GPS在導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車的增長率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于道路修建的速度，任何城市都面臨道路狀況改善相對(duì)滯后的局面，從而造成交通擁堵、環(huán)境惡化，大力發(fā)展智能交通系統(tǒng)(ITS)已成為解決交通問題的唯一行之有效的出路。利用全球定位系統(tǒng)(GPS)的城市車輛定位技術(shù)作為ITS的關(guān)鍵技術(shù)之一，借助電子地圖等其他手段，可依據(jù)城市道路擁擠狀況和運(yùn)輸?shù)淖罴丫€路，選擇運(yùn)輸途徑，從而避免運(yùn)輸?shù)缆愤x擇的盲目性，提高了城市車輛的調(diào)度和管理水平，減少車輛行駛時(shí)間和油耗，從而保證城市道路系統(tǒng)負(fù)荷的均勻性，達(dá)到改善交通狀況的目的。車輛定位與導(dǎo)航可采用各種技術(shù)手段進(jìn)行，但其中車輛精確定位的實(shí)現(xiàn)是最重要，也最困難，花費(fèi)最高的。但自從GPS應(yīng)用于車輛定位與導(dǎo)航中，情況發(fā)生了劃時(shí)代的革命性變化。下面就以GPS為切入點(diǎn)介紹它在車輛定位與導(dǎo)航中的應(yīng)用。

自六十年代以來，許多國家即開始對(duì)導(dǎo)航和定位技術(shù)的研究。開始，其主要用于軍事目的，如使用慣性器件的美國的民兵(MX)巡航導(dǎo)彈系列即首先使用了導(dǎo)航和定位技術(shù)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)航和定位系統(tǒng)的器件開始向小型化、輕型化、低廉化方向發(fā)展。于是，導(dǎo)航和定位系統(tǒng)開始逐步進(jìn)入消費(fèi)市場，特別在交通方面(主要用于交通流的引導(dǎo)和疏通)。

將運(yùn)載體從起始點(diǎn)引導(dǎo)到目的地的技術(shù)和方法稱為導(dǎo)航；而車輛導(dǎo)航系統(tǒng)即是測量并解算出車輛的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和位置，提供給駕駛員或自動(dòng)駕駛儀以實(shí)現(xiàn)車輛的正確操縱或控制。車輛導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展起始于七十年代初，美國公路局于70年代初提出了一種電子路徑引導(dǎo)系統(tǒng)(ERGS)，此系統(tǒng)是一種具有無線路徑引導(dǎo)能力的導(dǎo)航系統(tǒng)，它以短距離指向標(biāo)網(wǎng)絡(luò)作為其基本的技術(shù)起點(diǎn)而形成的中央動(dòng)態(tài)路徑引導(dǎo)功能的導(dǎo)航系統(tǒng)；但是，由于資金有限，此系統(tǒng)最終沒有實(shí)現(xiàn)。

到了八十年代，隨著無線電通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，歐、美、日先后開發(fā)了CARIN系統(tǒng)、EVA系統(tǒng)、LOREN系統(tǒng)、OMEGA系統(tǒng)、RACS系統(tǒng)和AMTICS系統(tǒng)等。

進(jìn)入九十年代后，衛(wèi)星定位技術(shù)的不斷完善，美國和前蘇聯(lián)分別完善了其衛(wèi)星定位系統(tǒng)，使GPS系統(tǒng)和GOLLNAX系統(tǒng)開始真正的進(jìn)入民用市場，并使以此系統(tǒng)為依托的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)得以巨大發(fā)展。

從導(dǎo)航和定位技術(shù)的發(fā)展過程來看，它的發(fā)展和相應(yīng)時(shí)代的技術(shù)發(fā)展是并行的。在九十年代，以GPS為基礎(chǔ)的導(dǎo)航系統(tǒng)不斷地完善，在國內(nèi)外都進(jìn)入了實(shí)用階段，美國開發(fā)的PATHFINDER系統(tǒng)，日本的VICS系統(tǒng)。在中國，GPS定位導(dǎo)航技術(shù)于近幾年也了巨大的發(fā)展，如西安504所開發(fā)的WP2000系統(tǒng)，其主要用于導(dǎo)航和報(bào)警方面。