車載GPS定位技術(shù)與應(yīng)用習題及資料

1、 車載GPS定位技術(shù)與應(yīng)用習題及資料1、 什么是道路交通系統(tǒng)？具有什么樣的特點答：由人、車、路、環(huán)境四大要素組成的一個總體。特點：（1）系統(tǒng)性；（2）開放性；（3）動態(tài)性；（4）突變性；（5）非線性。2、解決交通問題，除了新建必要的道路，完善路網(wǎng)布局，加強對現(xiàn)有道路的管理，從全局和長遠來看，主要的對策是什么？答： 1)大力發(fā)展高效、安全的公共交通系統(tǒng)。 2）積極研發(fā)低污染、低能耗的新型汽車。 3）積極發(fā)展新一代智能交通系統(tǒng)（ITS）。4）堅持土地規(guī)劃、開發(fā)與交通規(guī)劃、建設(shè)相協(xié)調(diào)，將土地利用、道路建設(shè)與環(huán)境保護統(tǒng)一在系統(tǒng)中研究、以路網(wǎng)容量和環(huán)境容量作為土地利用的約束條件加以分析，有機地協(xié)調(diào)三者之

2、間的關(guān)系，確保道路交通的可持續(xù)發(fā)展。3、什么是ITS？ 答：ITS（Intelligent Transportation Systems）即智能交通系統(tǒng)是在較完善的道路設(shè)施基礎(chǔ)上，將先進的電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)集成運用于地面交通管理所建立的一種實時、準確、高效、大范圍、全方位發(fā)揮作用的交通運輸管理系統(tǒng)。它是充分發(fā)揮現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施的潛力，提高運輸效率，保障交通安全，緩解交通擁擠的有力措施。ITS的智能化特點體現(xiàn)在什么方面？4、ITS的主要功能有哪些？ 答：（1）順暢功能：增加交通的機動性，提高運營效率；提高道路網(wǎng)的通行能力，提高設(shè)施效率；調(diào)控交通需求。

3、（2）安全功能：提高交通的安全水平，降低事故的可能性/避免事故；減輕事故的損害程度；防止事故后災(zāi)難的擴大。（3）環(huán)境功能：減輕堵塞；低公害化，降低汽車運輸對環(huán)境的影響。 5、目前國際上公認的ITS的服務(wù)領(lǐng)域有哪些？答：（1） 先進的交通信息服務(wù)系統(tǒng)（ATIS）； ATIS是建立在完善的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的，交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場上以及氣象中心的傳感器和傳輸設(shè)備，可以向交通信息中心提供各地的實時交通信息；該系統(tǒng)得到這些信息并通過處理后，實時向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場信息以及與出行相關(guān)的其他信息；出行者根據(jù)這些信息確

4、定自己的出行方式、選擇路線。更進一步，當車上裝備了自動定位和導航系統(tǒng)時，該系統(tǒng)可以幫助駕駛員自動選擇行駛路線。  （2） 先進的交通管理系統(tǒng)（ATMS） 這個系統(tǒng)有一部分與ATIS共用信息采集、處理和傳輸系統(tǒng)，但是ATMS主要是給交通管理者使用的，它將對道路系統(tǒng)中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環(huán)境進行實時的監(jiān)視，根據(jù)收集到的信息，對交通進行控制，如：信號燈、發(fā)布誘導信息、道路管制、事故處理與救援等。（3） 先進的公共交通系統(tǒng)（APTS） 這個系統(tǒng)的主要目的是改善公共交通的效率（包括：公共汽車、地鐵、輕軌交通、城郊鐵路和城市間的長途公共汽車），使公交系統(tǒng)實現(xiàn)安

5、全便捷、經(jīng)濟、運量大的目標。（4）先進的車輛控制系統(tǒng)（AVCS），AVCS目前還處于研究試驗階段，從當前的發(fā)展看，可以分為兩個層次：l 一是車輛輔助安全駕駛系統(tǒng)，該系統(tǒng)有以下幾個部分：車載傳感器（微波雷達、激光雷達、攝像機、其他形式的傳感器等）、車載計算機和控制執(zhí)行機構(gòu)等，行駛中的車輛通過車載的傳感器測定出與前車、周圍車輛以及與道路設(shè)施的距離和其他情況，車載計算機進行處理，對駕駛員提出警告，在緊急情況下，強制車輛制動。l 二是自動駕駛系統(tǒng)，裝備了這種系統(tǒng)的汽車也稱為智能汽車，它在行駛中可以做到自動導向，自動檢測和回避障礙物，在智能公路上，能夠在較高的速度下自動保持與前車的距離。必須指出的是，智

6、能汽車在智能公路上使用才能發(fā)揮出全部功能，如果在普通公路上使用，它僅僅是一輛裝備了輔助安全駕駛系統(tǒng)的汽車。（5） 貨運管理系統(tǒng) 這里的貨運管理系統(tǒng)是指以高速道路網(wǎng)和信息管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用物流理論進行管理的智能化的物流管理系統(tǒng)。綜合利用衛(wèi)星定位、地理信息系統(tǒng)、物流信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效組織貨物運輸，提高貨運效率。（6）緊急救援系統(tǒng)（EMS） 緊急救援系統(tǒng)是一個特殊的系統(tǒng)，它的基礎(chǔ)是ATIS、ATMS和有關(guān)的救援機構(gòu)和設(shè)施，通過ATIS和ATMS將交通監(jiān)控中心與職業(yè)的救援機構(gòu)聯(lián)成有機的整體，為道路使用者提供車輛故障現(xiàn)場緊急處置、拖車、現(xiàn)場救護、排除事故車輛等服務(wù)。（7）電子收費系統(tǒng)（ETC

7、） 使用者在市場購買車載的電子收費裝置，經(jīng)政府指定的部門加裝安全模塊后即可安裝在自己的車上，然后向高速公路公司或銀行預(yù)交一筆通行費，領(lǐng)到一張內(nèi)部裝有芯片的通行卡（即IC卡），將其安裝在自己汽車的指定位置，這樣當汽車通過收費站的不停車收費車道時，該車道上安裝的讀取設(shè)備與車上的卡進行相互通信，自動在預(yù)交帳戶上將本次通行費扣除。6、ITS智能化的特點體現(xiàn)在哪些方面？ 答：（1）交通基礎(chǔ)設(shè)施智能化； （2）交通工具智能化； （3）交通系統(tǒng)智能化。7、標準化研究對ITS發(fā)展的有什么作用？ 答：標準化研究對ITS的發(fā)展有很大的促進作用，主要表現(xiàn)在以下幾點：（1）經(jīng)濟性。不僅帶給用戶很大的經(jīng)濟性(如便于維護

8、、避免重復投資等)，對設(shè)備供應(yīng)商也同樣具有經(jīng)濟性(如擴大市場)。（2）互操作性。包括設(shè)備（軟、硬件）的互換性與兼容性，實現(xiàn)信息共享性。（3）用戶設(shè)備獲取。有了全國性或全球性標準，用戶采購設(shè)備就有了很大的自由，而不用局限于某一廠商，對于一些小國或地區(qū)更是至關(guān)重要。8、國際ITS標準化組織建立的時間和名稱是什么？中國的ITS標準化正式啟動的時間和組織是什么？答：1992年由國際標準化組織（ISO）設(shè)置了TC204，即“交通信息與控制系統(tǒng)（TICS）技術(shù)委員會”，全面負責ITS領(lǐng)域的標準化工作。標志著ITS標準化組織的建立。我國科技部2000年成立全國智能交通系統(tǒng)專家委員會，標志著中國ITS標準化組

9、織的正式建立。9、什么是子午衛(wèi)星系統(tǒng)？子午衛(wèi)星系統(tǒng)的組成有哪些？它的缺點表現(xiàn)在什么方面？答：子午衛(wèi)星系統(tǒng)，即NNSS Navy Navigation Satellite System（海軍導航衛(wèi)星系統(tǒng)），由于其衛(wèi)星軌道都通過地極，故稱為子午衛(wèi)星系統(tǒng)（Transit），它采用利用多普勒效應(yīng)進行導航定位，也被稱為多普勒定位系統(tǒng)。系統(tǒng)組成包括三部分：（1）空間部分：衛(wèi)星：發(fā)送導航定位信號（信號：4.9996MHz ´ 30 = 149.988MHz；4.9996MHz ´ 80 = 399.968MHz；星歷）衛(wèi)星星座 由6顆衛(wèi)星構(gòu)成，6軌道面，軌道高度1075km（2）地面控制

10、部分包括：跟蹤站、計算中心、注入站、控制中心和海軍天文臺（3）用戶部分多普勒接收機它的主要缺點：l 衛(wèi)星少，觀測時間和間隔時間長，無法實現(xiàn)實時定位；l 衛(wèi)星軌道低，難以進行精密定軌l 衛(wèi)星信號頻率低，不利于補償電離層折射效應(yīng)的影響10、GPS的發(fā)展簡史 （1）方案論證階段 1973年12月，美國國防部批準研制GPS。 1978年2月22日，第1顆GPS試驗衛(wèi)星發(fā)射成功。 從1973年到1979年，共發(fā)射了4顆試驗衛(wèi)星。研制了地面接收機及建立地面跟蹤網(wǎng)。 （2）全面研制和試驗階段 從1979年到1987年，又陸續(xù)發(fā)射了7顆試驗衛(wèi)星，研制了各種用途接收機。實驗表明，GPS定位精度遠遠超過設(shè)計標準。

11、（3）實用組網(wǎng)階段 1989年2月14日，第1顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功。 1991年，在海灣戰(zhàn)爭中，GPS首次大規(guī)模用于實戰(zhàn)。 1993年底實用的GPS網(wǎng)即（21+3）GPS星座已經(jīng)建成，今后將根據(jù)計劃更換失效的衛(wèi)星。 1995年7月17日，GPS達到FOC 完全運行能力（Full Operational Capability）11、GPS衛(wèi)星系統(tǒng)與之前其他導航系統(tǒng)相比，具有什么特點？ 答：（1）全球地面覆蓋。地球上任何地點均可連續(xù)同步觀測到至少4顆衛(wèi)星， 從而保障了全球、全天候連續(xù)三維定位。 （2）功能多，精度高。GPS可為各類用戶連續(xù)地提供動態(tài)目標的三維位置、三維速度和時間信息。 （3）實

12、時定位。12、什么是SA政策？什么是AS政策？答：SA（Selective Availability ）即降低C/A碼定位精度的選擇可用性政策，包括對GPS衛(wèi)星基準信號采用技術(shù)即為衛(wèi)星鐘加高頻抖動，則所有的派生信號均引入一個快速變化的高頻抖動。對導航電文采用技術(shù)即降低星歷精度，加入隨機變化。AS（Anti-Spoofing）即將P碼經(jīng)過加密處理變成Y碼，Y碼是p碼與高度機密w碼 模2求和得到的碼，當實施AS技術(shù)時，非特許用戶不但不能使用P碼作實時定位，而且不能進行P碼和C/A碼碼位測量的聯(lián)合求解，甚至進行P碼數(shù)據(jù)平滑。13、GPS、GLONASS、GALILEO之間有什么不同，各自有什么特點？

13、ppt第二章23-3114、GPS的組成主要有哪些，各組成部分的主要設(shè)備有哪些？各個部分的作用是什么？ppt 第二章（2）2-2115、GPS的常用時間系統(tǒng)有哪些？它們之間有什么聯(lián)系？ppt第二章（2） 25-2716、常用的GPS坐標系統(tǒng)有哪些？ppt第二章（2）29-3817、L1載頻上的信號結(jié)構(gòu)和L2載頻上的信號結(jié)構(gòu)是什么樣的？P40-41 答：L1載頻上有數(shù)據(jù)流和兩種PRN碼分別以同向和正交方式進行調(diào)制，信號結(jié)構(gòu)為：SL!i（t）ApiPi（t）cos(wL1t+)+AciCi(t)Di(t)sin(wL1t+) 在L2載頻上，只有P碼進行BPSK調(diào)制，其信號結(jié)構(gòu)為：SL2i（t）Bp

14、iPi（t）Di(t)cos(wL2t+)式中：i為衛(wèi)星的編號；Api，Aci分別為P碼和C/A碼信號的振幅；Pi(t),Ci(t)分別為P碼和C/A碼；Di（t）為數(shù)據(jù)流；WL1，WL2為載波L1和L2的角頻率；，為信號的起始相位。18、產(chǎn)生C/A碼和P碼的m序列具有什么特征？p4142答:1、均衡性 2、游程分布；3移位相加特性；4、自相關(guān)函數(shù)。19、GPS衛(wèi)星發(fā)送的兩種偽隨機測距碼是什么？是如何產(chǎn)生的？ppt第二章（3）91520、GPS導航電文包括哪些信息？導航電文的基本結(jié)構(gòu)？ppt第二章（3）162521、GPS接收機的基本功能結(jié)構(gòu)圖22、GPS距離觀測量的兩種觀測方式：（1）測量G

15、PS衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號（C/A或P碼）到達用戶接收機的時間；（2）測量接收機接收到的具有多普勒頻移的載波信號與接收機產(chǎn)生的參考信號之間的相位差。23、什么是單點定位？有什么優(yōu)缺點？ppt第二章（4）61324、什么是差分定位？有哪些類型？ppt第二章（4）455725 誤差計算中常用的精度因子有哪些？ppt第二章（4）222326、GPS定位的誤差來源有哪些？ppt 第二章（4）618027 電子地圖數(shù)據(jù)與導航應(yīng)用功能之間的關(guān)系車 輛 定 位地 圖 顯 示路 徑 規(guī) 劃路 線 導 引地 址 定 位實時交通數(shù)據(jù)處理POI(信息點)車輛導航系統(tǒng)功能道路形狀數(shù)據(jù)庫背景數(shù)據(jù)拓撲數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)電子地圖數(shù)

16、據(jù)庫28、在車輛導航系統(tǒng)中，與數(shù)字地圖相關(guān)的功能有哪些？ 地圖顯示、地址匹配、地圖匹配、路徑規(guī)劃，路徑引導 地圖顯示是車輛導航系統(tǒng)的重要組成部分，它構(gòu)成了人機接口的基礎(chǔ)，地圖顯示的成功與否直接影響到用戶對產(chǎn)品的印象。為了展示地圖的道路信息，地圖顯示需要依賴數(shù)字地圖中的道路位置、寬度、級別等屬性以及道路附近的各種設(shè)施。 地址匹配又稱為地理編碼，即通過給定的經(jīng)緯度坐標確定地圖上街道的地址，或者相反的過程。 地圖匹配是利用數(shù)字地圖的路網(wǎng)信息修正車輛定位模塊的位置輸出，位置修正的前提是車輛在道路上行駛。當定位傳感器輸出的車輛位置與數(shù)字地圖的道路存在偏差時，地圖匹配算法尋找當前最可能的行駛道路并計算在該

17、道路上的位置。地圖的拓撲連接必須是完整正確的，以反映真實道路的情況。 路線規(guī)劃和路線引導更是與數(shù)字地圖密切相關(guān)，它的幾乎所有數(shù)據(jù)來源都是數(shù)字地圖中的道路信息，如路網(wǎng)的空間分布、幾何坐標、拓撲連接、道路平均時速、轉(zhuǎn)向限制等等。29、路網(wǎng)的基本要素是什么？如何將實際道路網(wǎng)絡(luò)能夠轉(zhuǎn)化成節(jié)點路段模型和路段鏈模型？ 實際道路網(wǎng)絡(luò)及對應(yīng)的節(jié)點一路段模型實際道路 路段一鏈的道路網(wǎng)絡(luò)模型30、車輛導航系統(tǒng)的數(shù)字地圖和通用數(shù)字地圖側(cè)重點有什么不同？首先，地圖要素種類不同。道路是車輛導航系統(tǒng)中數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫需要著重處理的對象，系統(tǒng)不僅僅需要知道每條道路的地理坐標，還需要知道每條道路之間的拓撲關(guān)系，尤其是道路交叉口

18、的交通限制情況。因此設(shè)計導航數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫時，要把道路的各種情況表達清楚，同時要有一個高效的訪問道路信息的機制，以便可以高效率的進行諸如路線規(guī)劃，路線引導等功能。路網(wǎng)是一個龐大的系統(tǒng)，包含大量方方面面的信息，對于車輛導航系統(tǒng)來說，應(yīng)該根據(jù)功能需要選擇合適的信息進行表達和存儲。數(shù)字道路地圖是導航數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫的重點和基礎(chǔ)，是數(shù)字地圖的核心內(nèi)容。其次，數(shù)據(jù)層次劃分不同?？紤]到車輛導航系統(tǒng)的功能要求，以及我國數(shù)字地圖生產(chǎn)的現(xiàn)狀與特點，地圖數(shù)據(jù)層次劃分應(yīng)該強調(diào)道路的分層，同時要求能夠方便擴展，便于地圖的升級維護。31、地圖數(shù)據(jù)的數(shù)字化過程？數(shù)據(jù)準備>（數(shù)字化儀狀態(tài)設(shè)置）->地圖分塊->

19、;圖紙定向->地圖分層->數(shù)字化->圖像檢查與編輯 32、傳統(tǒng)地圖和數(shù)字地圖的不同（分層組織）最初傳統(tǒng)的數(shù)字地圖，沒有分層組織組織，一幅圖包含有各類不同的信息，如邊界、城市、村鎮(zhèn)、河流、注記、道路等，在進行某一專題或地理分析時，只注重對某一單項同類對象進行顯示和分析，而其他內(nèi)容不作為分析對象，從直觀上給人雜亂的感覺。計算機處理也不方便。目前的GIS軟件都采用分層結(jié)構(gòu)組織地圖數(shù)據(jù)。一般地，矢量數(shù)字地圖的分層結(jié)構(gòu)采用按圖層組織的方法，即把同一類或幾類地理要素的信息放在同一個圖層，每一個圖層存儲為一個或一組獨立的文件，如圖3.9所示，在這組文件中進行疊加顯示操作。33、單圖集分層結(jié)

20、構(gòu)的特點，優(yōu)缺點？ppt第三章（1）3840頁34、數(shù)字道路地圖的多圖集分層結(jié)構(gòu)的內(nèi)容和存儲。PPt 第三章（1）414335、地圖數(shù)據(jù)庫按照功能用途可以分為哪幾種數(shù)據(jù)庫類型？各有什么作用？分析數(shù)據(jù)庫：記錄道路數(shù)據(jù)，主要用于路徑搜索；查詢數(shù)據(jù)庫：POI信息，主要用于信息查詢；顯示數(shù)據(jù)庫：多邊形、區(qū)域、點的圖形信息，主要用于地圖顯示。36、建立網(wǎng)格單元基本思想是什么？根據(jù)地圖數(shù)據(jù)的X和Y方向的最大、最小值，將存儲層所覆蓋的區(qū)域分割成等大的區(qū)域單元，區(qū)域單元的大小視局部放大的程度而定，一般局部放得越大，區(qū)域單元分得越小，相反則大一些。以區(qū)域單元為單位，用“相關(guān)區(qū)域”法記錄地圖要素與區(qū)域單元間的對應(yīng)

21、關(guān)系，即對每一地圖要素，求出要素所覆蓋的相關(guān)區(qū)域單元。這就必須要判斷點、線、面要素是否全部或有部分落在該格網(wǎng)單元內(nèi)。 在這些相關(guān)的區(qū)域單元中記錄該地圖要素數(shù)據(jù)所在數(shù)據(jù)文件中的存儲地址。37、什么是數(shù)字道路地圖的空間索引？建立空間索引的目的是什么？目前代表性的有哪些？空間索引就是指依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象間的某種空間關(guān)系，按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。空間索引是介于空間操作算法和空間對象之間的一種輔助性措施，其主要目的是對空間數(shù)據(jù)進行篩選和過濾，從而在進行空間操作時，大量與空間操作無關(guān)的空間對象被預(yù)先排除，提高空間數(shù)據(jù)訪問的效率，縮短計算時間。目前的空間索引研究成果比較代表性的有K-

22、D-B樹、四叉樹、 R-樹及其改進型、網(wǎng)格索引等。38、航位推算（DR）的基本原理是什么？產(chǎn)生定位誤差積累的原因主要是什么？減少誤差的方法有哪些？ppt第四章（1）4-639、常用的GPS/DR組合方案有哪些？各有什么優(yōu)缺點？ppt第四章（1）71040、什么是地圖匹配？基本思想，地圖匹配應(yīng)用的兩個基本前題是什么？地圖匹配的算法處理過程？ppt第四章（2） 4-6頁地圖匹配（MMMap Matching）是一種純軟件技術(shù)的定位修正方法,利用數(shù)字化地圖信息融合傳感器定位數(shù)據(jù)以產(chǎn)生最佳位置估計的技術(shù)就是地圖匹配其基本思想是：將車輛定位軌跡與數(shù)字地圖中的路網(wǎng)信息聯(lián)系起來，通過計算車輛行駛軌跡與數(shù)字地

23、圖中道路的相似性，來確定車輛最可能的行駛路段以及車輛在該路段最大可能的位置。另一方面，還可以利用高精度的數(shù)字道路地圖來修正定位系統(tǒng)的誤差，從而使系統(tǒng)性能得到改善。應(yīng)用基于以下假設(shè): 用于匹配的數(shù)字化地圖包含高精度的道路位置坐標; （誤差<15m）被定位車輛正在道路上行駛。地圖匹配算法處理過程 一個 完 整 的地圖匹配算法包括三個主要的處理過程： 即確定誤差區(qū)域 選取匹配路段 計算修正結(jié)果 誤差區(qū)域指：可能包含車輛真實位置的區(qū)域范圍，應(yīng)根據(jù)傳感器定位結(jié)果和誤差情況來確定。誤差區(qū)域內(nèi)的道路被稱為候選路段。地圖匹配算法認為其中包含了車輛的真實位置， 匹配路段的選取是從候選路段中挑選最有可能的車

24、輛行使路段的過程，挑選的原則依據(jù)具體的算法設(shè)計而不同，通常的標準是數(shù)字地圖中的道路形狀與車輛軌跡的相似程度。 確定匹配路段后，計算車輛在該路段中最可能的位置，并用結(jié)果修正原有的定位輸出。41、常用的地圖匹配方法有哪些？了解其計算的基本思路。Ppt第四章（2）81242、地圖匹配中怎樣確定誤差區(qū)域？Ppt第四章（2）131743、影響地圖匹配正確性的因素有哪些？Ppt第四章（2）1844、什么是匹配度？候選路段的匹配度應(yīng)該具有的特點是什么？ppt第四章（2）19匹配度：衡量候選路段是車輛真實行駛路段的可能性大小的程度量。候選路段的匹配度的定義，應(yīng)該具有以下特點:(1 ) 車輛行駛的真實路段的匹配

25、度大于所有其它候選路段的匹配度;(2) 車輛行駛的真實路段的匹配度大于閥值QT。45、要有效的進行地圖匹配，匹配度Q(k)需要滿足的標準？1) Q ( k)是 遞推計算的，應(yīng)該收斂在有限數(shù)值，并且盡量少地受到測量噪聲的影響。2) 真實道路的Q(k)很容易的與其它道路區(qū)分開。46、基于匹配度加權(quán)遞推的地圖匹配算法的設(shè)計？ppt第四章（2）2526 考慮到車輛當前行駛的道路在數(shù)字地圖上并不存在、或者車輛駛出道路的情況，算法中包括兩種工作模式:“捕獲” 模式和“跟蹤” 模式。 捕獲模式是指正在尋找真實道路。 跟蹤模式則是跟蹤由捕獲模式下尋找到的真實路段。跟蹤模式包括兩個狀態(tài):車輛在道路上和車輛在節(jié)點

26、處。 用md表示算法當前的工作模式，md = 0表示捕獲模式and=1表示跟蹤模式，用s表示當前車輛狀態(tài)，s=0表示車輛在道路上，s=l表示車輛在節(jié)點處，并設(shè)當前位置的候選路段有M個，則地圖匹配算法完整的描述如下:47、根據(jù)移動通信的特點與實現(xiàn)方式，在車輛定位系統(tǒng)中應(yīng)用的移動通信可以歸納為哪些？p129133 常規(guī)通信、集群通信、蜂窩通信、無線數(shù)據(jù)廣播、專業(yè)數(shù)據(jù)通信、衛(wèi)星通信等。48、車輛定位系統(tǒng)的多址接入方式有哪幾種？各自的特點？p144 （1）固定分配多址方式。特點：在此方式下，用戶所占用的資源是固定的，即使某用戶不進行數(shù)據(jù)傳輸，其它用戶也不能石灰?guī)r為其分配的資源。主要有FDMA、TDMA

27、與CDMA三種。（2）按需分配多址方式。特點：適用于占有時間不固定的動態(tài)數(shù)據(jù)傳輸用戶，當用戶需要服務(wù)時，由系統(tǒng)內(nèi)的控制中心分配空閑的信道，服務(wù)完成后信道仍可供其它用戶使用。該方式需要控制中心進行多用戶通信的管理，并占用獨立的信道進行動態(tài)分配信息的傳送。（3）隨機分配多址方式。特點：該方式下，多個用戶的數(shù)據(jù)傳輸是隨機的，不同用戶同時進行數(shù)據(jù)傳輸時將會引起碰撞。對數(shù)據(jù)碰撞采取不同的處理手段對應(yīng)不同的隨機多址方式。49、從實現(xiàn)導航功能的角度看，目前智能車輛導航系統(tǒng)的分類？自主式（分布式）車輛導航系統(tǒng)，其定位和路徑規(guī)劃等功能全部在車載設(shè)備實現(xiàn)中心決定式導航系統(tǒng)，它的某些功能需要借助通信網(wǎng)絡(luò)才能實現(xiàn)。5

28、0、路徑規(guī)劃解決的是什么問題？解決的是：在給定的數(shù)字道路地圖中尋找從出發(fā)地到目的地的最優(yōu)路線。針對實際應(yīng)用，可以采用不同的優(yōu)化標準，如最短行車距離、最少旅行時間、最低通行收費等。51、圖論中許多比較成熟的最短路算法在車輛導航系統(tǒng)中通常不能直接使用的兩個方面原因？在實際應(yīng)用中的數(shù)字道路數(shù)據(jù)庫往往規(guī)模龐大，而負責路線規(guī)劃的導航計算機系統(tǒng)受車載環(huán)境和成本限制，處理能力和數(shù)據(jù)存儲資源都十分有限，難以承擔苛刻的計算量要求。在圖論中，只要兩個頂點之間存在連通的路徑，則認為從其中某一頂點經(jīng)過該路徑可到達另一頂點，而在實際交通行為中，不可避免的存在著交叉口延遲。如果選擇行駛時間作為優(yōu)化標準，就使得表示路網(wǎng)的帶

29、權(quán)有向圖不僅弧帶權(quán)，節(jié)點也帶權(quán)，而且交通管制信息如交叉口轉(zhuǎn)向限制等也普遍存在，這些使得常規(guī)的最短路算法難以滿足路線規(guī)劃的要求。52、什么是最短路徑？經(jīng)典的最短路徑算法過程？ppt第六章 5-11 最短路徑：就是指在帶權(quán)有向圖中，尋找從指定起點到終點的一條具有最小權(quán)值總和的路徑。經(jīng)典的最短路算法1、迪杰斯特拉(Dijkstra)算法：由荷蘭數(shù)學家于1959年提出的一個適用于非負權(quán)值網(wǎng)絡(luò)的單源最短路算法，是目前求解最短路問題的理論上最完備、應(yīng)用最廣的經(jīng)典算法，它可以給出從某指定節(jié)點到圖中所有其他節(jié)點的最短路。迪杰斯特拉(Dijkstra)算法主要思想是：按照路徑長度逐點增長的方法構(gòu)造一棵路徑樹，從

30、而得到從該樹的根節(jié)點(即指定起點)到其它所有節(jié)點的最短路。按路徑長度遞增次序產(chǎn)生最短路徑算法：把V分成兩組：（1）S：已求出最短路徑的頂點的集合（2）V-S=T：尚未確定最短路徑的頂點集合將T中頂點按最短路徑遞增的次序加入到S中，保證：（1）從源點V0到S中各頂點的最短路徑長度都不大于從V0到T中任何頂點的最短路徑長度（2）每個頂點對應(yīng)一個距離值S中頂點：從V0到此頂點的最短路徑長度T中頂點：從V0到此頂點的只包括S中頂點作中間頂點的最短路徑長度求最短路徑步驟1）初始時令 S=V0,T=其余頂點，T中頂點對應(yīng)的距離值1. 若存在<V0,Vi>，為<V0,Vi>弧上的權(quán)值

31、2. 若不存在<V0,Vi>，為µ2）從T中選取一個其距離值為最小的頂點W，加入S3）對T中頂點的距離值進行修改：若加進W作中間頂點，從V0到Vi的距離值比不加W的路徑要短，則修改此距離值4） 重復上述步驟，直到S中包含所有頂點，即S=V為止終點 從V0到各終點的最短路徑及其長度V1V2V3V4V5V6Vj13<V0,V1>8<V0,V2>µ30<V0,V4>µ32<V0,V6>V2:8<V0,V2>13<V0,V1>-13<V0,V2,V3>30<V0,V4&g

32、t;µ32<V0,V6>V1:13<V0,V1>-13<V0,V2,V3>30<V0,V4>22<V0,V1,V5>20<V0,V1,V6>V3:13<V0,V2,V3>-19<V0,V2,V3,V4>22<V0,V1,V5>20<V0,V1,V6>V4:19<V0,V2,V3,V4>-21<V0,V2,V3,V4,V5>20<V0,V1,V6>V6:20<V0, V1,V6>516432085623013717329

33、 2、弗洛伊德(Floyd)算法 算法思想：逐個頂點試探法 求最短路徑步驟 初始時設(shè)置一個n階方陣，令其對角線元素為0，若存在弧<Vi,Vj>，則對應(yīng)元素為權(quán)值；否則為µ 逐步試著在原直接路徑中增加中間頂點，若加入中間點后路徑變短，則修改之；否則，維持原值 所有頂點試探完畢，算法結(jié)束例ACB2643110 4 116 0 23 µ 0初始：路徑：AB ACBA BCCA0 4 66 0 23 7 0加入B：路徑：AB ABCBA BCCA CAB0 4 116 0 23 7 0加入A：路徑：AB ACBA BCCA CAB0 4 65 0 23 7 0加入C：路

34、徑：AB ABCBCA BCCA CAB 53、什么是啟發(fā)式搜索？基于啟發(fā)式搜索的最短路徑算法主要有哪些？啟發(fā)式搜索是基于知識的搜索策略，即通過選定一種估價函數(shù)，在搜索過程中的每一步，尋找估價函數(shù)數(shù)值最高的節(jié)點作為下一個搜索節(jié)點?；趩l(fā)式搜索的最短路算法有Costed算法、分支界定法、限制搜索區(qū)域法、A*算法等，54、A*算法的基本思想該算法在選擇下一個被檢查的節(jié)點時，對當前節(jié)點距離終點的長度作為估計，評價其處于最優(yōu)路線上的可能性量度，這樣就可以首先搜索可能性較大的節(jié)點，從而提高搜索過程的效率。A*算法的估價函數(shù)可表示為： f '( v) = g( v)+ h '(v )其中

35、g(v)是從起點到當前頂點，的實際費用的量度，h(v)是從當前頂點，到終點的最小費用的估計，如果h(v)= 0 ，即沒有利用任何啟發(fā)式信息，這時的A*算法就變成了普通的Dijkstra算法。h(v)具體形式的選擇取決于路線優(yōu)化標準，在選擇h(v)時，要滿足一個要求，就是不能過高估計當前頂點的最小費用，這被稱為可納性條件，只要啟發(fā)式函數(shù)滿足可納性條件，且原問題存在最優(yōu)解，則A*算法一定能夠計算出最優(yōu)路徑。A*算法的程序編寫原理如圖有如下的狀態(tài)空間：（起始位置是A，目標位置是P，字母后的數(shù)字表示節(jié)點的估價值）搜索過程中設(shè)置兩個表：OPEN和CLOSED。OPEN表保存了所有已生成而未考察的節(jié)點，C

36、LOSED表中記錄已訪問過的節(jié)點。算法中有一步是根據(jù)估價函數(shù)重排OPEN表。這樣循環(huán)中的每一步只考慮OPEN表中狀態(tài)最好的節(jié)點。具體搜索過程如下：1） 初始狀態(tài)：OPEN=A5；CLOSED=；2）估算A5，取得搜有子節(jié)點，并放入OPEN表中；OPEN=B4，C4，D6；CLOSED=A53）估算B4，取得搜有子節(jié)點，并放入OPEN表中；OPEN=C4，E5，F(xiàn)5，D6；CLOSED=B4，A54）估算C4；取得搜有子節(jié)點，并放入OPEN表中；OPEN=H3，G4，E5，F(xiàn)5，D6；CLOSED=C4，B4，A55）估算H3，取得搜有子節(jié)點，并放入OPEN表中；OPEN=O2，P3，G4，E5

37、，F(xiàn)5，D6；CLOSED=H3，C4，B4，A56）估算O2，取得搜有子節(jié)點，并放入OPEN表中；OPEN=P3，G4，E5，F(xiàn)5，D6；CLOSED=O2，H3，C4，B4，A57）估算P3，已得到解；55、基于分層地圖的搜索算法 基于分層地圖的路線規(guī)劃算法對道路網(wǎng)絡(luò)的分層規(guī)則要求具備以下特點和假設(shè):(1 ) 針對不同的優(yōu)化標準，層次可以按照道路等級或者預(yù)計的行車速度進行劃分;(2 ) 層次細節(jié)由高到低逐漸增多，高層次是低層次的子集;(3 ) 每個層次的道路網(wǎng)絡(luò)是連通的，對于低層次這是肯定的，在高層次中大部分情況下也是連通的 , 如果不連通，可以通過將低層次中的某些路段提取到高層次中, 使

38、之構(gòu)成連通的網(wǎng)絡(luò)。56、最優(yōu)路線規(guī)劃分層搜索算法描述給定起點s和終點t, i1、j1分別是包含s、t的最高層次，記為Si1 ，Tj1，假設(shè)將道路網(wǎng)絡(luò)劃分成N個層次1,2,，N，則最優(yōu)路線規(guī)劃分層搜索算法可以描述為：1) 如果 i1=j1= N，則s、t都位于最高層網(wǎng)絡(luò)，直接在N層道路網(wǎng)中計算最短路，結(jié)果即最優(yōu)路線Si1= SN- >Tj1= TN;2)否則，如果i1< j1，必有i1< N ，找到距離Si最近的上一層的節(jié)點Si2，如果i2<j1,繼續(xù) 尋找距離Si2更上一層的節(jié)點，直到尋找到節(jié)點Sj1,。3)如果j1=N,那么分別在第1,2,.,N -1層計算最短路Si

39、1->Si2-> SN-1->SN,在N 層計算最短路SN->Tj1=TN，依次連接最短路，即得最優(yōu)路徑;如果j1< N,且Sj1和Tj1處于第j1層的同一區(qū)域，那么分別在第1,2, ，j1層計算最短路Si1-> Si2->,Sj1-1->Sj1,Sj1-> Tj1,依次連接最短路，即得最優(yōu)路徑;4)如果j1<N ·但Sj1和Tj1不在同一區(qū)域，那么繼續(xù)尋找距離Sj1更上一層的節(jié)點，尋找 距離Tj1最近的上一層的節(jié)點，直到尋找到節(jié)點Sip，Tjq滿足ipjqk,且Sk和Tk處于同一區(qū)域內(nèi)，或者k=N為止;5)然后分別在不同層

40、次的道路網(wǎng)絡(luò)中計算最短路Si1> Si2 ,Sk-1->Sk,Sk->Tk,Tk->Tk-1,Tj2->Tj1,將以上最短路徑依次連接起來，就構(gòu)成了從起 點S到終點T的最優(yōu)路j徑。對于j1< i1的情況，也按照以上方法進行，這時必須首先向較高層次上溯終點t。57、自主式導航系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 人 機 接 口地圖顯示地圖檢索路徑規(guī)劃路徑引導地圖匹配 電 子 地 圖 數(shù) 據(jù)GPS數(shù)據(jù)解析DR傳感器數(shù)據(jù)解析速率傳感器角速率傳感器圖6-6 車載定位導航系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)58、導航系統(tǒng)的功能解析我在 哪里？從出發(fā)地到目的地的最佳路徑如何到達目的地？附近有無加油站/停車場？實時

41、地顯示當前位置路 徑 規(guī) 劃路 徑 引 導附近設(shè)施查詢*電子地圖數(shù)據(jù)*GPS/DR信號解 析*地 圖 匹 配*GIS空間分析*拓撲分析*檢索服務(wù)點信息*GPS/DR信 號 解 析*地 圖 匹 配*檢索道路網(wǎng)絡(luò)信息用戶的問題導航系統(tǒng)功能引用的技術(shù)圖-導航系統(tǒng)的功能解析59、典型的自主式車輛導航系統(tǒng)應(yīng)具備哪些功能？(1)系統(tǒng)能在90%以上的行程時間里確定車輛的實時位置，與實際位置的偏差應(yīng)小于20m;(2)時能夠?qū)④囕v的實時位置轉(zhuǎn)化為地圖坐標，并與道路網(wǎng)相匹配，以提供車輛在路網(wǎng)中最可能的行駛路段以及車輛在路段中的具體位置;(3)系統(tǒng)能向駕駛員提供以地圖為背景的圖形化實時車輛位置顯示:(4)系統(tǒng)能接受

42、行駛目的地請求，按照合適的規(guī)劃標準給出當前位置或者指定位置到達目的地的最佳行駛路線；（5）系統(tǒng)能根據(jù)已經(jīng)規(guī)劃好的行車路線產(chǎn)生實時的引導指令，并以文字、圖像或語音提示(或者三者混合)的方式提供給駕駛員;（6）系統(tǒng)能確定車輛當前是否偏離了預(yù)定行車路線，并及時作出處理。（7）能夠通過多種方式如分類查詢、拼音模糊查詢等，檢索指定目的地或者興趣點的位置，也能快速查詢指定位置附近的各種興趣點信息。60、導航系統(tǒng)設(shè)計考慮的幾個原則:1. 可靠性原則:系統(tǒng)要充分適應(yīng)車載環(huán)境的惡劣性，系統(tǒng)必須穩(wěn)定可靠。2. 易用性原則:為加強產(chǎn)品的市場需要，系統(tǒng)的操作過程必須盡可能簡單方便，硬件接 口 和 軟 件 操作簡潔明了

43、，用戶界面直觀友好。3. 經(jīng)濟性原則:在保證完成實現(xiàn)目標的前提下，盡可能優(yōu)化方案設(shè)計，精簡系統(tǒng)的功能 部 件 ， 降 低單位產(chǎn)品的制造成本。4. 靈活性原則:系統(tǒng)硬件具有可擴展性，系統(tǒng)軟件要能夠方便地升級，在預(yù)期的產(chǎn)品生 命 周 期 內(nèi) 能夠適應(yīng)市場需求和運行環(huán)境的變化。61、硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)圖 6. 車輛導航系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)62、自主式車輛導航的軟件體現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖69自主式車輛導航系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)63.在軟件體系中采用分層結(jié)構(gòu)使得應(yīng)用軟件具有硬件無關(guān)性的兩層含義：一、系統(tǒng)中所有的硬件設(shè)備都由操作系統(tǒng)接管，應(yīng)用程序不直接對硬件進行訪問。二、所有涉及硬件的操作都通過調(diào)用標準的API函數(shù)來完成。這種

44、無關(guān)性極大的增強了應(yīng)用程序的可移植性，為系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)、升級和改進帶來了方便。64、操作系統(tǒng)是構(gòu)建整個軟件體系的基礎(chǔ)，選擇操作系統(tǒng)的要求:1、 為 滿 足系統(tǒng)功能的要求，操作系統(tǒng)應(yīng)提供良好的圖形顯示支持和強大的多任務(wù)管理 能 力 ;2、 為 適 應(yīng)嵌入式硬件系統(tǒng)，操作系統(tǒng)應(yīng)體積小，可以按用戶的要求來增減功能。這樣 才 能 最 大 程度地去除不需要的冗余，節(jié)省存儲空間，同時也要方便用戶自己的功能擴展 。3、從應(yīng) 用 軟 件 開 發(fā)的角度考慮，應(yīng)選擇開發(fā)平臺功能強、共享軟件資源豐富、支持多 種 嵌 入 式 硬件的操作系統(tǒng);4、從適 應(yīng) 惡 劣 的 車載環(huán)境考慮，操作系統(tǒng)必須能夠脫離硬盤，直接從

45、ROM/FLASH中啟 動 ， 對 內(nèi) 存 開 銷、存儲容量等硬件資源的需求應(yīng)盡可能低。5、從用 戶 使 用 的 方 便 程度考慮，要求操作系統(tǒng)支持即時關(guān)機，另外也要考慮操作系統(tǒng) 的 成 本 。GPS+ DR +MM組合定位子系統(tǒng)首先在每個采樣時刻k=nT由擴展Kalman濾波器處理DR傳感器和GPS的量測數(shù)據(jù)并給出車輛位置估計、行車方向估計以及定位誤差估計;然后將濾波器輸出的這些最優(yōu)估計輸入到地圖匹配模塊，由地圖匹配算法計算出當前時刻的匹配位置坐標，即為車輛當前的位置輸出。65、GPS+DRMM組合定位系統(tǒng)圖611 GPS十DR+MM組合定位系統(tǒng)框圖66、路徑引導的任務(wù)？路線導航子系統(tǒng)與其它

46、模塊的相互關(guān)系路線引導則是指揮駕駛員沿著路線規(guī)劃模塊計算的最佳路線行駛的過程，它包括兩個任務(wù):一是產(chǎn)生行駛引導指令，二是跟蹤車輛在規(guī)劃路線上的行駛情況。路線導航子系統(tǒng)與其它模塊的相互關(guān)系如圖6.12所示。6.12 路 線 導 航 子 系 統(tǒng)與 其 它 模 塊 的 相互 作 用67、當車輛偏離預(yù)定的路線，該如何處理？處理方法：一旦系統(tǒng)確定車輛不再行駛在給定的路線上，系統(tǒng)必須先對駕駛員給出提示，同時在屏幕上只是預(yù)定目的地的相對方位，以方面駕駛員能返回原來的路徑，當一段時間后車輛仍然沒有回到預(yù)定路線，則重新規(guī)劃一條由當前車輛位置通往目的地的最佳行車路線。68、中心決定式車輛導航系統(tǒng)具有的特點：ppt第六章55頁（1）利用信息點指令處理機制來實現(xiàn)終端的多種功能。（2）終端不需要存有地圖數(shù)據(jù)，節(jié)省了大量的存儲資源和運算資源。（3）路徑規(guī)劃在中心進行。（4）能夠提供信息采集、信息服務(wù)