車輛導航定位方法及應用

　　內(nèi)容簡介目錄本書系統(tǒng)全面地介紹了車輛導航定位中的關鍵技術及其應用，包括衛(wèi)星定位方法、GPS／DR組合定位方法、GPS/4M組合定位方法、數(shù)字道路地圖、無線數(shù)據(jù)傳輸、路徑規(guī)劃算法及車輛動態(tài)導航方法，并介紹了公交車輛定位系統(tǒng)的應用設計方案。對于車輛導航定位的主要應用領域：智能交通系統(tǒng)，本書對其發(fā)展過程及標準化等內(nèi)容做了詳細的介紹和分析。全書內(nèi)容翔實、全面，深入淺出，理論基礎與工程實踐并重，既有理論參考價值，對于工程實踐也具有一定的指導意義。本書可作為交通工程、通信工程、系統(tǒng)工程等相關專業(yè)本科生和研究生的教材和教學參考書，也可作為相關領域工程師的參考資料。前言智能交通系統(tǒng)（1TSIntelligentTransportationSystem）是利用先進的通信技術、計算機技術、控制技術以及微電子技術，并結合系統(tǒng)工程的思想，旨在提高既有道路交通系統(tǒng)的運行效率、減輕環(huán)境污染、減少事故發(fā)生率的新型交通系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)的研究對象與傳統(tǒng)的交通工程類似，也是針對系統(tǒng)中的車輛、人員、道路與外部環(huán)境等統(tǒng)籌考慮其在交通系統(tǒng)中的作用。據(jù)統(tǒng)計，在ITS中的所有子系統(tǒng)中，與車輛管理有關的約占40％。對于車輛管理，導航與定位是前提和基礎，自20世紀60年代以來，世界各發(fā)達國家就開展了對車輛導航與定位方法的研究。經(jīng)過近半個世紀的研究與新技術的應用，車輛導航與定位技術已經(jīng)達到了一個嶄新的高度。但是，全面系統(tǒng)地介紹相關理論與方法的書籍目前還很少，在國內(nèi)尤其如此。2002年初筆者在總結課題組近10年研究成果的基礎上，由中國科學院出版基金資助，并由科學出版社出版了學術專著《智能車輛定位導航系統(tǒng)及應用》，是國內(nèi)在此領域出版的第一本專著。北京航空航天大學交通信息與控制專業(yè)將此書選作本科生的選修課教材，試用3年以來，發(fā)現(xiàn)此書對于本科生而言過于深奧，尤其是衛(wèi)星定位、路徑規(guī)劃及無線傳輸、數(shù)字道路地圖等章節(jié)，學生在沒有一定的背景知識的前提下很難接受。因此我們編寫了《車輛導航定位方法及應用》一書，本書與上述的《智能車輛定位導航系統(tǒng)及應用》一書相比，內(nèi)容做了重大調(diào)整，增加了許多有關的基礎知識，盡量做到深入淺出，并注重實用方法與系統(tǒng)設計技巧。本書的出版得到了機械工業(yè)出版社吉玲編輯的大力幫助，在此表示感謝。由于時間倉促，加之筆者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。 第1章智能交通系統(tǒng)概論1.1道路交通面臨的挑戰(zhàn)與對策1.21TS的由來及發(fā)展1.2.11TS的產(chǎn)生1.2.21TS是現(xiàn)代交通運輸?shù)陌l(fā)展方向1.2.3世界各國ITS的發(fā)展1.2.4 1TS的特點1.3當前ITS的研究課題1.4 1TS的標準化1.4.1國際ITS標準化1.4.2中國ITS標準體系1.4.31TS標準體系所包含的內(nèi)容第2章衛(wèi)星定位方法2.1概述2.1.1GPS的產(chǎn)生與發(fā)展2.1.2 GPS政策分析2.1.3GPS的現(xiàn)代化和GPS-III2.1.4GPS應用的發(fā)展趨勢2.1.5全球軌道衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GLONASS）2.1.6GALILEO衛(wèi)星定位系統(tǒng)2.2GPS的組成2.3GPS定位的時間系統(tǒng)和坐標系統(tǒng)2.3.1GPS定位的時間系統(tǒng)2.3.2GPS定位的坐標系統(tǒng)2.4GPS衛(wèi)星信號的構成2.4.1GPS衛(wèi)星信號的調(diào)制2.4.2GPS中的偽隨機碼（測距碼）2.4.3GPS衛(wèi)星的導航電文2.5GPS衛(wèi)星信號的接收2.5.1GPS接收機的功能結構2.5.2 GPS星信號的捕獲2.5.3PRN碼相位跟蹤與載波跟蹤2.6GPS定位解算的基本原理2.6.1觀測量與定位方式2.6.2接收機中星鐘時和信號傳輸時間的獲得2.6.3偽距觀測方程與定位解算2.7GPS定位誤差分析2.8GPS定位的誤差來源第3章數(shù)字道路地圖3.1概述3.2節(jié)點-路段數(shù)據(jù)模型3.2.1圖論基本概念3.2.2節(jié)點-路段數(shù)據(jù)模型的形式化定義3.2.3路網(wǎng)的基本要素3.2.4路網(wǎng)連通性表達3.3適合車輛導航的路段-鏈數(shù)據(jù)模型3.3.1車輛導航系統(tǒng)對數(shù)字道路地圖數(shù)據(jù)模型的要求.3.3.2路段-鏈的數(shù)據(jù)模型3.4數(shù)字道路地圖的分層組織3.4.1普通的地圖分層方法3.4.2數(shù)字道路地圖的單圖集分層結構3.4.3數(shù)字道路地圖的多圖集分層結構3.5數(shù)字道路地圖數(shù)據(jù)的生成3.6空間數(shù)據(jù)的存儲3.6.1R-樹系列存儲方法3.6.2K-D-B-樹系列3.6.3BANG及其擴展文件3.7數(shù)字地圖的圖形操作與信息查詢3.7.1數(shù)字地圖的圖形操作3.7.2空間信息查詢第4章組合定位方法4.1GPS／DR組合定位4.1.1GPS／DR組合定位方法4.1.2卡爾曼濾波算法二4.1.3GPS／DR卡爾曼濾波器設計4.1.4 GPS／DR聯(lián)邦濾波器設計4.2地圖匹配定位方法4.2.1地圖匹配的基本描述4.2.2地圖匹配的數(shù)學含義4.2.3地圖匹配方法的分類4.3地圖匹配算法4.3.1誤差區(qū)域的確定4.3.2最佳匹配路段的確定4.3.3最佳匹配位置的計算4.4GPS／~VIM組合定位方法4.4.1GPS誤差特性4.4.2基于Kalman濾波的GPS／MM定位方法4.5GPS／DR／MM組合定位方法第5章移動無線數(shù)據(jù)傳輸5.1移動通信概述5.1.1移動通信及其發(fā)展史.5.1.2移動通信的應用5.2移動通信的分類5.2.1移動通信的分類方法5.2.2車輛定位系統(tǒng)中應用的移動通信5.3模擬移動信道上的數(shù)據(jù)傳輸5.3.1數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹?.3.2模擬FM信道上的組合調(diào)制方式5.4車輛定位系統(tǒng)的多址接入方式5.5基于GSM的車輛定位系統(tǒng)5.5.1GSM通信系統(tǒng)簡介5.5.2GSM提供的業(yè)務5.5.3適應車輛定位系統(tǒng)的GSM業(yè)務選擇5.5.4車輛定位系統(tǒng)組網(wǎng)方案設計5.6基于GPRS的車輛定位系統(tǒng)5.6.1GPRS的系統(tǒng)結構和特點5.6.2GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議5.6.3基于GPRS的應用系統(tǒng)實例.第6章智能車輛導航系統(tǒng)6.1智能車輛導航系統(tǒng)的分類6.2路徑規(guī)劃6.2.1經(jīng)典的最短路算法6.2.2算法的時間復雜度估計6.2.3啟發(fā)式搜索算法6.2.4向搜索算法6.2.5基于分層地圖的搜索算法6.2.6仿真試驗結果與分析6.3自主式車輛導航系統(tǒng)的設計6.3.1系統(tǒng)總體設計6.3.2導航計算機系統(tǒng)設計6.3.3軟件體系設計6.3.4功能子系統(tǒng)設計6.4中心決定式車輛導航系統(tǒng)的設計6.4.1系統(tǒng)組成及原理6.4.2系統(tǒng)設計第7章車輛定位系統(tǒng)應用實例7.1概述7.2公交車輛定位系統(tǒng)的組成7.3DGPS的應用7.4SmartNet模擬集群信道的應用7.4.1集群電臺分析與測試7.4.2集群信道頻譜特性7.5數(shù)字調(diào)制與糾錯編碼7.5.1lJ錯編碼的應用7.5.2交織編碼的實現(xiàn)7.6Smartnet集群系統(tǒng)應用總結7.7區(qū)域監(jiān)控中心站7.7.1區(qū)域監(jiān)控中心站的功能7.7.2監(jiān)控中心站軟件7.7.3基于地圖信息的數(shù)據(jù)處理7.8動態(tài)時隙分配的方法參考文獻

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