車載GPS系統軟件工程論文

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一、GPS系統的組成以及工作原理

GPS衛星導航定位系統的組成主要由三個部分組成，即空間部分、地面監控部分以及用戶部分。

1.空間部分

這一部分是由GPS衛星網組成。每一顆衛星都不斷地向地球發射數字信號，在地球上的任何一個地方、任何時候的用戶通過同時接收4顆以上衛星信號都可以得出自己所在的位置、速度和運行等多種情況。車載gps也是通過接受4顆衛星的信號進行自身定位的。

2.地面監控部分

地面監控部分包括四個監控站、一個主站和注入站。這一部分的主要任務是監測空間衛星的運行情況，通過注入站及時修正衛星參數，從來保證整個系統的正常運行。

3.用戶系統

用戶部分所述是指GPS接收機。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、變換和測量空間衛星所發射出的數字信號，并根據導航電文所提供的衛星位置和鐘差來修正信息，計算出用戶所在的位置。

二、車載GPS系統

車載GPS系統的組成部分要相對復雜一些，由GPS接收天線、GPS接收機、顯示處理系統、導航軟件和其它應用軟件等組成。顯示處理系統可以通過數據通訊接口把GPS接收機傳出的信號在電腦中進行操作處理并與車載電子地圖相結合，顯示所在位置與信息。導航軟件也就是我們常說的電子地圖，即數字地圖數據庫。其可以將采用衛星影像、航拍、DGPS現場測量調查綜合得到的地圖地理信息數字化，再將數字化數據，以數字的形式編碼，然后把它編譯成文件或文件集合，通過格式化后存儲起來，供GPS系統數據通訊使用。當然電子地圖的更新與實際路況信息的攝取則至關重要，這在下面將著重論述。

三、車載GPS系統常見故障的排除

（一）常見故障概述

常見故障的概括是在數萬份的用戶回饋信息的基礎上總結歸納得出的，一下三項最為突出：首先，地圖匹配錯誤。其次，車載GPS系統不能顯示車輛位置或者尋不到目的地。再次，車載GPS系統間歇工作。

（二）車載GPS系統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．在進行首次定位時請盡量使車子在空曠的位置停靠，因為首次啟動的時間要更久一些，初始化的過程不能受到過多的干擾。具體時間則是受到周圍環境以及地理、天氣等影響。

2．車上裝的隔熱紙、防爆紙等都會干擾衛星訊號的接收，這時裝設外接天線可以很好的加強信號的接受。

3．及時在正規途徑更新軟件是避免問題的最為重要方法。

4．因為衛星訊號的強弱，行駛道路有時可能會出現定位偏離狀況(例如位置出現在另一條道路上)，此現象并不代表系統故障，系統會自動修正正確道路狀況。

（三）車載GPS系統間歇工作的原因

1.車載GPS系統線路存在線束將斷、接觸不良，電源觸點生銹。

2.車載主機本身存在故障。

3.GPS接收機故障。

四、地圖匹配方法的定位誤差修正

在車輛GPS系統中，實時獲得車輛的位置是核心功能。由于GPS衛星定位系統存在這先天的誤差，因此會導致定位精度的不準確，尤其是當車輛處于在山區、城市高樓區以及隧道等地段時。故而采用地圖匹配系統校正定位誤差可以完美的實現精確度的要求。基于PC的GPS地圖匹配系統不但體積大、質量重，而且功耗更高，使得本來狹小的車內空間更為局促。采用基于GIS的GPS/MM組合導航技術對數據的處理速度要求很高。而傳統的單片機計算速度慢、對外接口簡單，而且無法采用操作系統。只有使用體積小、速度快、通用性強的嵌入式處理系統來處理相關信息才可以事半功倍。根據筆者調查，ARM系列處理器不但處理速度快、功耗低、市場成熟且易于開發。故而在系統中使用32位ARM9微處理器來作為控制核心，并移植嵌入式操作系統WinCE，在嵌入式平臺上整合GPS定位技術和相關的電子地圖技術，可以達到修正定位誤差，選取最優路徑的效果。這正是解決地圖不匹配的核心之所在。