的值高 于 该 直 线
时表示 旁 瓣 电 平
超过 峰 值 电 平。
由图可 判 断 超 过
- 30 dB 的概率小
于 9 5%, 与公式
计算出 的 结 果 相
符, 证明公式具有 可行性。
图 2 仿真结果
3 结束语
通过上述分析, 可得出以下结论: ∀ 幅度误差对旁瓣电平的影响小, 相位误差对 旁瓣电平的影响大; # 单元数目越多, 馈电误差对旁瓣电平的影响 越小;
文献标识码 A
文章编号 1003- 3106( 2007) 01- 0030- 02
A Self adapting Map matching Algorithm
JIN Song jie, GAO Xi quan, HUANG Gui ling
( School of Telecommunication Engineering , ISN National Key Laboratory , Xidian University , Xi an Shanxi 710071, China) Abstract For improving the real time performance and reducing the incorrect matching rate, we put forward a self adapting map matching algorithm. The algorithm combines the vertical projection algorithm which gets a high speed performance and high incorrect matching rate with the curve fitting model algorithm which gets a low speed performance and low incorrect match rate. Through a self adapting approach, we adopt different map matching algorithm for different roads in order to realize a higher matching speed and lower incorrect matching rate. At first the paper introduces the theory of vertical projection and curve fitting model, then explains in detail the map matching algorithm based on self adapting judgment and analyzes the performance of this algorithm. Finally it presents the simulation result picture. Key words GPS; map matching; vehicle navigation; self adapting map matching
于道路本身的可能最短长度及计算量, 选取 5 个观 测点, 做一次拟合曲线, 即用直线拟合, 然后计算出 拟合直线的斜率, 代入评价函数中进行计算, 取评价 函数最小的路段作为待匹配路段。这种匹配法在交
叉口和转弯较大的路段匹配效果较好, 但计算较复 杂、匹配速度较慢, 对实现实时匹配有一定的影响。
2 自适应算法设计及实现
2. 3 确定待匹配道路
以定位点为中心做圆, 再计算定位点到所做圆内 路段的垂直距离, 取垂直距离最短者为待匹配道路, 由待匹配道路 2 端节点计算出待匹配道路斜率 k0。
2. 4 由自适应判断的结果进行匹配
由 k 和 k0 计算拟合直线与待匹配道路之间的 夹角。夹角大于 a 度为特殊路段, 转入曲线拟合匹
测控遥感 与导航定位
应的匹配法。
位置点匹配算法( 垂直投影匹配法) 的基本原理
如图 1 所示, 图 1 中, 点 P 为待匹配的定位点; 点 P 在L1 上的投影点为车辆当前的匹配位置; L 1、L 2 为 待匹配点附近的道路。在此算法中, 计算待匹配定 位点与各道路之间的投影距离 ri 和车辆行 驶方向 与道路间的夹角 i , 选出 ri 、i 小于给定阈值的所有
快速定位并具有相当高的定位精度。软件部分则根 据 GPS 接收机所接收的数据流, 从中读出经纬度坐 标, 并进行定 位点的筛选, 将其中的第 1 类坏点和 第 2类坏点筛选掉, 剩下的定位点用作进一步处理。
2. 2 进行自适应判断
根据定位点的坐标, 对其位置进行判断, 分别按
一般直道和特殊路段 2 种情况进行自适应处理。在
本算法的思想是结合了位置点匹配法和曲线拟 合匹配法的优点, 加入了自适应判断步骤, 在一般直 道调用位置点匹配法, 在角度较大的转弯处和道路 较复杂的交叉路口处等特殊路 段进行曲线拟 合匹 配, 从而得到较好的匹配效果和较快的匹配速度。
2. 1 接收并处理 GPS 定位信号
本系统硬件采用以 GPS15H 为 核心的实验板, GARMIN 公司的 GPS15H 为 12 通道的 GPS 接收机, 也就是最多可以同时跟踪 12 颗 GPS 卫星, 从而可以
1. 1 坐标变换
研究不同大地坐标系间的坐标转换问题, 主要 是研究不同的空间直角坐标系的坐标转换问题。若 不经过大地直角坐标转换, 直接将测量结果进行高 斯- 克吕格投影变换纳入北京 54 或西安 80 坐标系 与 GIS 数字地图进行配准, 将会带来将近 60 m 的误 差, 这已大于 GPS 常规测量平均误差( 50 m) , 因此, 必须进行大地直角坐标转换, 目前常用布尔莎模型 转换。
1989: 67- 94. [ 4] 秦振 华. 用于 雷 达的 自适 应 旁瓣 对消 器 [ J] . 无线 电 工
程, 1999, 29( 2) : 13- 16.
作者简介 王 平 女, ( 1981- ) , 中国 电子 科技集 团公司 第 54 研究所 在
读研究生, 电磁场与微波技术专业。主要研究方向: 智能天线。
匹配时间/ s
误匹配率
30
1. 614
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ9%
45
1. 303
13%
60
1. 256
19%
( 下转第 40 页)
2007 年 无线电工程 第 37 卷 第 1 期 31
电磁场与微波
示, 横坐标表示方位角, 以度为单位; 纵坐标表示辐
度方向 图, 以dB为单 位。图中在 - 30dB处 绘制 了
一条直线, 纵坐标
测控遥感与导航定位
一种自适应地图匹配算法
靳松杰, 高西全, 黄贵玲
( 西安电子科技大学 通信工程学院 ISN 国家重点实验室, 陕西 西安 710071)
摘 要 从提高匹配算法实时性和降低误匹配率 的角度 出发, 提出 了一种自 适应地 图匹配 算法。该自 适应算 法将高 速
但误匹配率较高的位置点投影法和低速但误匹配率较低的曲线拟合法相结 合, 通过 一个自适 应判断步骤, 对不 同路段采用 与
道路, 并 根据 式 ( 1) 计 算 每个 候选 道路 的距 离 度
量值。在 所 有 候 选 道 路
中选 择最 小距 离度 量 值
作为匹配道路, 然后将车 辆在 匹配 道路 上的 投 影
点作为车辆的当前位置。
Ri= Wrr i+ W i 。 ( 1)
图 1 位置点匹配法
该算法逻辑简单、速度快、实时性好、所需内存
Hall, Inc, 1981: 113- 265. [ 2] FARINA A . Antenna Based Signal Processing T echniques for
Radar Systems[ M] . USA :Artech House, Inc, 1992: 13- 58. [ 3] 盛 骤. 概率论 与数 理统 计[ M ] . 北京: 高 等教 育出 版社,
∃ 在天线设计初期就应该把馈电误差对相控 阵天线旁瓣电平的恶化考虑在内, 设计参数应留有 一定的余量;
% 对于低旁瓣和超低旁瓣的相控阵天线, 幅度 锥削显著。中心单元幅值大, 其误差敏感度高, 所以 在中心单元使用高精度的数字移相器, 边缘单元使 用低精度数字移相器有利于增加精度, 降低成本。
参考文献 [ 1] ELLIOTT R S. Antenna Theory and Design[ M] .USA: Prentice
的路段为车辆当前行驶路段, 在确定了车辆当前行
驶路段后, 采用垂直投影法将测量位置点投影到该
路段上。
表 1 为 a 取不同角度 时, 100 个定位点用自适
应匹配所需时间以及误匹配率。由表 1 可以看出,
a 取值为 30!~ 45!较为适宜。
表 1 a 取不同角度时 算法的匹配时间和误匹配率
夹角 a / (!)
库提供的道路位置信息进行比较, 并采用适当的算 法确定车辆当前的行驶路段以及在路段中的位置, 校正定位误差, 使车辆不至于因为定位误差而在显 示时偏离道路, 提供了车辆在电子地图上显示的手 段; 而且通过投影使车辆定位数据仅残留定位误差 在车辆前进路线上的径向分量, 从而极大地改善系 统的整 体定位 精度, 并为 实现 路径引 导提 供可 靠 依据。
空间少, 但在道路密集、道路形状复杂和交叉路口等 情况下, 匹配准确率较低, 因此需要加以改进, 配合 其他算法, 提高在弯道和交叉路口的匹配精度。
另外一种常用的地图匹配法就是曲线拟合匹配
法。矢量电子地图中任何道路都是由一系列的点元
组成, 每一点元的位置都是已知的。如在. mif 文件 中, 用线段表示直线路段, 折线表示曲线路段。由于 电子地图中的路段都是由直线段或折线来近似的, 考虑到车辆在道路上行驶这个匹配的前提, 在一定 的行驶距离内可以用直线拟合车辆的历史轨迹。鉴