安防之家讯：内容提要：车辆导航系统是智能交通系统（ITS）的技术基础，了解导航系统的发展进程对车辆导航系统的开发和ITS的建设有着重要的意义。大约18年前，第一代导航系统进入市场，它将航位推算单元与1张地图结合就能完成定位功能。自从引进全球定位系统和数字化的地图后，导航系统的精确性得以保证，同时，随着通信和计算机系统的更新，路线的计算速率也大大提高，目前，导航系统还在不断发展。本文还就目前DAB、TPEG等数据发射技术作了一些概述。

ITS是道路交通管理全面智能化的一项大规模综合技术，车辆导航系统又是ITS的关键技术之一。目前我国的车辆导航系统的研究开发工作刚刚起步，因此，了解车辆导航系统的发展过程和应用前景，对车辆导航系统的研究开发和ITS的建设均有重要意义。

1导航系统的历史

1.1第一代导航系统


早在20世纪80年代，第一个导航系统进入市场，它就是结合航位推算单元与繁杂的印刷地图来实现定位功能的，因而导航系统定位不是非常准确。

1.2第二代导航系统

20世纪80年代后期，出现了第二代导航系统，这个系统以航位推算单元为基础并且采用装有地图数据库的CD-ROM，该CD-ROM将大量的地图储存在一个盘片上。在第二代的后继产品中，还出现了地图的匹配技术。
航位推算单元是用于发现车辆某时刻位置的一种系统，它是根据车辆某一已行驶过的位置的特定路线和行驶里程来推算的。行驶里程由磁性罗盘和差动里程表计算出的时间和速度决定。该系统最大的问题在于从前一时刻位置到下一位置的推算过程中可能存在误差，即该系统存在累计误差，也就是说，随着时间的推移，定位精度下降较快。
差动里程表是一种测量已行驶距离的传感器。它根据最初的参考点，测出车轮旋转圈数等细节，从而计算出车辆当前位置。
CD-ROM，CD光盘的原理同音乐CD一样，用于存储电子地图库，使用CD有诸多好处：存储容量大，纠错功能强等（可随系统的变化而改变）。
地图匹配，采用地图匹配，大大提高了系统推算的精确度。将地图上的一个位置与航位推算系统测得的位置相对照，可使航位推算系统的累计误差降低，同时推算出车辆位置，并可根据地图来进行适当调整。

1.3第三代导航系统

第三代导航系统出现在海湾战争（1993）后，当时GPS技术已广泛应用。GPS对航海来讲是一个巨大的进步，它提高了导航系统的定位精确性。由于航位推算系统（DRS）采用了陀螺仪和车轮传感器（ABS中的）而得到改进。这一代导航系统最新的产品是POI。
陀螺仪常用于测量角速度。振动陀螺仪最适用于航海系统，它可以测量振动，并使船只和飞机以精确的角速度来航行。
车轮传感器是应用在ABS中的一种电磁传感器（也有很多车辆采用霍尔式），它可将车轮转速转化为数字信号传输给ECU。
GPS，全球定位系统，由美国国防部（DOD）研制并控制，该系统面向民间提供世界范围的定位服务，但GPS由美国军方研制开发，并控制位置信号代码，该代码可用于远程导弹定位。全球定位系统是卫星导航系统，分为空间、地面控制和用户3部分，它有24颗轨道运行卫星，其中，4颗GPS卫星用于计算三维空间位置，卫星时钟周期性地发送系统的时间和轨道信息，以便使接收机能计算世界上任何地方的所在位置、速度和时间。尽管GPS的研发和使用使导航系统的精确度产生了一次重大飞跃，但系统有2个不足之处，首先，在某些地方，如隧道，全封闭的、高大的玻璃幕墙建筑内定位信号较弱；第二是由于GPS属于美国军方设施，民间只能有选择地使用，而不可能象单纯的民用导航定位系统那样广泛应用。
POI（PointofInternet），是由导航系统数据库支持的一大特色功能，即系统可以在用户要求下显示有关目的地的详细信息，如当地旅馆、博物馆、警察局信息等。

1.4第四代导航系统

目前，导航系统的第四代产品在1997年前已开始使用。最大的变化就是动态线路诱导（DynamicRouteGuidance）系统的产生，它是车载导航系统中的重要组成部分。系统由DVD-ROM取代CD-ROM，所有这些最新信息储存于POI中，结合存储于DVD-ROM中数字地图数据库技术，在车辆上就可以选择最佳的行驶路线。为了实现这一目标，我们可收集当时的相关道路情况后发送给正在路上行驶的车辆，如交通事故报告、交通流情况等。现在，发送这一真实路况最常用的办法是RDS/TMC，RDS/TMC就是在收音机的FM波段向车辆广播交通事故信息。
该系统是一种双向交流模式的线路诱导系统，它与路基交通设备进行信息交换，并通过车载红外线传感接收器在近距离感知外界信息，同时从RDS/TMC处采集信息，得到综合交通信息和管理策略，如图1所示。
DVD（DigitalVideoDisc）新一代存储技术光盘。DVD-ROM盘片与CD-ROM盘大小一样，但信息存储量前者是后者的7倍。DVD-ROM的实际存储量可达4.7GB。
ITS是一种将数据通信技术、自动控制技术、导航定位技术、图像分析技术、计算机网络技术和信息处理技术等综合运用于整个交通管理体系、在大范围内全方位发挥作用的、实时、准确、高效的交通运输综合管理系统。进入20世纪80年代后，许多发达国家争先恐后进行开发研究，出现了竞争激烈的局面，形成了欧、日、美3大体系；我国在近几年中也取得一定成果，如城市交通控制系统，高速公路监控系统，北京理工大学研制成功的自动驾驶系统、多功能显示系统等等，车辆导航系统作为这些ITS的核心技术，对实现交通运输与管理智能化起着举足轻重的作用。导航系统已经纳入世界发展计划，它的功能不仅仅是作为一个路线引导工具，更重要的是防止在高速公路上出现交通问题，如交通事故、公路施工或恶劣天气引起的交通阻塞等，在此，通讯已成为必不可少的重要因素。

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