汽車導(dǎo)航(NAVI)系統(tǒng)技術(shù),錢興晟江蘇汽車技師學(xué)院2011年5月3日,2,課程大綱,第一部份:汽車電子技術(shù)發(fā)展簡述第二部份:NAVI技術(shù)知識分享1.NAVI基本概述2.GPS導(dǎo)航相關(guān)原理3.電子地圖相關(guān)知識介紹4.陀螺儀基本原理5.汽車GPS產(chǎn)品簡介第三部份:GPS發(fā)展前景及用途,3,第一部份:汽車電子技術(shù)發(fā)展簡述,汽車電子化被認(rèn)為是汽車技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次革命，汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志，是用來開發(fā)新車型，改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施。汽車制造商認(rèn)為增加汽車電子設(shè)備的數(shù)量、促進(jìn)汽車電子化是奪取未來汽車市場的重要的有效手段。隨著幾年來消費(fèi)者對汽車安全性、舒適性和娛樂性的需求不斷增加，引發(fā)了整車裝備電子設(shè)備的一股熱潮。自診斷系統(tǒng)、電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)、導(dǎo)航設(shè)備（GPS）、胎壓監(jiān)測（TPMS）等一大批電子控制設(shè)備成為高端汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置，并逐步向中低端車輛滲透。隨著整車的科技含量逐漸提升，單車所裝備的電子產(chǎn)品不斷增多，汽車電子在汽車成本中所占比重也有了較大提升。一些豪華轎車上，使用單片微型計(jì)算機(jī)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到48個(gè)，電子產(chǎn)品占到整車成本的50以上，目前電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)。,4,圖120032007年中國汽車電子產(chǎn)品銷售額及增長率,第一部份:汽車電子技術(shù)發(fā)展簡述,5,汽車電子系統(tǒng)分類(功能別),發(fā)動機(jī)管理動力轉(zhuǎn)向變速箱管理排放系統(tǒng),動力系統(tǒng),舒適設(shè)備和車輛控制,組合儀表盤照明/座椅空調(diào)控制語音識別遠(yuǎn)程無鑰進(jìn)入安全報(bào)警系統(tǒng)雨刷/車窗控制,輔助駕駛,夜視道路偏離報(bào)警自動巡航控制碰撞報(bào)警輔助停車/倒車胎壓監(jiān)控平視智能顯示自動感應(yīng)大燈,信息娛樂和通信,遠(yuǎn)程通信導(dǎo)航/GPS多媒體系統(tǒng)音響系統(tǒng)后座娛樂游戲控制臺選臺（SDR）,CAN.LIN.MOST.FlexRay,汽車網(wǎng)絡(luò),安全系統(tǒng),安全氣囊電子懸掛線傳操控制動系統(tǒng)ABS/ESP/TCS,6,汽車電子系統(tǒng)分類(專業(yè)別),7,汽車電子系統(tǒng)分類(專業(yè)別),8,第二部份:NAVI技術(shù)知識分享1.NAVI基本概述概述2.GPS衛(wèi)星相關(guān)原理3.汽車用地圖相關(guān)知識介紹4.汽車陀螺儀基本原理5.汽車GPS產(chǎn)品簡介,9,1.NAVI基本概述,何謂“車載導(dǎo)航系統(tǒng)”,NAVI:Navigation是拉丁語NAVIS(船)和AGERE(引導(dǎo))兩個(gè)詞結(jié)合,意思是引導(dǎo)船舶安全到達(dá)目的地車載導(dǎo)航由自律航法（推測航法）與電波航法混合方式而成,10,天上衛(wèi)星,車速信號,電子地圖,陀螺儀,車載導(dǎo)航系統(tǒng)機(jī)構(gòu),1.NAVI基本概述,11,美國：GPS(GloabalPositioningSystem)全球定位系統(tǒng)俄羅斯：GLONASS(GLObalNAvigationSatelliteSystem)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。簡稱：格洛納斯歐洲：GNSS(GalileoNavigationSatelliteSystem)伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。中國：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)CNSS，1983年提出”雙星快速定位系統(tǒng)”，只能定位自己國家和附近的地區(qū)，而且目前只用于軍方。汶川地震時(shí)用上.日本：正在積極籌劃建立多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)（MSAS）,2.1各國“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”概述,2.GPS導(dǎo)航相關(guān)原理,12,美國GPS,俄羅斯GLONASS,歐洲GNSS,中國CNSS,四大“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”,2.1各國“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”概述,13,“格洛納斯”系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置為24顆衛(wèi)星，而18顆該系統(tǒng)衛(wèi)星就能保證為俄境內(nèi)用戶提供全部服務(wù)。據(jù)悉，目前俄羅斯有17顆“格洛納斯”系統(tǒng)衛(wèi)星。,1995年俄羅斯耗資30多億美元，完成了GLONASS導(dǎo)航衛(wèi)星星座的組網(wǎng)工作,俄羅斯GLONASS“格洛納斯”,2.1各國“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”概述,14,歐盟GNSS伽利略部署方案,伽利略衛(wèi)星效果圖,分兩個(gè)階段實(shí)施，即2008年至2013年的建設(shè)階段和2013年以后的運(yùn)行階段。歐盟將在建設(shè)階段出資34億歐元，用于完成伽利略計(jì)劃的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，其中包括30顆衛(wèi)星的發(fā)射。,2.1各國“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”概述,15,中國自行研發(fā)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng),前兩顆“北斗一號”衛(wèi)星分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射升空;2003年5月25日零時(shí)34分發(fā)送第三顆,2.2中國：CNSS北斗導(dǎo)航系統(tǒng),2.1各國“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”概述,16,中國北斗全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)模型,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），是除美國的GPS、俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。,2.2中國：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)CNSS,2008-2-1國內(nèi)首款中國北斗導(dǎo)航核心芯片“領(lǐng)航一號”正式誕生。業(yè)內(nèi)人士表示，北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的開發(fā)從根本上打破衛(wèi)星定位導(dǎo)航應(yīng)用市場由GPS壟斷的局面,17,2.2中國：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)CNSS,2.2.1系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理,18,2.2.1系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理,北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)覆蓋范圍是北緯555，東經(jīng)70140之間的心臟地區(qū)，上大下小，最寬處在北緯35左右。其定位精度為水平精度100m(1)，設(shè)立標(biāo)校站之后為20m(類似差分狀態(tài))。工作頻率：2491.75MHz。系統(tǒng)能容納的用戶數(shù)為每小時(shí)540000戶。由于在定位時(shí)需要用戶終端向定位衛(wèi)星發(fā)送定位信號，由信號到達(dá)定位衛(wèi)星時(shí)間的差值計(jì)算用戶位置，所以被稱為“有源定位”。,2.2中國：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)CNSS,19,2.2中國：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)CNSS,快速定位：北斗系統(tǒng)可為服務(wù)區(qū)域內(nèi)用戶提供全天候、高精度、快速實(shí)時(shí)定位服務(wù)，定位精度20100m；短報(bào)文通信：北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報(bào)文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個(gè)漢字的短報(bào)文信息；精密授時(shí)：北斗系統(tǒng)具有精密授時(shí)功能，可向用戶提供20ns-100ns時(shí)間同步精度。,北斗系統(tǒng)三大功能,20,優(yōu)勢：和美國的GPS、俄羅斯的GLONASS相比，增加了通訊功能。全天候快速定位，與GPS精度相當(dāng)。安全可靠，保密性強(qiáng)。劣勢：有源定位系統(tǒng)，系統(tǒng)容量有限，定位終端比較復(fù)雜。區(qū)域定位系統(tǒng)，目前只能為中國及周邊地區(qū)提供定位服務(wù)。,2.2中國：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)CNSS,系統(tǒng)的優(yōu)勢與劣勢,21,2.3美國GPS導(dǎo)航相關(guān)原理,GPS:GloabalPositioningSystem全球定位系統(tǒng),22,美國GPS實(shí)施計(jì)劃共分三個(gè)階段,方案論證和初步設(shè)計(jì)階段,全面研制和試驗(yàn)階段,實(shí)用組網(wǎng)階段,1973年1979年共發(fā)射了4顆試驗(yàn)衛(wèi)星。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟蹤網(wǎng)。,1979年1984年又陸續(xù)發(fā)射了7顆試驗(yàn)衛(wèi)星，研制了各種用途接收機(jī)。實(shí)驗(yàn)表明，GPS定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。,1989/2/4第一顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功，表明GPS系統(tǒng)進(jìn)入工程建設(shè)階段。1993年底實(shí)用的GPS網(wǎng)即(21+3)GPS星座已經(jīng)建成，今后將根據(jù)計(jì)劃更換失效的衛(wèi)星,2.GPS導(dǎo)航相關(guān)原理,23,GPS系統(tǒng)的特點(diǎn):1、全球，全天候工作：能為用戶提供連續(xù)，實(shí)時(shí)的三維位置，三維速度和精密時(shí)間。不受天氣的影響。2、定位精度高：單機(jī)定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級。3、功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對GPS認(rèn)識的加深，GPS不僅在測量，導(dǎo)航，測速，測時(shí)等方面得到更廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。,2.GPS衛(wèi)星相關(guān)原理,24,GPS主要分三大塊:地面的控制站、天上飛的衛(wèi)星、咱們汽車上的接收器。地面:1個(gè)主控制站在美國科羅拉多。3個(gè)地面天線，5個(gè)全球監(jiān)測站，主要是收集數(shù)據(jù)，計(jì)算導(dǎo)航信息，診斷系統(tǒng)狀態(tài)，調(diào)度衛(wèi)星這些雜事。監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù),經(jīng)過初步處理后,傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù),計(jì)算出衛(wèi)星的軌道和時(shí)鐘參數(shù),然后將結(jié)果送到3個(gè)地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時(shí),把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆GPS衛(wèi)星每天一次,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進(jìn)行最后的注入。如果某地面站發(fā)生故障,那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時(shí)間,但導(dǎo)航精度會逐漸降低,2.3美國GPS衛(wèi)星相關(guān)原理,25,一個(gè)主控站：科羅拉多斯必靈司三個(gè)注入站：阿松森（Ascencion)迭哥伽西亞(DiegoGarcia)卡瓦加蘭(kwajalein)五個(gè)監(jiān)測站=1個(gè)主控站+3個(gè)注入站+夏威夷（Hawaii),Hawaii,Ascencion,DiegoGarcia,kwajalein,2.3.1地面控制站,26,2.3.2天上GPS衛(wèi)星,天上，有27顆衛(wèi)星，其中24顆運(yùn)行(均勻分布在6個(gè)軌道面上(每個(gè)軌道面4顆),軌道傾角為55)，3顆備用。這些衛(wèi)星已經(jīng)更新了三代五種型號。距離地面20200公里。,衛(wèi)星時(shí)鐘采用銫原子鐘或銣原子鐘，計(jì)劃未來用氫原子鐘,發(fā)射兩種信號：L1:1575.42MHZL2:1227.60MHZ,27,衛(wèi)星信號結(jié)構(gòu),每顆衛(wèi)星都發(fā)射一系列無線電信號（基準(zhǔn)頻率）兩種載波（L1和L2）兩種碼信號（C/A碼和P碼）一組導(dǎo)航電文（信息碼，D碼）,GPS衛(wèi)星信號,28,GPS衛(wèi)星是由洛克菲爾國際公司空間部研制的，衛(wèi)星重774kg，使用壽命為7年。衛(wèi)星采用蜂窩結(jié)構(gòu)，主體呈柱形，直徑為1.5m。衛(wèi)星兩側(cè)裝有兩塊雙葉對日定向太陽能電池帆板(BLOCKI)，全長5.33m接受日光面積為7.2m2。對日定向系統(tǒng)控制兩翼電池帆板旋轉(zhuǎn)，使板面始終對準(zhǔn)太陽，為衛(wèi)星不斷提供電力，并給三組15Ah鎘鎳電池充電，以保證衛(wèi)星在地球陰影部分能正常工作。在星體底部裝有12個(gè)單元的多波束定向天線，能發(fā)射張角大約為30度的兩個(gè)L波段（19cm和24cm波）的信號。在星體的兩端面上裝有全向遙測遙控天線，用于與地面監(jiān)控網(wǎng)的通信。此外衛(wèi)星還裝有姿態(tài)控制系統(tǒng)和軌道控制系統(tǒng)，以便使衛(wèi)星保持在適當(dāng)?shù)母叨群徒嵌?，?zhǔn)確對準(zhǔn)衛(wèi)星的可見地面。,測試臺架上的GPS衛(wèi)星,整體效果圖,2.GPS衛(wèi)星相關(guān)原理,29,由GPS系統(tǒng)的工作原理可知，星載時(shí)鐘的精確度越高，其定位精度也越高。早期試驗(yàn)型衛(wèi)星采用由霍普金斯大學(xué)研制的石英振蕩器，相對頻率穩(wěn)定度為1011/秒。誤差為14米。1974年以后，GPS衛(wèi)星采用銣原子鐘，相對頻率穩(wěn)定度達(dá)到1012/秒，誤差8m。1977年，BOKCKII型采用了馬斯頻率和時(shí)間系統(tǒng)公司研制的銫原子鐘后相對穩(wěn)定頻率達(dá)到1013/秒,誤差則降為2.9m。1981年，休斯公司研制的相對穩(wěn)定頻率為1014/秒的氫原子鐘使BLOCKIIR型衛(wèi)星誤差僅為1m。,2.GPS衛(wèi)星相關(guān)原理,30,接收機(jī)對跟蹤的每一顆衛(wèi)星進(jìn)行測距,地心,Si,Pij,Pj,ri,Rj,有關(guān)各觀測量及已知數(shù)據(jù)如下：r為已知的衛(wèi)地矢量P為觀測量（偽距）R為未知的測站點(diǎn)位矢量,對衛(wèi)星進(jìn)行測距,2.GPS導(dǎo)航相關(guān)原理,31,距離觀測值的計(jì)算,接收機(jī)至衛(wèi)星的距離借助于衛(wèi)星發(fā)射的碼信號量測并計(jì)算得到的接收機(jī)本身按同一公式復(fù)制碼信號比較本機(jī)碼信號及到達(dá)的碼信號確定傳播延遲的時(shí)間t傳播延遲時(shí)間乘以光速就是距離觀測值=Ct,衛(wèi)星鐘調(diào)制的碼信號,接收機(jī)時(shí)鐘復(fù)制的碼信號,t,t,32,單點(diǎn)定位結(jié)果的獲取,單點(diǎn)定位解可以理解為一個(gè)后方交會問題衛(wèi)星充當(dāng)軌道上運(yùn)動的控制點(diǎn)，觀測值為測站至衛(wèi)星的偽距（由時(shí)延值推算得到）由于接收機(jī)時(shí)鐘與衛(wèi)星鐘存在同步誤差，要同步觀測4顆衛(wèi)星，解算四個(gè)未知參數(shù)：精度,經(jīng)度,高程h,鐘差t,2.GPS衛(wèi)星相關(guān)原理,33,采用載波相位觀測值,發(fā)自衛(wèi)星的電磁波信號：,信號量測精度優(yōu)于波長的1/100載波波長（L1=19cm,L2=24cm)比C/A碼波長(C/A=293m)短得多故GPS測量采用載波相位觀測值可以獲得比偽距（C/A碼或P碼）定位高得多的成果精度,L1載波,L2載波,C/A碼,P-碼,34,組成星際站際兩次差分觀測值,可以消去衛(wèi)星鐘的系統(tǒng)偏差可以消去接收機(jī)時(shí)鐘的誤差,可以消去軌道（星歷）誤差的影響可以削弱大氣折射對觀測值的影響,35,解算出初始整周未知數(shù),測站對某一衛(wèi)星的載波相位觀測值由三部分組成（1）初始整周未知數(shù)n；（2）t0至ti時(shí)刻的整周記數(shù)Ci；（3）相位尾數(shù)i如果信號沒有失鎖，則每一個(gè)觀測值包含同一個(gè)初始整周未知數(shù)n為了利用載波相位進(jìn)行定位，必須先解算出初始整周未知數(shù)，取得總觀測值n+Ci+i,36,弄清楚初始整周未知數(shù)的確定與定位精度的關(guān)系,如果無法準(zhǔn)確解出初始整周未知數(shù)，則定位精度難以優(yōu)于1m隨著初始整周未知數(shù)解算精度的提高，定位精度也相應(yīng)提高一旦初始整周未知數(shù)精確獲得，定位精度不再隨時(shí)間延長而提高經(jīng)典靜態(tài)定位需要30-80分鐘觀測才能求定初始整周未知數(shù)快速靜態(tài)定位將這個(gè)過程縮短到2-5分鐘,37,2.4GPS接收機(jī),38,2.4GPS接收機(jī),GPS接收機(jī)現(xiàn)在一般都是12通道的，可以同時(shí)接收12顆衛(wèi)星。早期的型號，比如GARMIN45C就是8通道。GPS接收機(jī)收到3顆衛(wèi)星的信號可以輸出2D（就是2維）數(shù)據(jù)，只有經(jīng)緯度，沒有高度，如果收到4顆以上的衛(wèi)星，就輸出3D數(shù)據(jù)，可以提供海拔高度。但是因?yàn)榈厍蜃约旱膯栴}，不是太標(biāo)準(zhǔn)的圓，所以高度數(shù)據(jù)有一些誤差?，F(xiàn)在有些GPS接收機(jī)內(nèi)置了氣壓表，比如etrex的SUMMIT和VISTA，這些機(jī)器根據(jù)兩個(gè)渠道得到的高度數(shù)據(jù)綜合出最終的海拔高度，應(yīng)該比較準(zhǔn)確了。GPS接收機(jī)的第一次開機(jī)，或者開機(jī)距離里上次關(guān)機(jī)地點(diǎn)超過800KM以上，因?yàn)榻邮諜C(jī)里存儲的星歷都對不上了，所以要在接收機(jī)上重新定位。GPS接收機(jī)的使用要在開闊的可見天空下，所以，屋里就不能用了。手持GPS的精度一般是誤差在10米左右，就是說一條路能看出走左邊還是右邊。精度主要依賴于衛(wèi)星的信號接收，和可接收信號的衛(wèi)星在天空的分布情況，如果幾顆衛(wèi)星分布的比較分散，GPS接收機(jī)提供的定位精度就會比較高。,39,全球定位系統(tǒng)GPS(GlobalpositioningSystem)是一個(gè)無線電空間定位系統(tǒng)。它利用導(dǎo)航星和地面站為全球提供全天候高精度的三維座標(biāo)(經(jīng)度、緯度、海拔)、三維速度(XYZ軸)和時(shí)間的定位信息,地球表面和上方任何地點(diǎn)可以無源方式接收用于定位導(dǎo)航。信號分為二種:軍用:采用精測碼(P碼一Precisioncode),10123MHz進(jìn)行精密定位服務(wù)(PPS一PrecisionPositioningService)。座標(biāo)精度優(yōu)于16米,速度精度0.1米/秒,時(shí)間精度100微秒。民用:采用粗測碼(C/A碼一Coarse/Acquisitioncode),11023MHz進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS一StandardPositioningService),2.GPS衛(wèi)星相關(guān)原理,40,、GPS定位原理GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點(diǎn)的位置。如圖所示，假設(shè)t時(shí)刻在地面待測點(diǎn)上安置GPS接收機(jī)，可以測定GPS信號到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間t，再加上接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個(gè)方程式：上述四個(gè)方程式中待測點(diǎn)坐標(biāo)x、y、z和Vto為未知參數(shù)，其中di=cti(i=1、2、3、4)。di(i=1、2、3、4)分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4到接收機(jī)之間的距離。ti(i=1、2、3、4)分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的信號到達(dá)接收機(jī)所經(jīng)歷的時(shí)間。c為GPS信號的傳播速度（即光速）。四個(gè)方程式中各個(gè)參數(shù)意義如下：x、y、z為待測點(diǎn)坐標(biāo)的空間直角坐標(biāo)。xi、yi、zi(i=1、2、3、4)分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4在t時(shí)刻的空間直角坐標(biāo)，可由衛(wèi)星導(dǎo)航電文求得。Vti(i=1、2、3、4)分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的衛(wèi)星鐘的鐘差，由衛(wèi)星星歷提供。Vto為接收機(jī)的鐘差。由以上四個(gè)方程即可解算出待測點(diǎn)的坐標(biāo)x、y、z和接收機(jī)的鐘差Vto。,41,GPS誤差GPS定位的誤差來源分析GPS測量是通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送來的信息，計(jì)算同一時(shí)刻地面接收設(shè)備到多顆衛(wèi)星之間的偽距離，采用空間距離后方交會方法，來確定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)。因此，對于GPS衛(wèi)星、衛(wèi)星信號傳播過程和地面接收設(shè)備都會對GPS測量產(chǎn)生誤差。主要誤差來源可分為:與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差;與信號傳播有關(guān)的誤差;與接收設(shè)備有關(guān)的誤差。GPS誤差來源.在GPS衛(wèi)星定位測量中，影響觀測量精度的主要誤差來源一般可分為三類：.與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差：衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星時(shí)表誤差。,42,陀螺儀基本原理,43,陀螺儀的原理就是，一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)軸所指的方向在不受外力影響時(shí)，是不會改變的1.陀螺儀作為一種慣性測量器件，是慣性導(dǎo)航、慣性制導(dǎo)和慣性測量系統(tǒng)的核心部件，廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。2.陀螺儀可以輸出車體的俯仰，橫滾角，航向角等姿態(tài)角；加速度計(jì)輸出車體在某個(gè)方向上的線加速度。有了角速度和線速度，在初始坐標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行積分，就可以求出位置坐標(biāo)。但誤差會隨著時(shí)間累積，因此一般慣導(dǎo)會和GPS或里程計(jì)組合進(jìn)行導(dǎo)航。,44,陀螺儀的基本部件有：(1)陀螺轉(zhuǎn)子(常采用同步電機(jī)、磁滯電機(jī)、三相交流電機(jī)等拖動方法來使陀螺轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，并見其轉(zhuǎn)速近似為常值)；(2)內(nèi)、外框架(或稱內(nèi)、外環(huán)，它是使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需角轉(zhuǎn)動自由度的結(jié)構(gòu))；(3)附件(是指力矩馬達(dá)、信號傳感器等)。,45,46,各種光纖原理陀螺儀，航空方向陀螺，微機(jī)械陀螺儀?？梢詰?yīng)用于航海，航空航天導(dǎo)航，導(dǎo)彈制導(dǎo)，方向，方位角，角速度速率測量，動態(tài)跟蹤，機(jī)械平衡等各種要求定向，平衡等的相關(guān)領(lǐng)域。既有三軸姿態(tài)陀螺儀，也有單軸速率陀螺儀。部分產(chǎn)品有現(xiàn)貨供應(yīng)。VG941-3A光纖陀螺儀從1995年開始生產(chǎn)，屬于尺寸非常小，啟動非?？斓墓饫w陀螺儀。VG941-3AS是絕對轉(zhuǎn)速陀螺儀，輸出電壓和角速率成比例。,47,ADXRS300陀螺儀直接的用途就是做角速度測量儀,48,GPS導(dǎo)航電子地圖,國家地理信息涉及國民安全，所以中國地圖測繪資質(zhì)一向管理嚴(yán)格，GPS導(dǎo)航電子地圖資質(zhì)也不例外。到目前為止，國家共頒發(fā)了11張GPS導(dǎo)航電子地圖資質(zhì)，也就說擁有該資質(zhì)的僅有以下11家公司。1、北京四維圖新導(dǎo)航信息技術(shù)有限公司2、高德軟件有限公司3、北京靈圖軟件技術(shù)有限公司4、北京長地友好制圖技術(shù)有限公司5、深圳市凱立德計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)有限公司6、易圖通科技（北京）有限公司7、武漢武大吉奧信息工程技術(shù)有限公司8、國家基礎(chǔ)地理信息中心9、北京城際高科信息技術(shù)有限公司10、北京科菱航?？臻g信息技術(shù)有限公司11、武漢立得空間信息技術(shù)發(fā)展有限公司,GPS導(dǎo)航電子地圖資質(zhì),49,1997年開始車載導(dǎo)航地圖開發(fā)意向1998北京市區(qū)開展車載導(dǎo)航儀走行實(shí)驗(yàn)2001年四維測繪作為中國首家導(dǎo)航數(shù)字地圖商業(yè)化企業(yè)獲得政府的許可.2002年最初版導(dǎo)航地圖制品上市販賣。2008版地圖收錄狀況(四維圖新資料）：城市總數(shù)：2216個(gè)（遍布31個(gè)省市自治區(qū)）道路總長：202萬公里（其中高速5萬公里）POI總數(shù)：155萬個(gè)（各類商店/飯店/體育館/醫(yī)院/公園等等）數(shù)據(jù)收錄：道路網(wǎng)、道路信息、交通規(guī)則等等交通信息傳送計(jì)劃：2008年：北京、上海、廣州、深圳2009年：重慶、成都,中國電子地圖發(fā)展歷程,GPS導(dǎo)航電子地圖,50,所有城市覆蓋狀況,GPS導(dǎo)航電子地圖,51,電子地圖產(chǎn)生基本流程,原始衛(wèi)星照片,電子地圖,地圖公司開發(fā),現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集：500人(100輛車),15個(gè)基地,600人進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入及開發(fā),GPS導(dǎo)航電子地圖,52,汽車衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)品簡介,53,汽車衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)品簡介,54,主機(jī)產(chǎn)品外觀圖,基本電路原理圖,汽車衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)品簡介,55,USB隨身碟裝置(MP3),AVN商品系統(tǒng)圖,RADIO-ANT,后熒幕*2,DTV-ANT,影音輸入*2,CCD,ST-SW,喇叭,GPS-ANT,56,第三部份：GPS發(fā)展前景及用途,57,GPS前景由于GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動測量的特點(diǎn)，作為先進(jìn)的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和全球經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，美國政府宣布2000年至2006期間，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號精度在全球范圍內(nèi)得到改善，利用C/A碼進(jìn)行單點(diǎn)定位的精度由1