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基于GPS和GIS的汽车导航系统相关技术的研究

作　者: 陈忠兵
导　师: 倪少权
学　校: 西南交通大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 汽车导航系统地理信息系统 DGPS定位地图匹配最优路径
分类号: U463.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 429次
引　用: 4次
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内容摘要

本论文的研究工作主要是将GIS技术引进汽车导航系统，使汽车导航系统除具备一般的定位功能外，利用GIS强大的空间分析能力，可以提供实时显示汽车位置、信息查询和提示及路径规划等功能，起到了有效避让交通拥挤，保障交通安全，快速查找目的地位置的效果。本文按照汽车导航系统的开发流程，逐步提出所涉及的关键技术并提出相关解决方案。探讨了GIS电子地图的数据组织；基于点边拓扑关系的最优路径的搜索；GPS数据处理和接口技术；及采用ComGIS开发模式开发导航地图软件的程序实现等相关内容。对路径规划和车位显示问题进行了重点研究和设计。研究基于GIS的最优路径搜索算法，对GIS关系表的结构提出了信息完备性的要求。良好的表结构可减少交通网络的方向性、转向约束、权值约束等给最佳路径搜索带来的复杂性。不同系统的最短路径问题只需用可视化方法修改相应数据表中存储的拓扑数据，而算法的求解过程保持不变。并考虑了实时交通信息的变化对交通网络拓扑关系和最优路径搜索的影响。在探讨汽车定位时阐述了GPS／DGPS定位技术；如何将GPS／DGPS提供的定位信息输入计算机；GPS接收机与计算机以及与导航软件的接口问题；利用GPS／DGPS提供的定位信息，经坐标变换并采用地图匹配技术将车位准确地显示在道路上。最后开发了实验系统，相关算法原理和关键技术得到了正确性验证。

全文目录

第1章绪论  8-16
  1.1 汽车导航系统研究的背景  8-9
  1.2 汽车导航系统国内外发展状况以及面临的问题  9-10
  1.3 地理信息系统在汽车导航系统中的应用  10-13
  1.4 本文主要研究内容和思想  13-16
    1.4.1 本文主要研究内容  13-15
    1.4.2 本文主要研究思想  15-16
第2章数字电子地图的设计  16-28
  2.1 地图扫描和矢量化  16-18
    2.1.1 地图扫描  17
    2.1.2 地图矢量化  17-18
  2.2 路网数据库  18-26
    2.2.1 路网数据库的结构  18-24
    2.2.2 路网数据库的建立  24-26
  2.3 属性数据库  26-28
    2.3.1 属性数据库的结构  26-27
    2.3.2 属性数据库的建立  27-28
第3章路径规划  28-47
  3.1 引言  28-29
  3.2 问题的描述  29-31
  3.3 最短路径算法原理  31-37
    3.3.1 图的表示  31-32
    3.3.2 Dijkstra算法原理  32-37
  3.4 基于GIS的最短路径搜索算法  37-47
    3.4.1 算法的改进策略  37-38
    3.4.2 交通网络拓扑数据存储结构表的设计  38-42
    3.4.3 基于GIS的最短路径算法的实现  42-47
第4章 GPS数据处理和地图匹配技术  47-54
  4.1 坐标转换  47-48
    4.1.1 高斯投影变换  47
    4.1.2 国家坐标系和独立坐标系的转换  47-48
  4.2 GPS接收机的输出数据接口  48-50
    4.2.1 接口标准  48
    4.2.2 标准输出格式  48-49
    4.2.3 与标准计算机接口连接  49-50
  4.3 DGPS定位技术  50-51
  4.4 地图匹配技术  51-54
    4.4.1 基本原理  51
    4.4.2 地图匹配算法  51-52
    4.4.3 地图匹配算法的误差分析  52-54
第5章实验系统  54-63
  5.1 系统开发工具  54-55
  5.2 数据准备  55-56
  5.3 系统功能结构  56-57
  5.4 系统功能的实现  57-63
    5.4.1 加载地图  57-58
    5.4.2 显示模式  58
    5.4.3 为图层生成标注  58-59
    5.4.4 动态图层  59-60
    5.4.5 显示GPS位置点  60
    5.4.6 信息查询和提示  60-63
结论  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-71
攻读硕士学位期间发表的论文  71

基于GPS和GIS的汽车导航系统相关技术的研究

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