汽车导航技术全解析：从GPS定位到智能交通系统

汽车导航技术全解析：从GPS定位到智能交通系统

汽车导航技术是现代汽车智能化的重要组成部分，它通过卫星定位、电子地图和无线通信等技术，为驾驶者提供行车导航、路线推荐、信息查询等多种功能。本文将详细介绍汽车导航技术及其相关技术，包括车联网、物联网、智能交通等。

汽车导航技术

汽车导航系统主要由导航主机和导航显示终端两部分构成。内置的天线会接收到来自环绕地球的定位卫星中至少3颗卫星所传递的数据信息，由此测定汽车当前所处的位置。导航主机通过卫星信号确定的位置坐标与电子地图数据相匹配，便可确定汽车在电子地图中的准确位置。在此基础上，将会实现行车导航、路线推荐、信息查询、播放AV/TV等多种功能。

驾驶者只需通过观看显示器上的画面、收听语音提示，操纵手中的遥控器即可实现上述功能，从而轻松自如地驾车。目前世界上常用的民用卫星导航技术是全球卫星定位系统(GPS)，其定位原理是采用24颗GPS卫星在离地面1.2万千米的高空以12h为周期环绕地球运行，使得在任意时刻、在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

电子地图与定位技术

电子地图与定位技术应用一般主要解决两大问题：车辆跟踪系统和车辆导航系统。车载电子地图与定位是全球卫星定位技术与电子地图技术的集成技术，全球卫星定位系统接收到的信号和计速装置所提供的信息，要通过接收器提供给汽车导航系统，并由软件系统分析处理，重叠在存储的地图之上，驾车人就可以知道自己目前的位置以及行驶的方向了。

这最后一个环节叫作成图，也是车载导航系统中最重要的一环。离开了成图，导航系统就没有了方向。车载导航系统的地图数据库来源于多种渠道，其中最主要的来源是城市政府机关提供的街区数据库。对于一个好的车载导航系统来说，地图的数量、准确程度与数据的及时性都很重要。

车载终端无线数据通信技术

通常所说的无线数据通信系统就是指应用无线通信技术的车载电脑系统。随着电脑和网络技术应用到汽车上，正在形成新的称之为无线数据通信系统的电脑市场。无线数据通信系统是无线通信技术、卫星导航系统、网络通信技术和车载电脑综合的产物，被认为是未来的汽车技术之星。

无线数据通信系统目前主要应用在车载系统，根据使用目的可分为三种基本类型：交通信息与导航服务、安全驾驶与车辆保护及故障诊断的车辆维护服务、娱乐及通信服务。为实现上述功能，同时也需要提供全球定位系统技术、地理信息系统(geographic information system，GIS)、智能型交通系统(intelligent transport systems，ITS)技术。值得一提的是无线数据通信系统逐渐演变为综合了全球卫星定位系统的跟踪装置和无线通信等技术的车载系统。

智能控制技术

智能控制技术(intelligent control technology，ICT)是控制理论发展的新阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。常用的智能技术包括模糊逻辑控制、神经网络控制、专家系统、学习控制、分层递阶控制、遗传算法等。以智能控制为核心的智能控制系统具备一定的智能行为，如自学习、自适应、自组织等。智能控制技术与车联网技术结合，可实现对联网车辆进行信息分析、在线控制等功能。

智能交通技术

智能交通是一个基于现代电子信息技术、面向交通运输的服务系统，其突出特点是以信息收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线，为交通参与者提供多样性服务。也就是利用高科技使传统交通模式变得更加智能化，更加安全、节能、高效率。21世纪是公路交通智能化的时代，人们将要采用的智能交通系统，是一种先进的一体化交通综合管理系统。在该系统中，车辆靠自己的智能在道路上自由行驶，公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态，借助于这个系统，管理人员对道路、车辆的行踪掌握得一清二楚。要实现车联网功能，必须要实现车联网技术与智能交通技术融合。

车载自组织网络

车载自组织网络依靠短距离通信技术，实现车与车以及车与路边基站之间的通信。与传统的基础设施网络相比，车载自组织网络有两个主要优势：首先，车载自组织网络具有成本低、容易部署和操作的优势，消费者无需订阅即可享受服务；其次，从技术角度来看，智能交通系统中传播的许多信息有很强的位置相关性，车载自组织网络能够很方便地为临近车辆建立实时或者非实时的短距离通信。

整个车载自组织网络分为两部分：车与车(vehicle to vehicle，V2V)、车与设施(vehicle to infrastructure，V2I)。车载自组织网络在交通运输中的出现，将会扩展司机的视野与车载部件的功能，从而提高道路交通的安全性与效率。