車輛GPS應用現狀及發展研究

楊嘯

（信息技術公司無線分公司，黑龍江 大慶 163000）

GPS是全球定位系統，也就是當前在全球范圍內所應用最為廣泛的導航系統，而這項技術最早應用于軍事，隨著科技的發展與人們的生活進步，GPS在日常生活中車輛中的應用也已經逐漸成熟，并對人們的生活提供了極大的便利。在目前，車輛中GPS的應用方向主要集中在導航、安全控制、自動駕駛以及參數評估四個方面，綜合分析這幾個方面中GPS的應用，有效地體現出了該技術高精度、連續性、實時的優勢特點，同時，GPS與各種傳感器的結合也為車輛的進一步研究與進一步發展提供了新的方向與思路。

1 GPS在車輛組合導航中的應用現狀討論

GPS在車輛中的應用最初的作用就是通過該技術實現導航的作用與功能，隨著近年來技術的不斷成熟與發展，GPS技術也開始與更多的技術、系統與傳感器進行組合，形成了組合導航系統，這些系統豐富了原有GPS在車輛中的作用，也提高了GPS的可靠性，解決了單一GPS技術存在的一些不足與問題，本文就首先討論GPS在車輛組合導航系統中的作用與應用現狀。

1．1 GPS-DR組合導航系統

DR系統是自主式行位推算系統，該系統在單獨應用過程中不能長時間應用，并且精度與可靠性較差，而GPS系統在單獨應用過程中容易出現的信號評比或者信號中斷的情況，這兩種技術的缺點在長期以來都是令相關研究人員頭疼的問題。隨著不斷的研究，將GPS與DR系統相組合，形成GPSDR的組合導航系統，基于自主適應聯合或者擴展卡爾曼濾波算法開展丟算法的改進，減小了誤差，提高了精度，同時也避免了線性化的誤差情況，在車輛導航中作用明顯。

1．2 地圖匹配的形成與應用

在傳統的GPS系統以及GPS-DR系統中，車輛有時在密集的街道中很難實現精準的街道定位，這就需要與電子地圖技術相匹配，電子地圖技術可以保障導航系統的精準度更高，細化導航結果，同時通過GPS-DE系統實現對車輛信息的準確定位與矯正。如果將GPS-DR的技術系統與電子地圖技術相匹配，可以更好地提高系統的準確性與可靠性，跟蹤精度也就會更高。

1．3 捷聯慣性導航系統

捷聯慣性導航系統上通過三個陀螺儀與加速度計構成的一個定位導航系統，該系統的有點主要是提高精度，由于系統本身采用激光陀螺進行定位，導航精度與傳統的GPS相比更高，可以達到定位精度10米以內，與GPS相結合就成為了目前該領域內研究的重點與發展的方向，但是目前該系統成本過高，經濟效益相對較低。

1．4 GPS-MMS 組合導航系統

MMS系統是微慣性測量系統，該系統的體積、重量、成本與功耗、使用耐久度等都較長，這主要是由于其使用微機械陀螺與電子線路構成，比任何其他傳統的線路系統都有優勢，通過GPS接收，配合MMS組合可以提高數據更新率，進而防止定位導航誤差在長時間使用中受到的干擾情況。但是目前該系統技術在制造過程中存在較大的噪聲與漂移誤差，導致在具體應用中仍然存在問題。

1．5 GPS-GLONASS 組合導航系統

GLONASS系統是俄羅斯研發并開展應用的衛星導航系統，功能與GPS大致相似，優缺點也大致相同，二者結合的應用可以起到增多可視衛星樹木與衛星幾何位置配置增強的效果，并且資金投入較少。

1．6 GPS與其他傳感器組合的導航系統

除了上述組合導航系統外，在近年中，車輛GPS的應用還與許多傳感器相關聯建設組合成了導航系統，比如，GPS與里程計的組合與模糊邏輯規則的組合、與ABS輪速傳感器的組合等都有所應用與研究。

2 GPS在車輛主動安全控制中的應用現狀討論

GPS在實現導航的基礎上還結合各種汽車安全系統，對車輛的主動安全控制領域也起到了重要的作用，這是由于GPS定位精度的不斷提高，車輛的縱向、橫向、轉向等多方面控制效果也會增強，然后通過GPS與其他傳感器的共同組合效果，形成了對車輛的綜合有效控制，提高了車輛的安全性與可靠性。

2．1 監控車輛的運行軌跡與運行動態

由于GPS的定位精度更高，所以在研究中，許多學者就基于C/A碼的精準度與準確性開展了對汽車多方面控制功能的研究，在深入研究后并將研究出的技術投入應用，應用效果明顯。早在1999年開始，DGPS就已經作為車輛測量的唯一傳感器，實現了對車輛的橫向與縱向的控制。在精準定位的前提下，通過對車輛動態運行軌跡的監控，然后配合車輛動態控制系統，有效地實現了對車輛的監控定位與跟蹤。

2．2 增強對車輛穩定性的控制力度

在車輛運行過程中經常會出現各種性格不穩定或者行駛安全事故，因此，通過GPS技術中的監控與定位，可以實現對車輛安全性與車輛穩定性能的提升，充分發揮對車輛的控制效果，避免出現各種安全事故。同時，通過GPS技術可以實現對車輛各個環境下以及各個時間狀態上的參數評估，進而更加準確地掌握車輛本身與外部的情況，保障車輛行駛過程中的穩定性與安全性。

3 GPS在車輛智能交通與自動駕駛中的應用現狀討論

智能交通與自動駕駛是基于GPS技術開展的較新的思路與方向，通過GPS技術可以實現智能交通與自動駕駛的效果，更好地推動我國車輛智能化與交通智能化的發展。

3．1 在智能交通系統中GPS的運用

目前，智能交通系統在世界以及在我國已經基本形成，系統中包括多個領域多個行業，只有通過GPS技術在智能交通系統中的準確應用，才能促進多行業內智能化的發展。通過GPS技術可以有效地測量在某一道路中的車流量與車流數等數據，測量后的數據在相關部門與相關人員的勘測下可以進一步開展對主干道路以及各道路的分析測算，更好開展交通工作。

3．2 在自動駕駛中GPS的運用

自動駕駛技術在車輛中的應用也已經不再稀奇，雖然目前并沒有完全應用成熟，但是在研究與應用中取得了明顯的成果，這使得車輛以后可以實現自動駕駛并且穩定性更高，通過將GPS技術與RTK技術的結合，加強對車輛的分布式控制，避免行駛中出現誤差。

4 GPS在對車輛狀態參數評估過程中的應用

另外，GPS技術的發展也為車輛的參數評估提供了更多的思路與方向，參數評估的作用是幫助提高車輛的穩定性與可靠性，而對參數的評估也主要分為車輛本身與車輛外部兩方面參數，通過GPS技術有效的評估這兩方面參數，實現更精準的測量，加強對車輛的評價效果。

4．1 GPS對車輛本身狀態的參數評估

車輛本身在形式過程中會出現各種參數與狀態的改變，而通過GPS技術與RTK技術的結合，可以實現對車輛自身參數狀況的評估與了解，對車輛本身進行準確測量，加強對車輛運動性能的評價效果，實現動態參數的監測與分析。

4．2 GPS對車輛外部環境的參數評估

車輛外部的環境也是影響車輛穩定性與可靠性的重要因素，而在GPS的應用中，通過對車輛外部環境參數的評估，更好地掌握車輛行駛過程中的路面摩擦系數、道路坡度、道路特點等,然后結合ABS系統，保障車輛更加穩定。

5 車輛GPS的應用存在的不足與發展趨勢探究

車輛GPS的應用在目前已經發展成熟并且得到了廣泛、全面的應用，在具體應用過程中的成本還是較高，并且算法也受到了局限，這兩點問題影響了信GPS技術的進一步應用與深入開展。而在以后的發展過程中，GPS不僅要擔負未來交通智能化的認為，還要在發展中充分考慮宏觀與微觀等多方面的問題，增強精準度與精度，降低成本，滿足更多方面的需求，這樣才能提高效率，使其在車輛系統中得到更加靈活的應用，更好地推動我國交通智能化與車輛智能化的發展。

6 結語

總而言之，現階段GPS在車輛中的應用主要集中在組合導航、安全控制、自動駕駛、智能交通以及參數評估等方面，其中，GPS充分發揮出其獨特的優點與作用，為車輛的出行、安全性、穩定性、定位等多個方面提供了便利。但是隨著GPS技術的不斷提高與人們的需求增強，GPS的應用也存在一些問題，應對這些問題，只有借鑒國外更先進的技術經驗，就能進一步降低車輛智能化的成本，提高GPS技術的作用效果，這對我國的車輛智能化發展有著非常重要的意義。