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北斗车载导航系统研究现状分析
来源:汽车电器  作者:佚名  2017-08-05 09:56:32

    摘要:北斗导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统。目前北斗导航系统已广泛应用于各类车载终端,并且运用效果良好。本文概述北斗车载导航系统,总结分析对北斗车载导航技术在导航定位精度、远程监控等方面的研究状况,最后介绍了北斗车载导航系统的具体应用并指出需要改进之处。

    中国对卫星导航技术的探究可追溯到20世纪80年代初,1994年正式研制北斗卫星导航试验系统(北斗一号),直至2012年北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。北斗卫星导航系统在道路交通领域应用广泛,基于北斗卫星导航系统延伸发展的各类车载终端设备,有效提高了运输效率,促进交通事业的现代化发展。为此,本文首先对中国北斗车载导航技术研究概况进行介绍,并对北斗车载导航技术在导航定位精度、远程监控等方面的研究状况及其应用与不足进行总结分析,对后续北斗车载导航技术探索具有一定的参考意义。

    1 北斗车载导航的概述
    车载导航系统是融合了GPS/GIS、多媒体、嵌入式以及现代移动通信等先进技术、具备高科技含量的系统。上世纪80年代第1代车载导航终端正式面世,并于90年代初投入商业应用。车载导航终端分别经历了3个阶段的发展历程,包括:以CD-ROM存储数字地图为特征的第1代车载导航系统,并以第1代为基础改良而来的第2代车载导航,其具备了路径规划与导航、语音诱导及静态信息查询等功能;第3代更显智能化,可实现动态车载导航、实现监控、求助救援、交通路网调控等功能。北斗车载导航是基于北斗导航系统而研发,它取代原有车载导航系统中的GPS系统,使得中国导航定位服务摆脱对外国的依赖。但由于国内导航技术方面起步较晚,相关技术尚未成熟,目前部分车载导航系统还是相对保守地沿用北斗与GPS组合的导航定位模式。

    2 北斗车载导航系统的研究现状
    近年来北斗导航系统正式投入服务运营,针对北斗导航技术的研究主要来自国内的学者。目前国内学界对北斗车载导航技术的研究主要是定位精度、远程监控等2大方向。研究者们分别从算法优化、差分技术、与GPS融合等角度对系统定位精度、导航准确性进行改良,并结合射频识别(RFID)、嵌入式、汽车CAN总线等技术,实现了车辆远程监控。
2.1定位精度
    汪翼舟等设计一套基于北斗定位系统的车载定位系统。该系统硬件方面选用TD-D302芯片为主的MCU控制模块以及相对应的北斗定位接收模块,以保证系统的运算速度及响应特性;软件方面建立了终端与地面基准站以及系统后台间网络连接,保证系统后台与终端信息发送与接收。后期对系统测试与对比,试验表明:系统具备数据的接收、发送、处理、管理、存储和显示等基本功能,结合地基增强网络实现主要从事车辆通信技术应用研究。更高定位精度的定位监测。
    李鹏等研究设计了一套高精度北斗车载差分定位装置系统。这套系统采用嵌入式Linux技术以及北斗差分定位、S3C2440等控制模块,通过Linux下串口通信以及NT R IP协议与连续运行北斗卫星定位服务综合系统(CO R S)进行数据的认证和传输,保证了定位数据的实时性与准确性。同时通过扩展卡尔曼滤波算法程序处理定位数据,进一步提高定位精度。实际道路性能试验以及定位精度对比测试,验证了该系统定位精度满足交通运输等行业的需求。
    王雪梅等研究了基于北斗卫星导航的驾培系统。系统采用载波相位实时动态差分技术,对行进状态下的机动车进行精确实时测算,利用静态和动态天线之间的空间相关性,提高了驾培系统定位精度。该研究对提高机动车驾照考试品质具有一定的现实意义。
    柯贤亮等困研究一款带有北斗和GPS组合定位的车载组合导航系统。该终端将北斗和GPS两种导航系统有机地组合起来,尽可能利用其兀余量测信息,具备精度高、抗干扰能力较强、容错性能好等特点。所研制的终端可实现定位跟踪、信号检测、报文远程传输、调度管理车辆等功能,可广泛应用于车载领域,采集实时车载状态信息。
    罗萍等川研究了北斗卫星组合导航系统实时性和定位精度优化问题。利用范数“剔除”无效观测量等手段对UPF算法进行改进,解决UPF算法由于计算量大而不满足组合导航系统实时性要求的问题,并应用于北斗/I N S组合导航系统中。后期试验结果表明,改进算法能够有效地缩短组合导航系统的解算时间,提高定位精度,并且稳定性较高,达到了预期的要求。

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