张慧宁[1]2008年在《基于联合卡尔曼滤波的车辆定位系统的研究》文中认为智能交通系统(ITS)是一个开放的复杂巨系统,是新兴的交叉学科研究领域。智能车辆定位与导航系统是新型汽车信息电子产品的典型代表,它的应用对缓解和改善城市交通状况、促进行车安全和提高道路的通行效率具有重要意义。而车辆组合定位系统是ITS应用研究的一个主要内容,是集定位系统、地理信息系统、数据库查询系统、数字蜂窝通讯技术等于一体的综合系统。近年来,如何使GPS定位技术与DR航位推算系统及地图匹配系统更好的结合起来已成为车辆导航定位系统研究中的一个重要内容。本文从成本、可靠性、定位精度和技术支持等方面出发,确定GPS定位系统、航位推算(DR)与地图匹配(MM)相结合的车辆组合定位系统。GPS和航位推算法是车辆导航定位系统常用的组合定位方法,虽然能够提高导航定位系统的精度和可靠性,但导航定位数据仍然存在一定的误差,并且在GPS信号长期丢失的条件下,DR系统的误差也会因为长时间得不到校正而变大。利用陀螺仪和里程仪组成DR系统,根据DR系统原理及GPS/DR组合的结构组成,建立组合定位系统的数学模型,采用自适应联合卡尔曼滤波方法,提高了组合导航定位系统的可靠性和实用性。而移动目标的精确定位要求人为对其进行校正,在实际系统中采用地图匹配方法来提高DR和GPS系统的精度。电子地图与GPS/DR组合导航定位系统相结合使用,提出了一种用基于D-S证据推理的地图匹配算法来确定误差区域和选择匹配道路,用基于模糊逻辑的导航定位数据校正算法对定位结果进行校正。两种方法相结合取长补短,实现了误差区域、匹配道路和定位数据校正三者的最优组合,并与改进前的算法进行分析比较,充分说明这两种方法相结合,具备较高的实时性和正确匹配率。同时,采用经典Dijkstra算法,得到行车距离最短路径。本论文研究了联合卡尔曼滤波在车辆定位系统中的应用,其算法具有全局最优性,其结构遵循信息分配原则,其算法改善了数值计算的稳定性和系统的容错性,并减少了信息传输量与计算量;GPS/DR/MM组合定位系统定位精度及可靠性较常规的定位方法有所提高,车辆的运行效率和安全性都得到了有效改善,可以提高道路的通行能力,可有效地缓解交通拥挤状况。
刘惠艳[2]2007年在《GPS车载导航系统研究》文中研究指明车载导航监控系统集定位技术、地理信息系统技术、数据库技术及通信技术于一体,是智能交通系统的重要组成部分。由于交通紧张状况的不断急剧及运输安全需求,它越来越受到人们的关注,逐渐成为交通管理领域的一个新的研究、发展方向。因此,进行车辆导航监控系统的研究与开发具有重要的现实意义。本文对国内外GPS车载导航监控系统现状的进行了分析,研究了GPS车载导航系统相关的GPS全球定位系统、无线通信网络以及GIS地理信息系统技术。在此基础上,给出了一个详细的设计方案。系统以GSM/GPRS为无线通信方式,以MapX组件式开发作为电子地图的开发平台,以SQLSever2000为数据库开发工具,分为为车载终端、无线通信网络和监控系统三个子模块。车载终端采用科希盟合创公司HC-2000GMT车载GPS终端,详细研究了GSM和GPRS两种通信方式的具体实现方式,并且对监控中心数据库和监控中心软件进行了详细的设计。另外文章还对GPS车载导航系统涉及的GPS串口通信、NMEA-0183数据解析和地图匹配等关键技术进行了研究,设计了实现方法。GPS车载导航系统必将越来越的出现在人们的生活中,随着研究开发的继续深入,车载导航监控系统的功能将会更加完善,它的使用将会显著提高车辆监管效率。
张再勇[3]2005年在《车载GPS/MIMU/DM组合导航系统研究》文中进行了进一步梳理近年近年来随着科学技术的飞速发展,车辆导航系统得到了越来越广泛的应用。如何在车辆行驶的条件下获得尽可能精确的定位信息,如何开发应用低成本的车辆导航系统成为紧要的问题。目前全球定位(Global Positioning System)、惯性导航(Inertial Navigation System)是车辆导航领域两大重要技术。由于美国针对GPS 制定的SA 政策,降低了一般民用卫星定位的精度(单点定位精度为25m-30m),再有GPS 本身具有的峡谷效应,接收机经常会因为无法锁定卫星信号,失去定位能力,从而单纯使用GPS 定位很难取得令人满意的定位效果。惯性导航系统INS(Inertial Navigation System)是基于惯性传感器的自主式导航系统,其通常由惯性测量单元IMU(Inertial Measurement Unit)、计算机、控制显示器等组成。其中的关键是惯性测量单元,它的精度决定了整个导航系统的精度。惯性导航利用惯导传感器测量运动的加速度,经计算确定车辆位置,实现车辆的自主定位,但惯性元件的漂移误差和标定误差将使累计误差随着时间逐渐积累,最终达到无法忍受的程度,而且目前高精度的INS 系统价格昂贵,很难在车载导航系统中得到推广。惯性技术的发展表明:从传统的机械式惯性器件向固态化转移并进一步向以半导体硅为基础材料的微硅惯性器件的发展已成为今后惯性技术发展的总趋势。采用基于MEMS 技术的MIMU 和GPS 组成的组合导航系统结合了GPS 的高精度定位,误差无积累及惯导的自主性、实时性等优点,使导航系统的成本下降,可靠性增加,精度得到提高。为了实现连续、实时的车辆导航,本文着重研究了GPS和MIMU(微惯性导航测量组合单元)组合导航系统,设计实现了车载GPS/MIMU 组合导航系统最优综合的卡尔曼滤波器,并给出了滤波算法,理论分析及计算机仿真结果均表明,应用该卡尔曼滤波器可大大提高车载GPS/MIMU 组合导航系统的定位精度及容错能力,为使车辆得到近于无误差的定位结果,本文分析了车辆导航用的数字地图编码,研究了基于概率统计的地图匹配方法并对系统进行了设计。
夏州[4]2009年在《GPS车辆导航中的数据处理与地图匹配研究》文中认为随着我国道路交通系统的迅猛发展,地理信息技术和卫星定位技术在解决城市智能交通方面得到了广泛的应用。作为智能交通系统的重要组成部分,车辆导航系统在提高道路运行能力和改善交通状况方面将担任越来越重要的角色。如何保证车辆定位的准确,是车辆导航系统的关键。地图匹配作为既能提高车辆导航的定位精度,又不增加太多设备成本的软件技术,被大量应用在导航系统当中。本文主要研究车辆导航系统中的数据处理和地图匹配。首先,对导航系统和数据处理与地图匹配在导航中的位置作了简要概述。然后论文分成两部分,分别对数据处理和地图匹配作了深入分析。数据处理部分,包括了GPS接收模块协议的应用,设计的协议解析算法;结合坐标转换原理,进行的从WGS-84坐标到北京54坐标的数据坐标转换;数据产生漂移、中断或跳点的原因和给出的解决方法。每节内容分别结合实验数据进行了分析,数据的预处理部分还结合地图,给出了处理后的效果。实验结果表明,论文中数据处理的方法正确,处理后的结果符合真实的道路情况,可以作为下一步地图匹配的数据源。地图匹配部分,对地图匹配的基本原理、算法的分类进行了介绍,分析了影响地图匹配实时性、鲁棒性以及匹配精度的因素,在深入分析和比较了常用地图匹配算法的基础上,设计了综合的地图匹配算法。按照算法的流程完成了误差区域确定、最佳匹配路段确定的设计。阐述了如何获得最佳匹配路段的算法实现过程,对综合流程中的每个算法过程进行了详细描述,并给出了实现流程图。最后结合实验,对综合地图匹配算法进行验证,在实验中,采用了GPS导航仪中的GPS接收模块接收数据,针对较复杂的路段进行地图匹配,并详细给出了一般路段和非特定路段的匹配实验结果。结果表明,综合的地图匹配算法在复杂路段也能有较高的匹配精度,算法有良好的适应性,能够满足车辆地图匹配的要求。
张勇[5]2009年在《“北斗”系统在战时/应急物流配送中的应用研究》文中研究表明随着世界新军事变革的不断发展,为加强国防和军队建设,许多军事大国都在研究和实践新的后勤保障模式和技术。其中以“精确物流”为代表的后勤保障新技术最为引人注目。“精确物流”是指将卫星导航定位技术、地理信息技术和物流运输技术等高新技术融合在一起,能跟踪、监控和调遣包括运输途中物资在内的各种战备物资,从而使部队作战变得更加灵活机动,能全天候地向世界任何地方实施及时、准确、持续、高效的军事物流保障,并能对紧急情况作出快速反应。我军的后勤保障模式和技术虽然在当今已经有较快地发展,但是还存在着组织分散、技术原始和效率不高等问题,很难适应现代高科技战争快速机动的特点。因此对后勤物流保障车辆的实时监控指挥已成为目前军事技术研究的重要内容。自从我国自主设计研制的北斗卫星导航定位系统的建立和投入使用,其独特的定位和通信双重性能已经成为军事领域应用研究的热点。本文通过研究分析“北斗一号”和GPS卫星导航定位技术,结合我军后勤运输装备的实际,提出了一种基于北斗系统的战时／应急物流车辆实时监控指挥系统的设计方案。系统采用北斗-GPS双模接收机定位方式,实现优势互补,最大限度保证了运输装备的定位精度、速度和可靠性；采用北斗／军用通信卫星／军用电台相结合的方式传输定位和指挥信息,保障了通信指挥的不间断。该系统将北斗定位、GPS定位和GIS技术应用于特定的战场环境,解决了现有监控系统的不足,增强了系统的安全性和可靠性,便于指挥员掌握战场情况和实施对运输车辆的实时监控指挥。同时也对我军研发新一代后勤指挥系统具有一定的借鉴意义。
张慧[6]2002年在《车辆导航系统中GPS/DR/MM的组合研究》文中提出ITS(智能交通系统)是一个开放的复杂巨系统，是新兴的交叉学科研究领域。ITS是将先进的信息处理技术、数据通信技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效的综合运用于整个运输管理体系，从而建立起大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的管理运输系统。而车辆组合导航系统是ITS应用研究的一个主要方面，是集定位系统、地理信息系统、数据库查询系统、数字蜂窝通讯技术等于一体的综合系统。近年来，如何使GPS定位技术与DR航位推算系统及MM地图匹配系统更好的结合起来已成为车辆导航系统研究中的一个重要内容。 本论文首先对国内外的车辆导航系统的研究和应用现状进行了介绍，比较了各种导航定位系统的优、缺点，并且针对车载台成本高、体积小、精度要求较高等特点，提出了本系统的总体方案设计并进行了方案论证。 接着，本文介绍了系统的组成结构和实现方案。定位系统采用了与GPS为主、航位推算系统为辅的组合导航系统，利用航位推算对GPS定位出现失效时，进行辅助定位，在短时间内能获得良好的效果。在此基础之上进一步引入数据融合算法以提高定位精度，同时控制航位推算系统的误差发散，从而大大增强了组合定位系统的可靠性和可行性。利用数字地图数据库的信息还可以在一定范围内对定位误差进行修正补偿，在我们实验室自主开发的电子地图平台上，以哈尔滨市地图为模型建立道路信息数据库，利用地图匹配算法将车辆位置显示在正确的道路上，如果数据库相当精确，这一技术能改进定位模块的精度。最后，归纳总结了基于GPS／DR／MM组合的车辆组合导航系统的功能和特点。而且，文章较详尽地叙述了车辆组合导航系统软件的设计思想和各项功能的实现方法，为项目的进一步开发打下了基础。
李春伟[7]2002年在《GPS/DR/MM组合系统在车辆导航中的应用研究》文中进行了进一步梳理近年来随着微电子技术的发展使得GPS接收机的价格大幅度下降，同时美国提前关闭SA停止对民间用户精度的限制使得GPS民用定位精度有了很大的提高，这大大促进了GPS在民用领域的发展，尤其是在车辆导航领域，GPS系统充分展示了它那优越的导航性能。GPS在车辆导航上的应用已经成为GPS应用领域的最大的一个产业。装载导航系统的车辆，大部分行驶在市区当中。然而，GPS的工作严重地受到一些市区特定环境的影响，甚至无法完成定位。因此，本文着重研究了GPS/DR组合导航系统，以实现连续、实时的市区导航，同时，为了向驾驶者提供近于无误差的定位结果，本文研究了地图匹配方法。 本文分析了车辆定位与导航系统的发展，及自主式与中心式车辆导航系统的系统结构和系统要求。分析了GPS在车辆导航中可采用的导航方式，研究了车辆导航用GPS系统的定位解算方法及精度分析并进行了仿真，分析了GPS系统在车辆导航中的主要误差，详细论述了消除多路径误差的方法。分析了航位推算系统的基本定位原理，介绍了几种可采用的航位推算传感器的原理及其误差。 为了实现市区环境下的连续、实时的车辆导航，本文设计了实现车载GPS/DR组合导航系统最优综合的联合卡尔曼滤波器，并给出了滤波算法。提出了一种自适应联合卡尔曼滤波器结构及其算法，并应用于GPS/DR组合导航系统的最优综合校正中。理论分析及计算机仿真结果均表明，应用该自适应联合卡尔曼滤波器可大大提高车载GPS/DR组合导航系统的定位精度及容错能力。 为了向驾驶者提供近于无误差的定位结果，本文分析了车辆导航用数字地图的编码，研究了两种地图匹配方法：基于概率统计的地图匹配方法和基于数字地图编码与方位信息结合的地图匹配方法。 本文设计了车辆导航系统仿真软件。实现了简单的GIS系统，市区环境的GPS系统仿真、单独GPS定位仿真、单独DR系统定位仿真、GPS/DR组合系统的仿真。软件具有一定的实用价值。
刘胜前[8]2012年在《基于Android平台的军车导航终端系统的设计与实现》文中认为随着卫星定位技术的不断完善和嵌入式操作系统的飞速发展，以及机动车辆的不断普及，车载导航定位终端系统已经形成比较庞大的市场规模，军车遂行运输任务也需要精准的定位导航，本文利用当今流行的Android平台和GPS卫星定位技术，结合GoogleMap，设计并实现了一个基于Android平台的军车导航终端系统。本论文主要完成了以下研究工作。首先，本文针对部队车辆运输实际现状和需求，深入调查研究，论证当前开发车辆导航终端系统的可行性和必要性。并且深入分析当前国内外车载导航终端系统的开发研究和应用现状，通过对比分析，选择了Android平台和GPS卫星定位技术，并对涉及到的嵌入式系统、卫星定位等关键技术进行了介绍。然后，设计车载导航终端系统的硬件系统。对硬件总体框架结构进行了分析设计，并对各分系统的结构和功能组成进行了细分，完成对系统硬件各个功能模块的设计。再次，进行军车运输定位导航需求分析，对车载导航终端系统软件总体构架进行设计，研究并设计了车载导航终端系统软件实现的总体流程，对用户操作界面进行了设计。本文在总体软件设计的基础之上，重点介绍了Eclipse软件开发环境的搭建、地图服务关键技术的应用，并详细介绍了车载导航终端系统自我定位，浏览地图，地址搜索，路径跟踪，车辆跟踪等五项基本功能的实现，同时通过画面截图形象直观地展示各个功能实现的结果。最后，结合地方政府部门防公车私用的管理经验和部队加强军车管理的需求，为了更好地发挥车载导航终端系统的作用，对与之配套使用的车辆监控调度系统进行了相应的研究和探讨；对车载导航终端系统实际工作中的表现做了总结，并且针对不足之处提出改进措施，同时对车辆导航终端系统和监控平台未来的发展和应用做了进一步展望。
葛慧杰[9]2007年在《基于GPS的车载终端的研究与实现》文中研究说明随着GPS(Global Positioning System)的普及和技术的成熟,利用GPS技术对汽车进行定位导航已经被人们普遍认可。在此背景下,该论文以车载终端的研制为主要内容,完成了GPS/GSM(Global System for Mobile communication)车辆监控系统的整体框架设计,和车载定位终端详细研制。最后对车辆监控定位的相关技术做了展望。车载定位终端的主要功能是:接收机利用GPS信号,得到车辆的即时位置(经度、纬度、海拔)信息,并将此位置信息通过短消息形式发送至监控中心。在监控中心集成GIS(Geographic Information System)地图的基础上,依靠接收到的短消息中的定位信息完成对车辆的精确监控和定位。GPS定位虽然定位精度高,但考虑到它存在盲点较多的缺陷,该论文又据此设计了一种通过GSM网络定位对GPS定位进行补偿的方案,从而有效地克服了GPS定位盲点多的缺点。论文主要在以下方面作了大量工作:1.通过详尽分析GPS和GSM两种技术各自的特点,确定采用GPS定位,定位信息通过GSM网络进行传输的方针。设计完成了一整套车辆监控系统的实施方案和整体系统框架,进而从软硬件两个方面进行车载定位终端的开发研制。2.根据软硬件设计要求,通过实验选型,性能对比,选取89C52作为微控制器,结合GN-77N GPS·OEM板和TC35I模块完成了车载定位系统硬件电路的设计开发调试,编写调试了各功能软件。3.由于GPS定位时存在盲点,如汽车行驶在林荫道、涵洞、进入车库等情况下,利用STK(SIM TOOL KIT)卡通过GSM网络实现辅助定位。经多次试验证明方法行之有效。
谢霖[10]2008年在《基于GPS/GSM短消息的车载定位系统的设计与模拟实现》文中研究说明由于我国市场经济的迅速发展,现在城市车辆增长速度远远大于城市道路建设速度,给交通管理带来很多问题,城市道路拥挤不堪,交通事故频频不断,车辆盗窃抢劫案件也时有发生。因此如何利用现有技术来解决车辆的监控问题具有重要的现实意义。基于GPS/GSM的车辆监控系统提供了一个很好的解决方案,它利用车载端的GPS模块对车辆定位,通过控制模块处理后由GSM模块把定位信息发送到监控中心,监控中心结合GIS系统对位置信息进行分析并对车载终端发出相应的控制命令。论文首先概述了车载监控系统的发展现状,并介绍了车载监控系统中关键技术的原理,其中对GPS系统的组成、信号构成、定位原理和定位误差进行了分析,并对车载定位系统的各种无线通信网络进行分析比较,确定以GSM的短消息业务作为本系统的通信方式。然后论文对GSM通信的相关技术进行了详细介绍,并从实践的角度论述了车载定位终端的设计方案。在介绍车载定位终端的模块组成基础上,对GPS模块、GSM模块和ARM主控模块进行了分析,通过程序实现了车载终端的基本功能。最后,论文利用VC6.0开发工具实现了模拟的监控中心。调试结果显示,车载终端能将接收到的GPS定位信息通过短消息的形式发送给监控中心,并能接收到来自监控中心发回的控制信息。车载端和监控中心能进行数据传输,并能对车载端发送过来的定位信息进行解析,提取了经纬度、时间、速度、航向等有效信息后转发给车载端。实现了车载端与监控中心的双向通信。
参考文献：
[1]. 基于联合卡尔曼滤波的车辆定位系统的研究[D]. 张慧宁. 兰州理工大学. 2008
[2]. GPS车载导航系统研究[D]. 刘惠艳. 中国石油大学. 2007
[3]. 车载GPS/MIMU/DM组合导航系统研究[D]. 张再勇. 重庆大学. 2005
[4]. GPS车辆导航中的数据处理与地图匹配研究[D]. 夏州. 北京交通大学. 2009
[5]. “北斗”系统在战时/应急物流配送中的应用研究[D]. 张勇. 中南大学. 2009
[6]. 车辆导航系统中GPS/DR/MM的组合研究[D]. 张慧. 哈尔滨工程大学. 2002
[7]. GPS/DR/MM组合系统在车辆导航中的应用研究[D]. 李春伟. 西北工业大学. 2002
[8]. 基于Android平台的军车导航终端系统的设计与实现[D]. 刘胜前. 华南理工大学. 2012
[9]. 基于GPS的车载终端的研究与实现[D]. 葛慧杰. 河北工业大学. 2007
[10]. 基于GPS/GSM短消息的车载定位系统的设计与模拟实现[D]. 谢霖. 西南交通大学. 2008
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