車載GPS系統(tǒng)軟件工程論文

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一、GPS系統(tǒng)的組成以及工作原理

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的組成主要由三個(gè)部分組成，即空間部分、地面監(jiān)控部分以及用戶部分。

1.空間部分

這一部分是由GPS衛(wèi)星網(wǎng)組成。每一顆衛(wèi)星都不斷地向地球發(fā)射數(shù)字信號(hào)，在地球上的任何一個(gè)地方、任何時(shí)候的用戶通過同時(shí)接收4顆以上衛(wèi)星信號(hào)都可以得出自己所在的位置、速度和運(yùn)行等多種情況。車載gps也是通過接受4顆衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行自身定位的。

2.地面監(jiān)控部分

地面監(jiān)控部分包括四個(gè)監(jiān)控站、一個(gè)主站和注入站。這一部分的主要任務(wù)是監(jiān)測(cè)空間衛(wèi)星的運(yùn)行情況，通過注入站及時(shí)修正衛(wèi)星參數(shù)，從來保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.用戶系統(tǒng)

用戶部分所述是指GPS接收機(jī)。這種接收器雖然外形多種多樣，但基本功能都是大同小異的，即能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量空間衛(wèi)星所發(fā)射出的數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)導(dǎo)航電文所提供的衛(wèi)星位置和鐘差來修正信息，計(jì)算出用戶所在的位置。

二、車載GPS系統(tǒng)

車載GPS系統(tǒng)的組成部分要相對(duì)復(fù)雜一些，由GPS接收天線、GPS接收機(jī)、顯示處理系統(tǒng)、導(dǎo)航軟件和其它應(yīng)用軟件等組成。顯示處理系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)通訊接口把GPS接收機(jī)傳出的信號(hào)在電腦中進(jìn)行操作處理并與車載電子地圖相結(jié)合，顯示所在位置與信息。導(dǎo)航軟件也就是我們常說的電子地圖，即數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫。其可以將采用衛(wèi)星影像、航拍、DGPS現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量調(diào)查綜合得到的地圖地理信息數(shù)字化，再將數(shù)字化數(shù)據(jù)，以數(shù)字的形式編碼，然后把它編譯成文件或文件集合，通過格式化后存儲(chǔ)起來，供GPS系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊使用。當(dāng)然電子地圖的更新與實(shí)際路況信息的攝取則至關(guān)重要，這在下面將著重論述。

三、車載GPS系統(tǒng)常見故障的排除

（一）常見故障概述

常見故障的概括是在數(shù)萬份的用戶回饋信息的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納得出的，一下三項(xiàng)最為突出：首先，地圖匹配錯(cuò)誤。其次，車載GPS系統(tǒng)不能顯示車輛位置或者尋不到目的地。再次，車載GPS系統(tǒng)間歇工作。

（二）車載GPS系統(tǒng)不能顯示車輛位置或者尋不到目的地的原因與解決辦法

1．在進(jìn)行首次定位時(shí)請(qǐng)盡量使車子在空曠的位置?？?，因?yàn)槭状螁?dòng)的時(shí)間要更久一些，初始化的過程不能受到過多的干擾。具體時(shí)間則是受到周圍環(huán)境以及地理、天氣等影響。

2．車上裝的隔熱紙、防爆紙等都會(huì)干擾衛(wèi)星訊號(hào)的接收，這時(shí)裝設(shè)外接天線可以很好的加強(qiáng)信號(hào)的接受。

3．及時(shí)在正規(guī)途徑更新軟件是避免問題的最為重要方法。

4．因?yàn)樾l(wèi)星訊號(hào)的強(qiáng)弱，行駛道路有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)定位偏離狀況(例如位置出現(xiàn)在另一條道路上)，此現(xiàn)象并不代表系統(tǒng)故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)修正正確道路狀況。

（三）車載GPS系統(tǒng)間歇工作的原因

1.車載GPS系統(tǒng)線路存在線束將斷、接觸不良，電源觸點(diǎn)生銹。

2.車載主機(jī)本身存在故障。

3.GPS接收機(jī)故障。

四、地圖匹配方法的定位誤差修正

在車輛GPS系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)獲得車輛的位置是核心功能。由于GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)存在這先天的誤差，因此會(huì)導(dǎo)致定位精度的不準(zhǔn)確，尤其是當(dāng)車輛處于在山區(qū)、城市高樓區(qū)以及隧道等地段時(shí)。故而采用地圖匹配系統(tǒng)校正定位誤差可以完美的實(shí)現(xiàn)精確度的要求。基于PC的GPS地圖匹配系統(tǒng)不但體積大、質(zhì)量重，而且功耗更高，使得本來狹小的車內(nèi)空間更為局促。采用基于GIS的GPS/MM組合導(dǎo)航技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度要求很高。而傳統(tǒng)的單片機(jī)計(jì)算速度慢、對(duì)外接口簡(jiǎn)單，而且無法采用操作系統(tǒng)。只有使用體積小、速度快、通用性強(qiáng)的嵌入式處理系統(tǒng)來處理相關(guān)信息才可以事半功倍。根據(jù)筆者調(diào)查，ARM系列處理器不但處理速度快、功耗低、市場(chǎng)成熟且易于開發(fā)。故而在系統(tǒng)中使用32位ARM9微處理器來作為控制核心，并移植嵌入式操作系統(tǒng)WinCE，在嵌入式平臺(tái)上整合GPS定位技術(shù)和相關(guān)的電子地圖技術(shù)，可以達(dá)到修正定位誤差，選取最優(yōu)路徑的效果。這正是解決地圖不匹配的核心之所在。