車輛導(dǎo)航定位方法及應(yīng)用

　　內(nèi)容簡介目錄本書系統(tǒng)全面地介紹了車輛導(dǎo)航定位中的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)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(dòng)態(tài)導(dǎo)航方法，并介紹了公交車輛定位系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)方案。對(duì)于車輛導(dǎo)航定位的主要應(yīng)用領(lǐng)域：智能交通系統(tǒng)，本書對(duì)其發(fā)展過程及標(biāo)準(zhǔn)化等內(nèi)容做了詳細(xì)的介紹和分析。全書內(nèi)容翔實(shí)、全面，深入淺出，理論基礎(chǔ)與工程實(shí)踐并重，既有理論參考價(jià)值，對(duì)于工程實(shí)踐也具有一定的指導(dǎo)意義。本書可作為交通工程、通信工程、系統(tǒng)工程等相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教材和教學(xué)參考書，也可作為相關(guān)領(lǐng)域工程師的參考資料。前言智能交通系統(tǒng)（1TSIntelligentTransportationSystem）是利用先進(jìn)的通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)以及微電子技術(shù)，并結(jié)合系統(tǒng)工程的思想，旨在提高既有道路交通系統(tǒng)的運(yùn)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(duì)象與傳統(tǒng)的交通工程類似，也是針對(duì)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(jì)，在ITS中的所有子系統(tǒng)中，與車輛管理有關(guān)的約占40％。對(duì)于車輛管理，導(dǎo)航與定位是前提和基礎(chǔ)，自20世紀(jì)60年代以來，世界各發(fā)達(dá)國家就開展了對(duì)車輛導(dǎo)航與定位方法的研究。經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的研究與新技術(shù)的應(yīng)用，車輛導(dǎo)航與定位技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)嶄新的高度。但是，全面系統(tǒng)地介紹相關(guān)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(jié)課題組近10年研究成果的基礎(chǔ)上，由中國科學(xué)院出版基金資助，并由科學(xué)出版社出版了學(xué)術(shù)專著《智能車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用》，是國內(nèi)在此領(lǐng)域出版的第一本專著。北京航空航天大學(xué)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(duì)于本科生而言過于深?yuàn)W，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(xué)生在沒有一定的背景知識(shí)的前提下很難接受。因此我們編寫了《車輛導(dǎo)航定位方法及應(yīng)用》一書，本書與上述的《智能車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)及應(yīng)用》一書相比，內(nèi)容做了重大調(diào)整，增加了許多有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，盡量做到深入淺出，并注重實(shí)用方法與系統(tǒng)設(shè)計(jì)技巧。本書的出版得到了機(jī)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(shí)間倉促，加之筆者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)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(duì)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(yùn)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(diǎn)1.3當(dāng)前ITS的研究課題1.4 1TS的標(biāo)準(zhǔn)化1.4.1國際ITS標(biāo)準(zhǔn)化1.4.2中國ITS標(biāo)準(zhǔn)體系1.4.31TS標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)2.1.5全球軌道衛(wèi)星導(dǎo)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(shí)間系統(tǒng)和坐標(biāo)系統(tǒng)2.3.1GPS定位的時(shí)間系統(tǒng)2.3.2GPS定位的坐標(biāo)系統(tǒng)2.4GPS衛(wèi)星信號(hào)的構(gòu)成2.4.1GPS衛(wèi)星信號(hào)的調(diào)制2.4.2GPS中的偽隨機(jī)碼（測(cè)距碼）2.4.3GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文2.5GPS衛(wèi)星信號(hào)的接收2.5.1GPS接收機(jī)的功能結(jié)構(gòu)2.5.2 GPS星信號(hào)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(cè)量與定位方式2.6.2接收機(jī)中星鐘時(shí)和信號(hào)傳輸時(shí)間的獲得2.6.3偽距觀測(cè)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(diǎn)-路段數(shù)據(jù)模型3.2.1圖論基本概念3.2.2節(jié)點(diǎn)-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(dá)3.3適合車輛導(dǎo)航的路段-鏈數(shù)據(jù)模型3.3.1車輛導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)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(jié)構(gòu)3.4.3數(shù)字道路地圖的多圖集分層結(jié)構(gòu)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(chǔ)3.6.1R-樹系列存儲(chǔ)方法3.6.2K-D-B-樹系列3.6.3BANG及其擴(kuò)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(shè)計(jì)4.1.4 GPS／DR聯(lián)邦濾波器設(shè)計(jì)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(xué)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(jì)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(dòng)無線數(shù)據(jù)傳輸5.1移動(dòng)通信概述5.1.1移動(dòng)通信及其發(fā)展史.5.1.2移動(dòng)通信的應(yīng)用5.2移動(dòng)通信的分類5.2.1移動(dòng)通信的分類方法5.2.2車輛定位系統(tǒng)中應(yīng)用的移動(dòng)通信5.3模擬移動(dòng)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(wù)5.5.3適應(yīng)車輛定位系統(tǒng)的GSM業(yè)務(wù)選擇5.5.4車輛定位系統(tǒng)組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)5.6基于GPRS的車輛定位系統(tǒng)5.6.1GPRS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)5.6.2GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議5.6.3基于GPRS的應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例.第6章智能車輛導(dǎo)航系統(tǒng)6.1智能車輛導(dǎo)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(shí)間復(fù)雜度估計(jì)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(yàn)結(jié)果與分析6.3自主式車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)6.3.2導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.3.3軟件體系設(shè)計(jì)6.3.4功能子系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.4中心決定式車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.4.1系統(tǒng)組成及原理6.4.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)第7章車輛定位系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例7.1概述7.2公交車輛定位系統(tǒng)的組成7.3DGPS的應(yīng)用7.4SmartNet模擬集群信道的應(yīng)用7.4.1集群電臺(tái)分析與測(cè)試7.4.2集群信道頻譜特性7.5數(shù)字調(diào)制與糾錯(cuò)編碼7.5.1lJ錯(cuò)編碼的應(yīng)用7.5.2交織編碼的實(shí)現(xiàn)7.6Smartnet集群系統(tǒng)應(yīng)用總結(jié)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(dòng)態(tài)時(shí)隙分配的方法參考文獻(xiàn)

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