车载导航系统
这个学期的通选课上，我收获良多。

虽然我对汽车这类的比较感兴趣，但是身为一个文科生，刚选到这个课程其实还蛮怕的，害怕听不懂老师在说什么，但是还好老师结合了很多视频来给我们讲解，课堂上一点都不闷还挺有趣的。

也因为这样，身为工科盲的我才能在短短的一个学期里学到不少东西，例如发动机点火系统、转子发动机、四驱系统工作原理等等一听上去就觉得非常深奥难懂并且高端大气上档次的基本知识。

但是，我还是对车载导航系统比较感兴趣。

在上课之前，你要是问我什么是车载导航系统我肯定会跟你说，我只知道GPS导航系统，车载导航系统是什么来的？上过老师的课后，我觉得自己清楚了很多。

下面让我来为你介绍一下车载导航系统的组成、结构、工作原理、应用以及维护。

一．组成
车载导航系统是通过商业通信卫星，把GPS应用到车辆导航上面，为汽车驾车人指路，就成为了车载导航系统（又称为汽车导航系统，可简写为CIPS)。

虽然车载导航系统听起来好像很复杂的样子，但是其实它的组成并不复杂。

一般主要由以下几个模块组成:
GPS模块: 安装到车辆上的小型装置，是GPS车载单元的一部分，用来接收卫星所传递的信息
无线通信模块:通常采用车载无线电话、电台或移动数据终端（MDT）以完成信息交互功能
报警控制模块:向监控中心网络发出报警讯号，通报车辆异常信息
语音控制模块:完成声音控制及服务等功能
显示模块:用来显示位置路况等视频图象信息，可选用LCD、CRT或TV显PC模块:整合处理各功能模块，配合相应的软件，完成指定功能，如进行数据处理，计算出所在位置的经度，纬度，海拔，速度和时间等。

电子地图模块：储存非常丰富的城市地图，全国的公路网图，此外，一般还储存有加油站、便利商店、政府机关、旅游景点、餐馆、停车场等信息。

自律导航模块：当汽车行驶到地下隧道、高层楼群、高速公路等遮掩物处而
捕捉不到GPS卫星信号时，系统自动导入自律导航系统。

地图匹配模块：由GPS卫星导航和自律导航系统所测到的汽车位置、前进方向都与实际行驶的路线轨迹存在一定的误差，为了修正这些误差就需要采用地图匹配技术。

由于使用环境的特殊性，作为系统核心的车载PC的必须体积小，集成度高，功耗低，处理能力强，操作简单便捷。

车载PC较多的使用嵌入式操作系统，如WINDOWSCE和嵌入式LINUX等。

根据车辆使用的频繁性以及道路的复杂性的要求，它必须可靠性要高，且扩展性和兼容性要好
二．工作原理
由于车载导航系统是将GPS系统运用到车辆上为汽车指路，那么要清楚车载导航系统的工作原理我们就必须弄清楚GPS的组成以及它的工作原理。

GPS的组成：
GPS由三个独立的部分组成：
1.空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星。

2．地面支撑系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。

3. 用户设备部分：接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。

而GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。

GPS的定位原理：
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。

如图所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式：上述四个方程式中待测点坐标x、y、z 和Vto为未知参数，其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。

di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。

△ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收
机所经历的时间。

c为GPS信号的传播速度（即光速）。

四个方程式中各个参数意义如下：
x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。

xi 、yi、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。

Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。

Vto为接收机的钟差。

由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto。

三．应用
GPS车辆应用系统一般分为两大类：车辆跟踪系统和车辆导航系统。

它们在功能上截然不同，一种是用于车辆的防盗，一种则是用于车辆的自主导航。

由于“只接受，不发射”信号是GPS是接收系统的一大特点，所以用于防盗的GPS跟踪系统就是要借助通信网络以及政府配套系统给GPS车载防盗仪，提供收取使用费用的解决方案。

GPS技术是利用GPS卫星信号接收的，可以24小时不间断地接收卫星发送的数据参数结算出接收的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。

车载导航仪是通过接受卫星信号，配合电子地图数据，适时掌握自己的方位与目的地，自主导航的模式不收取任何使用费用，用户可以根据自己的需要有选择的购买地图数据。

当使用者把车载GPS安装在车上后，无论使用者身处哪个城市、城镇或是郊区，我们都能在转瞬之间找到一家餐馆或是最近的一家加油站。

这样就大大方便了我们的出行。

就我国目前已悄然兴起GPS专业玩家一族，他们大部分是户外运动和汽车越野爱好者。

这些使用者还可以通过车载GPS了解车辆行使方向，这样就取代传统的高度计，还可以显示海拔高度等信息。

通过GPS对卫星信号的接受计算，可以测算出行驶的具体速度。

对于那些热爱户外运动，汽车越野爱好者来说GPS让他们再也不会为迷失方向而苦恼，因为GPS导航仪可以让驾车者对行驶道路了如指掌。

GPS导航仪还提供全程语音提示，驾车
者无须观察显示界面就可能实现导航的全过程，使得行车更加安全舒适。

四．维护
很多人在保养和维护爱车的时候存在着误区，更多的关注于汽车的发动机、底盘和外观等部位，对车载导航却甚少理会，其实，导航是我们的指路人，对它也要进行定期的保养和维护。

车载导航系统的维护主要是车载GPS的维护和保养，而要维护和保养车载GPS主要有以下三个方面：
一、日常保养
在日常使用时，如果不注意操作，就容易给导航带来灰尘，其实现在设计过程中都考虑了防尘的问题，与以前相比已经相对的减少，更多的会选择直接使用USB接口进行音乐播放。

只要我们在平时使用时注意将保护盖及时的盖好，就会有效的阻挡灰尘的进入。

而光碟的激光头属于易损零件且比较昂贵，如果发生故障，要请专业人士进行处理。

而面板的按钮旋钮则可以利用小棉签之类进行清洁。

二、防水防潮
电子器材都是怕水的，防水防潮是必须的，在洗车的时候，一定要记得紧关车门。

在清洁汽车内饰的时候，也要小心，如果需要擦拭，毛巾上尽量不要有太多的水，更不要用喷壶喷水或者用清洁剂之类的液体对着喷洒，在清洁之后，最好用柔软、干燥的毛巾再擦拭一遍，防止导航潮湿而影响正常工作，也可以开车门、车窗进行通风，将车内水分蒸发后再关闭。

这不仅是对车载导航有帮助，也有助于车内饰的干爽，防止细菌的滋生。

三．正确操作GPS:
1.使用时，先关页面再关后面的机器，不能不关页面就直接关机器，否则就是
违规操作
2.机器使用前三次要冲10小时左右，让电池蓄电能力大大发挥
3.先发动汽车，再插点烟器电源。

导航结束拔掉点烟器，下次发动汽车后再插
上，这样有利于保护电池
通过上面我的介绍，你是否对车载导航系统有了进一步的理解？如果你有爱车的话是否有一股想要安装车载导航系统的冲动？心动不如行动，既然车载导航系统能给我们的出行等带来那么多的方便，那么我们还等什么呢？行动吧！
参考资料：
《现在电子技术》2007年第32期总第262期
《车辆定位与导航系统》赵亦林北京电子工业出版社，1999
/view/639608.htm?fr=aladdin
/view/2cc656c0d5bbfd0a79567301.html?re=view。