汽车导航系统基础知识概述

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,#,汽车车身电气系统,2009年10月,第6章,汽,汽车,导,导航系,统,统,教学目,的,的和要,求,求,1.了,解,解汽车,导,导航系,统,统的特,点,点、分,类,类和功,能,能，熟,悉,悉汽车,导,导航系,统,统结构,和,和原理,2.熟,悉,悉大众,宝,宝来轿,车,车导航,系,系统的,故,故障诊,断,断和检,修,修,教学重,点,点,1.汽,车,车导航,系,系统结,构,构和原,理,理,2.大,众,众宝来,轿,轿车导,航,航系统,的,的故障,诊,诊断和,检,检修,教学难,点,点,汽车导,航,航系统,结,结构和,原,原理,教学方,法,法和使,用,用教具,讲授、,现,现场教,学,学、实,践,践教学,、,、课件,教学时,数,数,3学时,6.1,汽,汽车,导,导航系,统,统概述,6.2,汽,汽车,导,导航系,统,统的检,修,修,6.1,汽,汽车,导,导航系,统,统概述,6.1,.,.1,汽,汽车导,航,航系统,的,的特点,6.1,.,.2,汽,汽车导,航,航系统,的,的分类,6.1,.,.3,汽,汽车导,航,航系统,的,的功能,6.1,.,.4,汽,汽车GPS导,航,航系统,的,的结构,与,与原理,6.1,.,.1,汽,汽车导,航,航系统,的,的特点,1实,现,现实时,位,位置测,定,定,2具,有,有自动,检,检索与,图,图像放,大,大等功,能,能,3自,动,动修正,车,车辆位,置,置,4交,通,通行业,控,控制管,理,理的重,要,要组成,部,部分,6.1,.,.2,汽,汽车导,航,航系统,的,的分类,1.汽,车,车导航,综,综合系,统,统,包括单,一,一功能,的,的导航,系,系统和,具,具有汽,车,车导航,、,、监控,、,、防盗,、,、旅游,、,、交通,控,控制与,调,调度等,功,功能的,综,综合系,统,统。,2.汽,车,车开环,与,与闭环,导,导航系,统,统,1）汽,车,车开环,导,导航系,统,统,该系统,是,是从控,制,制中心,或,或电台,、,、卫星,传,传感器,等,等得到,定,定位、,方,方位、,方,方向等,信,信息，,根,根据这,些,些信息,和,和电子,地,地图可,以,以定出,起,起点到,终,终点最,短,短行驶,距,距离，,但,但汽车,的,的信息,不,不能返,回,回控制,中,中心。,如,如果某,一,一道路,上,上出现,塞,塞车、,交,交通事,故,故，桥,梁,梁出现,断,断裂等,天,天灾人,祸,祸时，,驾,驾驶员,是,是不会,知,知道的,，,，而汽,车,车出现,故,故障、,被,被盗等,问,问题时,也,也无法,和,和控制,中,中心联,系,系。,2）汽,车,车闭环,导,导航系,统,统,该系统,不,不但有,开,开环的,所,所有导,向,向等功,能,能，而,且,且驾驶,员,员可以,把,把行车,实,实时信,息,息不断,向,向控制,中,中心返,回,回。根,据,据中心,掌,掌握的,交,交通及,气,气候等,综,综合信,息,息及时,通,通知汽,车,车改道,行,行驶，,在,在最短,时,时间到,达,达目的,地,地。在,汽,汽车出,现,现大故,障,障无法,返,返回或,遇,遇到强,盗,盗等也,可,可以报,告,告控制,中,中心，,一,一方面,告,告诉中,心,心出现,的,的问题,，,，另一,方,方面可,随,随时报,告,告自己,的,的方位,，,，以便,营,营救。,3.无,引,引导功,能,能的导,航,航系统,该系统,只,只是简,单,单的电,子,子地图,。,。驾驶,员,员可以,从,从车上CD-ROM,存,存储器,中,中调出,本,本国城,镇,镇的方,位,位、主,干,干道、,高,高速公,路,路、桥,梁,梁等交,通,通信息,，,，也可,以,以通过,键,键盘方,便,便地找,到,到要到,达,达的目,的,的地，,以,以及要,行,行驶路,线,线的各,种,种所需,信,信息，,帮,帮助驾,驶,驶员选,择,择行车,路,路线，,但,但无引,导,导功能,。,。,4.内,部,部信息,导,导航行,驶,驶系统,利用电,子,子陀螺,或,或地磁,等,等方向,传,传感器,(,(测出,汽,汽车行,驶,驶的方,向,向)、,距,距离传,感,感器等,制,制成的,汽,汽车导,航,航系统,。,。,5.地,磁,磁导航,系,系统,利用地,磁,磁传感,器,器可随,时,时测出,汽,汽车行,驶,驶方向,，,，距离,传,传感器,测,测出距,离,离，可,以,以用电,脑,脑计算,出,出汽车,的,的行驶,轨,轨迹，,及,及到达,目,目的地,的,的方向,、,、剩余,距,距离等,；,；并可,以,以在显,示,示器上,一,一一显,示,示出来,，,，以达,到,到导航,的,的作用,。,。,6.惯,性,性导航,系,系统,该系统,的,的方向,传,传感器,是,是利用,电,电子陀,螺,螺制成,的,的，其,他,他设备,及,及功能,和,和地磁,导,导航系,统,统一样,。,。,7.无,线,线电导,航,航系统,该系统,可,可以分,为,为GPS导航,系,系统和,固,固定电,台,台导航,系,系统。,1）GPS导,航,航系统,该系统,有,有一个,较,较灵敏,的,的GPS信息,接,接收装,置,置，可,接,接收到,卫,卫星发,射,射的导,航,航信息,，,，经过,计,计算处,理,理后，,可,可以得,到,到汽车,行,行驶的,方,方位、,速,速度、,到,到达目,的,的地的,直,直线距,离,离和已,经,经行驶,的,的里程,。,。如和,电,电子地,图,图结合,起,起来导,航,航功能,更,更加完,善,善。,2）固,定,定电台,导,导航系,统,统,分为中,心,心电台,导,导航系,统,统和路,边,边电台,导,导航系,统,统。,（1）,中,中心电,台,台导航,系,系统。,一,一般是,一,一个集,导,导向、,车,车辆监,控,控、防,盗,盗、差,分,分GPS的应,用,用等综,合,合系统,，,，并且,具,具有闭,环,环导航,系,系统的,所,所有功,能,能。一,般,般几十,到,到几百,公,公里为,半,半径设,一,一个中,心,心站。,除,除接收GPS,信,信息外,，,，还收,发,发各个,车,车辆的,导,导航、,防,防盗等,综,综合信,息,息。可,以,以把任,一,一个车,辆,辆的实,时,时轨迹,显,显示在,显,显示器,上,上。较,大,大的系,统,统设一,个,个中心,站,站，下,设,设若干,个,个子站,，,，每个,子,子站带,若,若干个,车,车辆，,以,以扩大,监,监控范,围,围和导,航,航的车,辆,辆数。,（2）,路,路边电,台,台导航,系,系统。,一,一般是,交,交通控,制,制和导,航,航于一,体,体的综,合,合系统,。,。在高,速,速公路,的,的路边,，,，每隔,几,几百米,到,到几公,里,里设一,个,个小功,率,率电台,，,，汽车,上,上的小,功,功率收,发,发机可,通,通过无,线,线电波,和,和交通,控,控制中,心,心每到,一,一个电,台,台交换,一,一次信,息,息，达,到,到交通,控,控制与,导,导航的,目,目的。,6.1,.,.3,汽,汽车导,航,航系统,的,的功能,1对,目,目的地,进,进行最,佳,佳路线,检,检索,2具,有,有瞬时,再,再检索,功,功能,3提,供,供丰富,的,的菜单,和,和记录,功,功能,4在,适,适当时,间,间内提,供,供实时,语,语音提,示,示,5扩,大,大十字,路,路口周,围,围建筑,物,物和交,通,通标志,功,功能,6扩,展,展功能,7导,航,航系统,和,和娱乐,系,系统部,件,件共用,6.1,.,.4,汽,汽车GPS导,航,航系统,的,的结构,与,与原理,1GPS导,航,航系统,介,介绍,1）GPS导,航,航系统,组,组成,GPS,导,导航系,统,统由空,间,间部分,、,、地面,监,监控部,分,分和用,户,户设备,部,部分组,成,成。,（1）,空,空间部,分,分使用24颗,高,高度约20000km的卫,星,星组成,卫,卫星座,，,，24,颗,颗卫星,分,分布在,六,六个等,间,间隔轨,道,道上，,轨,轨道面,相,相对赤,道,道面的,倾,倾角为550,每,每个轨,道,道面上,有,有4颗,卫,卫星，,卫,卫星轨,道,道为圆,形,形，运,行,行周期,为,为11,小,小时58分，,这,这样的,卫,卫星分,布,布，可,保,保证全,球,球任何,地,地区、,任,任何时,刻,刻有不,少,少于4,颗,颗卫星,以,以供观,测,测。,（2）,地,地面监,控,控部分,包,包括四,个,个监控,站,站、一,个,个主站,和,和注入,站,站，全,部,部位于,美,美国境,内,内，监,控,控部分,的,的主要,任,任务是,监,监测每,颗,颗卫星,的,的运行,情,情况，,并,并通过,注,注入站,及,及时修,正,正卫星,的,的有关,参,参数，,以,以保证,整,整个GPS系,统,统能正,常,常运行,。,。,（3）,用,用户设,备,备部分,主,主要是GPS,接,接收机,，,，它接,收,收卫星,发,发射的,信,信号，,根,根据导,航,航电文,提,提供卫,星,星位置,和,和钟差,改,改正信,息,息计算,用,用户的,位,位置。,2）基,本,本原理,卫星导,航,航系统,是,是随着,空,空间技,术,术的发,展,展而出,现,现的一,种,种空间,基,基准的,无,无线电,导,导航系,统,统。其,基,基本原,理,理如图6-1,所,所示。,导航卫,星,星在围,绕,绕圆形,轨,轨道运,动,动时，,发,发出事,先,先决定,的,的图像,信,信息。,接,接受侧,根,根据卫,星,星发出,信,信号至,接,接收到,其,其反射,信,信号的,滞,滞后时,间,间，算,出,出接收,侧,侧与卫,星,星的距,离,离R。,以,以这个,距,距离为,半,半径，,以,以卫星,为,为圆心,，,，就形,成,成一个,球,球面。,当,当接收,侧,侧同时,知,知道三,颗,颗导航,卫,卫星的,距,距离时,，,，就可,形,形成三,个,个球面,，,，三个,球,球面的,交,交点就,是,是接收,侧,侧的位,置,置，也,就,就是汽,车,车的位,置,置。,图6-1GPS,基,基本原,理,理,2电,子,子地图,电子地,图,图是现,代,代汽车,导,导航系,统,统中的,最,最基本,的,的也是,最,最重要,的,的部件,之,之一。,在,在早期,电,电子地,图,图只是,单,单一的,用,用作地,图,图使用,并,并无引,导,导作用,。,。随着,科,科技的,发,发展，,电,电子地,图,图结合GPS,技,技术、,传,传感器,技,技术等,的,的发展,，,，在各,种,种先进,的,的导航,技,技术中,已,已经广,泛,泛应用,，,，上述,分,分类中,绝,绝大部,分,分汽车,导,导航系,统,统中都,包,包括有,电,电子地,图,图。,电子地,图,图包括,道,道路、,地,地名以,及,及各种,设,设施。,除,除了显,示,示本车,位,位置和,方,方向外,，,，导航,信,信息还,有,有已行,驶,驶轨迹,、,、当时,位,位置到,目,目的地,的,的方向,和,和直线,距,距离。,驾,驾驶员,可,可通过,按,按键输,入,入本车,位,位置和,目,目的地,、,、缩放,地,地图的,比,比例尺,，,，或者,选,选择显,示,示CD,-,-ROM数据,库,库中的,任,任意区,域,域的地,图,图。,各种比,例,例尺的,地,地图显,示,示和车,辆,辆定位,是,是电子,地,地图的,关,关键技,术,术。随,着,着电脑,技,技术的,发,发展和,普,普及，,导,导航电,子,子地图,在,在人类,活,活动中,将,将具有,深,深远的,意,意义和,广,广泛的,前,前景。,3汽,车,车GPS导航,系,系统,汽车GPS导,航,航系统,的,的结构,如,如图6,-,-2所,示,示，主,要,要由GPS接,收,收天线,、,、GPS接收,机,机、导,航,航计算,机,机、可,视,视显示,器,器以及,位,位置检,测,测装置