们已纳入GSM服务中。

根据该系统的设计,地图可用彩色监控器显示出来,地图比例约为1:8000到1:16x10之间。根据图形比例可观察到邻近的或更远的路线。驾驶员的方位校正是借助于地形学背景资料的支持,它们显示如湖泊、河流、沟渠、高楼林立的区域、铁路和森林等。

CD-ROM已经成为存储道路图的主要媒体。数据的存储结构是制造商的专有技术(保密)并显著地影响系统的性能。由于这个原因,目前市场上的CDs属于不同制造厂商各自的系统,互不兼容。正在努力使导航CDs标准化。

由于数字化区域的规模在发展,录制道路网的完整性和附加信息资源的不断增加,在可预见的将来CD-ROM的容量(最初看似如此巨大)将被消耗尽。数字通用光盘(DVD),其容量超过CD-ROM好多倍,肯定会成为其继任者。


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