汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)PPT課件

1、 1、汽車定位導(dǎo)航概念、汽車定位導(dǎo)航概念 2、汽車定位導(dǎo)航方法、汽車定位導(dǎo)航方法 3、汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng) 定位：給出汽車所在位置的相對或絕給出汽車所在位置的相對或絕對坐標(biāo)。對坐標(biāo)。 導(dǎo)航：給汽車指示方向和路徑信息給汽車指示方向和路徑信息。 導(dǎo)航需要定位，定位為了導(dǎo)航導(dǎo)航需要定位，定位為了導(dǎo)航 汽車導(dǎo)航的種類： 1、自主導(dǎo)航 2、GPS導(dǎo)航 3、混合導(dǎo)航 主要采用三種傳感器獲得汽車行駛方向傳感器獲得汽車行駛方向： 1、羅盤傳感器 2、車輪轉(zhuǎn)速傳感器 3、陀螺儀經(jīng)航跡推算航跡推算-地圖匹配地圖匹配完成導(dǎo)航 地球的磁場象一個條形磁體一樣由磁南極指向磁北極。在磁極點處磁場和當(dāng)?shù)氐乃矫?/p>

2、垂直，在赤道磁場和當(dāng)?shù)氐乃矫嫫叫校栽诒卑肭虼艌龇较騼A斜指向地面。 地磁場是一個矢量，對于一個固定的地點來說，這個矢量可以被分解為兩個與當(dāng)?shù)厮矫嫫叫械姆至亢鸵粋€與當(dāng)?shù)厮矫娲怪钡姆至俊?霍爾原理當(dāng)恒定的電流通過一段導(dǎo)體時，其側(cè)面的電壓會隨磁感應(yīng)強度線性變化。通過測量電壓，就可以測出磁感應(yīng)強度的大小。 把地球磁場假定為和地平面平行，而如果在導(dǎo)航儀的平面垂直的放上兩個這樣的霍爾器件，就可以感知地球磁場在這兩個霍爾器件的磁感應(yīng)強度的分量，從而得到地球磁場的方向，有點類似于力的分解。 無地球磁場作用時 當(dāng)外部磁場H作用在輸出線圈時，使磁力線變?yōu)椴粚ΨQ，輸出電壓隨差值成比例變化。外部磁場以角加載時

3、：Vx=KHcos Vy=KHsin =arctan(Vy/Vx) 表示了汽車的方向。 采用和ABS系統(tǒng)相同的車輪轉(zhuǎn)速傳感器K為輪距、L為軸距 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時，其左右車輪速度的變化可以通過兩個車輪轉(zhuǎn)速傳感器的脈沖差進(jìn)行檢測。 Xn=X0+Lsin0i Yn=Y0+Lcos0i 美國美國73年開始經(jīng)過年開始經(jīng)過20年時間、花費年時間、花費200億美元建成的定位系統(tǒng)。億美元建成的定位系統(tǒng)。 最開始的目的是用于軍事、現(xiàn)也民用。最開始的目的是用于軍事、現(xiàn)也民用。不過采用不同碼制不過采用不同碼制 兩種碼制：兩種碼制：P碼（軍用）碼（軍用）S碼（民用）碼（民用）1空間衛(wèi)星系統(tǒng)空間衛(wèi)星系統(tǒng)2地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)

4、控系統(tǒng)3用戶接收系統(tǒng)用戶接收系統(tǒng)空間衛(wèi)星系統(tǒng)：空間衛(wèi)星系統(tǒng)：空間衛(wèi)星系統(tǒng)由空間衛(wèi)星系統(tǒng)由均勻分布在均勻分布在6個軌道平面上的個軌道平面上的24顆高顆高軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成，各軌道平面相軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成，各軌道平面相對于赤道平面的傾角為對于赤道平面的傾角為55，軌道，軌道平面間距平面間距60。空間系統(tǒng)的每顆衛(wèi)?？臻g系統(tǒng)的每顆衛(wèi)星每星每12小時沿近圓形軌道繞地球一小時沿近圓形軌道繞地球一周，由星載高精度原子鐘控制無線周，由星載高精度原子鐘控制無線電發(fā)射機發(fā)射電發(fā)射機發(fā)射L1、L2兩種載波，向兩種載波，向全球的用戶接收系統(tǒng)連續(xù)的播發(fā)全球的用戶接收系統(tǒng)連續(xù)的播發(fā)GPS導(dǎo)航信號。導(dǎo)航信號。GPS工作衛(wèi)星網(wǎng)保

5、障全球任一時刻、任一地點都可對工作衛(wèi)星網(wǎng)保障全球任一時刻、任一地點都可對4顆以上的衛(wèi)星進(jìn)行顆以上的衛(wèi)星進(jìn)行觀測，實現(xiàn)連續(xù)、實時地導(dǎo)航和定位。觀測，實現(xiàn)連續(xù)、實時地導(dǎo)航和定位。5個監(jiān)測站均為無人職守的數(shù)據(jù)采集中心，主要任務(wù)是通過接個監(jiān)測站均為無人職守的數(shù)據(jù)采集中心，主要任務(wù)是通過接收衛(wèi)星發(fā)播的信號，測量每顆衛(wèi)星的位置和距離，并將觀測收衛(wèi)星發(fā)播的信號，測量每顆衛(wèi)星的位置和距離，并將觀測數(shù)據(jù)傳送給主控點。數(shù)據(jù)傳送給主控點。主控站接收各監(jiān)測站的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)主控站接收各監(jiān)測站的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)測站和注入站自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。主控站通過大型數(shù)據(jù)處測站和注入站自身的工作狀

6、態(tài)數(shù)據(jù)。主控站通過大型數(shù)據(jù)處理計算機，計算出每顆衛(wèi)星的軌道和衛(wèi)星改正值、衛(wèi)星星歷理計算機，計算出每顆衛(wèi)星的軌道和衛(wèi)星改正值、衛(wèi)星星歷和鐘差等；并把數(shù)據(jù)傳到注入站。和鐘差等；并把數(shù)據(jù)傳到注入站。注入站接收主控站送達(dá)的各衛(wèi)星導(dǎo)航電文并將之注入上空的注入站接收主控站送達(dá)的各衛(wèi)星導(dǎo)航電文并將之注入上空的每顆衛(wèi)星。每顆衛(wèi)星。每天發(fā)送給衛(wèi)星一次。每天發(fā)送給衛(wèi)星一次。地面監(jiān)控系統(tǒng)：地面監(jiān)控系統(tǒng)： 1個主控站、個主控站、 3個注入站、個注入站、5個監(jiān)測站個監(jiān)測站用戶接收系統(tǒng)：用戶接收系統(tǒng)：主要由主要由GPS衛(wèi)星接收機衛(wèi)星接收機和和GPS數(shù)據(jù)處理軟件數(shù)據(jù)處理軟件構(gòu)構(gòu)成。成。GPS接收機能捕獲、跟蹤衛(wèi)星，接收放大

7、接收機能捕獲、跟蹤衛(wèi)星，接收放大GPS信號并對信信號并對信號進(jìn)行解調(diào)和濾波處理，還原出號進(jìn)行解調(diào)和濾波處理，還原出GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，解衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，解求信號的傳播時間和載波相位差，實時地獲得導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)求信號的傳播時間和載波相位差，實時地獲得導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)或采用后處理的方式，獲得定位、測速、定時等數(shù)據(jù)。或采用后處理的方式，獲得定位、測速、定時等數(shù)據(jù)。GPS系統(tǒng)提供系統(tǒng)提供P碼和碼和CA碼兩種定位服務(wù)，碼兩種定位服務(wù)，P碼提供精確定位碼提供精確定位服務(wù)，專門為軍方使用服務(wù)，專門為軍方使用，CA碼提供標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)，供給航碼提供標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)，供給航海、車輛導(dǎo)航等非軍事用途。對于民用定位服

8、務(wù)，系統(tǒng)提供海、車輛導(dǎo)航等非軍事用途。對于民用定位服務(wù)，系統(tǒng)提供的定位精度為的定位精度為25米，不過當(dāng)加上人為干擾時（美國政府的米，不過當(dāng)加上人為干擾時（美國政府的SA政策），其定位精度變?yōu)檎撸?，其定位精度變?yōu)?00米。米。 由由GPS導(dǎo)航模塊、自主導(dǎo)航模塊（車速傳感器、陀螺傳感導(dǎo)航模塊、自主導(dǎo)航模塊（車速傳感器、陀螺傳感器）、智能化地圖匹配器、微處理器器）、智能化地圖匹配器、微處理器(MPC) 、DVD-ROM驅(qū)動器、顯示器以及電子地圖數(shù)據(jù)庫組成驅(qū)動器、顯示器以及電子地圖數(shù)據(jù)庫組成 。GPS導(dǎo)航模塊：導(dǎo)航模塊：包括接收天線和相應(yīng)的硬件、軟件模塊，能夠接受衛(wèi)星包括接收天線和相應(yīng)的硬件、軟件模塊，能夠接受衛(wèi)星信號時作用。信號時作用。自主導(dǎo)航模塊：自主導(dǎo)航模塊：包括車速傳感器、陀螺傳感器等，行駛到地下隧道，高層包括車速傳感器、陀螺傳感器等，行駛到地下隧道，高層 樓群，密集森林等地段時，由于遮擋，此時汽車與衛(wèi)星失去聯(lián)系。樓群，密集森林等地段時，由于遮擋，此時汽車與衛(wèi)星失去聯(lián)系。微處理器微處理器(MPC)：處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)地圖匹配器：地圖匹配器：由由GPS導(dǎo)航和自主導(dǎo)航模塊所測得的汽車坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)、導(dǎo)航和自主導(dǎo)航模塊所測得的汽車坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)、前進(jìn)的方向和行駛路線軌跡在電子地圖上都存在一定誤差，為了修