車載GPS道路信息獲取與更新的理論與實踐.pdf

1、近年來，隨著國民經(jīng)濟不斷發(fā)展，以及我軍指揮自動化水平的不斷提高，車輛作為一種快捷的交通工具得到地方和軍隊的廣泛應用。然而，面對我國極其復雜的交通網(wǎng)絡以及交通運輸效能的低下，來自地方和軍隊的用戶對于發(fā)展智能交通(ITS)的需求日益強烈，特別是來自軍隊的用戶，希望通過智能軍事交通(IMTS)提升我軍的作戰(zhàn)效能。但我國發(fā)展ITS面臨的瓶頸問題是：我國和我軍缺乏這種滿足精度要求的高精度的電子交通圖。造成這種局面的根本是：可滿足要求的高精度電子交

2、通圖的獲取代價極高，必須經(jīng)過實地測量方可獲得，如果沒有一種先進的，精度可以保證的高技術、快速測量手段，獲取全國范圍內(nèi)的可滿足ITS使用的電子交通圖是不可想象的，更是不現(xiàn)實的。 針對此現(xiàn)狀，在認真研究和分析國內(nèi)外數(shù)據(jù)采集現(xiàn)狀的基礎上，課題組提出了基于車載GPS的道路信息獲取與更新方法，并將此方法成功的應用于全國公路網(wǎng)GPS測繪工程之中。實踐證明這種方法具有成果數(shù)據(jù)精度高、工程周期短、成本低等優(yōu)點。 本文就是在課題的背景下，

3、在深入研究和分析GPS應用于數(shù)據(jù)采集的國內(nèi)外現(xiàn)狀的基礎上，論證了課題的可行性，研究和實現(xiàn)了課題的邏輯結構設計、數(shù)據(jù)模型設計、功能模塊設計，并研究和闡述了高精度差分GPS模塊、可視化導航和數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理與質量控制模塊等主要模塊的設計和實現(xiàn)。主要內(nèi)容包括： (1)在認真研究GPS基本概念和GPS定位基本原理的基礎上，設計了系統(tǒng)的差分定位模型，改進了傳統(tǒng)的差分算法，采用了載波相位平滑偽距差分計算方法，獲得了符合精度要求的定位數(shù)

4、據(jù)，成功應用了楊元喜教授提出抗差自適應Kalman濾波方法，解決了車輛在突然改變行駛狀態(tài)情況下，數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性問題； (2)分析了目前GPS數(shù)據(jù)采集的缺點，提出了基于可視化導航的屬性數(shù)據(jù)采集模式，研究和實現(xiàn)了基于VC++的串口通信導航，應用GIS中坐標系變換和投影變換的理論和方法，實現(xiàn)了GPS道路數(shù)據(jù)采集的新模式，完成了幾何坐標和屬性數(shù)據(jù)的匹配、道路附屬設施的自動歸心、有向點目標的自動調整方向等功能； (3)根據(jù)GPS采集

5、的道路數(shù)據(jù)的特點，設計并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理與質量控制模塊，該模塊具有數(shù)據(jù)融合、可視化編輯、數(shù)據(jù)拓撲和質量檢查等功能，不僅滿足了對數(shù)據(jù)的幾何精度、屬性精度以及邏輯一致性的控制要求，還具有較高的智能化水平； (4)闡述了系統(tǒng)軟件的特點及其工程應用結果，展望了系統(tǒng)的應用前景，分析和評價了數(shù)據(jù)的精度。實踐證明，這套方案的應用，對于我國、我軍獲取高精度電子交通圖起到了非常積極的作用，加速了我們構建數(shù)字中國的進程，推動了國家空間基礎設施建設。