车载GPS系统软件工程论文

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一、GPS系统的组成以及工作原理

GPS卫星导航定位系统的组成主要由三个部分组成，即空间部分、地面监控部分以及用户部分。

1.空间部分

这一部分是由GPS卫星网组成。每一颗卫星都不断地向地球发射数字信号，在地球上的任何一个地方、任何时候的用户通过同时接收4颗以上卫星信号都可以得出自己所在的位置、速度和运行等多种情况。车载gps也是通过接受4颗卫星的信号进行自身定位的。

2.地面监控部分

地面监控部分包括四个监控站、一个主站和注入站。这一部分的主要任务是监测空间卫星的运行情况，通过注入站及时修正卫星参数，从来保证整个系统的正常运行。

3.用户系统

用户部分所述是指GPS接收机。这种接收器虽然外形多种多样，但基本功能都是大同小异的，即能够接收、跟踪、变换和测量空间卫星所发射出的数字信号，并根据导航电文所提供的卫星位置和钟差来修正信息，计算出用户所在的位置。

二、车载GPS系统

车载GPS系统的组成部分要相对复杂一些，由GPS接收天线、GPS接收机、显示处理系统、导航软件和其它应用软件等组成。显示处理系统可以通过数据通讯接口把GPS接收机传出的信号在电脑中进行操作处理并与车载电子地图相结合，显示所在位置与信息。导航软件也就是我们常说的电子地图，即数字地图数据库。其可以将采用卫星影像、航拍、DGPS现场测量调查综合得到的地图地理信息数字化，再将数字化数据，以数字的形式编码，然后把它编译成文件或文件集合，通过格式化后存储起来，供GPS系统数据通讯使用。当然电子地图的更新与实际路况信息的摄取则至关重要，这在下面将着重论述。

三、车载GPS系统常见故障的排除

（一）常见故障概述

常见故障的概括是在数万份的用户回馈信息的基础上总结归纳得出的，一下三项最为突出：首先，地图匹配错误。其次，车载GPS系统不能显示车辆位置或者寻不到目的地。再次，车载GPS系统间歇工作。

（二）车载GPS系统不能显示车辆位置或者寻不到目的地的原因与解决办法

1．在进行首次定位时请尽量使车子在空旷的位置停靠，因为首次启动的时间要更久一些，初始化的过程不能受到过多的干扰。具体时间则是受到周围环境以及地理、天气等影响。

2．车上装的隔热纸、防爆纸等都会干扰卫星讯号的接收，这时装设外接天线可以很好的加强信号的接受。

3．及时在正规途径更新软件是避免问题的最为重要方法。

4．因为卫星讯号的强弱，行驶道路有时可能会出现定位偏离状况(例如位置出现在另一条道路上)，此现象并不代表系统故障，系统会自动修正正确道路状况。

（三）车载GPS系统间歇工作的原因

1.车载GPS系统线路存在线束将断、接触不良，电源触点生锈。

2.车载主机本身存在故障。

3.GPS接收机故障。

四、地图匹配方法的定位误差修正

在车辆GPS系统中，实时获得车辆的位置是核心功能。由于GPS卫星定位系统存在这先天的误差，因此会导致定位精度的不准确，尤其是当车辆处于在山区、城市高楼区以及隧道等地段时。故而采用地图匹配系统校正定位误差可以完美的实现精确度的要求。基于PC的GPS地图匹配系统不但体积大、质量重，而且功耗更高，使得本来狭小的车内空间更为局促。采用基于GIS的GPS/MM组合导航技术对数据的处理速度要求很高。而传统的单片机计算速度慢、对外接口简单，而且无法采用操作系统。只有使用体积小、速度快、通用性强的嵌入式处理系统来处理相关信息才可以事半功倍。根据笔者调查，ARM系列处理器不但处理速度快、功耗低、市场成熟且易于开发。故而在系统中使用32位ARM9微处理器来作为控制核心，并移植嵌入式操作系统WinCE，在嵌入式平台上整合GPS定位技术和相关的电子地图技术，可以达到修正定位误差，选取最优路径的效果。这正是解决地图不匹配的核心之所在。