汽车导航系统在交通管理中的作用

汽车导航系统是全球卫星定位系统（GPS）基础上发展起 来的新型技术。从功能上看，最早的导航系统只能显示汽车航行的方向及达到目的地的距离，目前，已发展出比较先进的具有汽车导航功能、防盗功能、调度功能、汽车主要工况的监测报警等功能的综合系统。从设备看，原先只是仅由汽车行驶方向及距离传感器、CPU、CRT等组成的小设备，目前已发展成利用“3C技术”，即计算机（computer）、通信（communication）及控制（control）技术结合的“DGPS—差分全球卫星定位系统”，建立了具有行车导航、控制等功能的综合系统，而且民用导航系统的精度已达到米级。 

1 汽车导航系统是一种能接受定位卫星信号，经过微处理器计算出汽车所在精确经度和纬度以及汽车速度和方向，并在显示器上显示出来的一种装置。

汽车电子导航系统元件的车上位置 导航系统是由地图文件装置构成的地图信息系统、由导航传感器和计算机组成的位置标定系统以及由显示部、操纵部、计算机构成的人机接口系统构成。当从外界接收交通信息时，还要增加由天线、接收装置组成的外部信息系统，其元件在车上的位置如图2所示。 

2  汽车导航系统的功能 GPS导航系统具有GPS卫星导航定位、电子地图浏览查询、智能的路线规划以及全程的语音提示等功能，具体如下。

2.1  对目的地路途引导的动态信息检索 汽车导航系统是汽车信息通信，是将当前位置显示在显示器的地图上，对到达目的地的路途进行引导。将来将会和交通信息系统的基础设施相结合，附加交通拥堵等动态信息检索。

2.2  具有快速再检索功能 导航系统除了用来指路导航外，还有其他用途。例如：当道路不通时，可提供出另一条最近的行车路线。再如：寻找附近的加油站、自动提款机、商店、酒店等。

2.3  转向语音提示功能 如果前方遇到路口或者转弯，系统具有转向语音提示功能。如：前方100米右拐、前方目的地等。

2.4  提供丰富的菜单和记录 整个系统建立十分丰富的地名索引，可用×××路、×××道、××号数来检索。 

2.5  扩大十字路口周围建筑物和交通标志功能 凡行驶在交叉十字路口或高速公路进口处，都有自动显示扩大了的附近全画面图，指出汽车位置、交叉点的名称、到交叉点的距离、拐弯后的路线名称及方向。

2.6  扩展功能 为了及时了解路面车辆情况，该系统设有多种扩展接口，以便与交通管理部门、邮电部门、建筑部门的VICS、ATIS、IIS联网。实现自助选择道路和无阻挡行驶。

2.7  导航系统部件和娱乐系统部件共用 随着汽车电子设备的迅速发展，许多复杂电路被集成到车辆结构中，很多导航系统部件可与娱乐设备集成一体。导航系统中的导航信号接收机、控制系统、存储器、可视显示设备、声音设备可同时支持导航与娱乐。 

3  汽车导航原理 汽车上使用的汽车导航系统主要应用的是GPS卫星导航和惯性自律导航。 GPS（Global Positioning System）全称为全球定位系统。GPS主要由24颗导航卫星组成，可以24 h不间断、全天候地提供全球范围内高精度定位和导航信号，在军事和民用（军用和民用的精度不同）的许多领域都有广泛的应用。当GPS接收机同时接收到4颗以上的卫星发出的信号时，经过计算处理后，就可报出GPS接收机（目标）的位置（经度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）等。当可能遭受偶然的干扰，如坏天气的影响、隧道和建筑物的遮挡、超宽无线电干扰等。与GPS卫星失去联系、中断信号的瞬间，机内可自动导入自律导航系统。 当汽车导航系统和电子地图系统配合使用时，就可以在电子地图上显示出车辆的实时位置和行驶路线、方向以及速度等参数。同时汽车导航系统中的地图匹配电路，对汽车行驶路线与电子地图上道路误差实行数字相关匹配，作出自动修正。

3  汽车电子导航系统控制关系 

4  GPS导航系统在交通管理中的应用 汽车导航系统的特点有：实现实时位置测定、具有自动检索与图像放大等功能，自动修正车辆位置，在交通行业控制管 理中起着重要的作用。

4.1  车辆跟踪 汽车GPS导航系统中的LCD显示器具有对比度好、扫描线多、视角宽、低反射等特点，实现了高亮度视频图像显示。 利用GPS和电子地图可以实现显示出车辆的实际位置。（电子地图的关键技术是车辆定位和各种比例尺的地图。）电子地图包括道路、地名以及各种设施。除了显示本车位置和方向外，导航信息还有已行驶轨迹、当时位置到目的地方向和直线距离。可用多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪，可对重要车辆和货物进行跟踪运输。 

4.2  信息查询和提供***的行驶路线 由驾驶员确定起点和终点，由计算机能根据全球定位接受系统的信号和传感器输入的信号、地图数据计算处理后，通过显示器显示到屏幕上。通过检索查询找到要去的目的地和***的行驶路线。如旅游景点、宾馆、医院等数据库。 使用RF调制解调器建立与RF交通信息系统（VICS）的联系，得到交通堵塞、道路障碍、施工、停车场情况等，使驾驶员作出快速反应，解决城市交通堵塞问题。

4.3  话务指挥 导航系统中的GPS信号接收机主要由天线单元和接收单元两部分组成。接收单元主要包括以下部件：信号波道、存储器、计算与显示装置。当GPS信号接收机同时接收到卫星发出的信号时，经过计算处理后，就可报出相应的自检信息。其中，CD-ROM播放器还可用来存储数字地图库和导航软件，以及播放音乐。 指挥中心可以监测区域内车辆的运行状况，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟踪目标通话，实行管理。

4.4  紧急援助 通过GPS定位和监控管理系统可以把交通原始信息数据集合、处理，并利用一定的交通预测得到进行导航所需的路网交通信息，通过通信网络向监控中心发出报警信号、求助信息。例如：为110、119、120、工程抢险等车辆服务。 总之，汽车导航系统是随着空间技术的发展而出现的一种空间基准的无线电导航系统。目前，汽车导航系统正在实现与地面交通管理网络的联机，汽车导航系统是“汽车—道路—人—环境—交通管理”系统中的重要组成部分，加快了未来交通向智能化发展的速度。与此同时，汽车导航系统必将会在诸多领域得到越来越广泛的应用。

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