車載衛(wèi)星導航系統(tǒng)的四大要素
位于地球上空的同步衛(wèi)星最初是用于軍事和航空導航。美國政府在80年代時放寬了對同步衛(wèi)星的使用限制，為其后來的廣泛采用，打開了一個新天地。隨后而來的商用通訊衛(wèi)星，更是大大的增加了通訊衛(wèi)星的準確性和覆蓋度。
自打有了公路，就有了為人們指路的地圖。然而，作為人們指路向?qū)У牡貓D，又常常成為造成人們關(guān)系緊張的根源。因為印制的地圖常常不能夠跟得上街道的變化，又難以辨認，就會造成開車的人責備旁邊坐車的人不會看圖，不能提供準確的指令。所以，能夠利用高空上的衛(wèi)星信號為汽車準確而又及時導航定位的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，就成了無價之寶。
近年來，汽車導航系統(tǒng)的發(fā)展非常迅速。目前，人們不但可以在購買新車時選擇導航系統(tǒng)作為選擇配置，還可以在已有的汽車上安裝該設(shè)備，甚至可以配置一臺移動式的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，開那輛車就把它放到那輛車上，或者帶著它去野游、爬山。
為汽車駕車人指路的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，有下述4個重要因素：衛(wèi)星信號、信號接收、信號處理和地圖數(shù)據(jù)庫。
衛(wèi)星信號
汽車衛(wèi)星導航系統(tǒng)需要依靠全球定位系統(tǒng)(GPS)來確定汽車的位置。最基本的，GPS需要知道汽車的經(jīng)度和緯度。在某些特殊情況下，GPS還要知道海拔高度才能準確定位。有了這三組數(shù)據(jù)，GPS定位的準確性經(jīng)常就可以達到2～3米。
因為GPS需要汽車導航系統(tǒng)在同步衛(wèi)星的直接視線之內(nèi)才能工作，所以隧道、橋梁、或是高層建筑物都會擋住這直接視線，使得導航系統(tǒng)無法工作。再者，導航系統(tǒng)是利用三角、幾何的法則來計算汽車位置的，所以汽車至少要同時在三個同步衛(wèi)星的視線之下，才能確定位置。在導航系統(tǒng)直接視線范圍內(nèi)的同步衛(wèi)星越多，定位就越準確。當然，大多數(shù)的同步衛(wèi)星都是在人口密集的大都市的上空，所以當你遠離城區(qū)時，導航系統(tǒng)的效果就不會太好了甚至根本就不能工作。
信號接收：
GPS系統(tǒng)的工作原理是解析從同步衛(wèi)星那里接收到的信號。投影在豎直的平面上，這些信號可以形象地表示為一個個的倒漏斗形。當這些“漏斗”的下半部分有一定的重疊時，GPS的解析程序就能夠計算出汽車所在位置的坐標。在汽車行駛的過程中，一個類似于飛機或輪船導航用的陀螺儀的裝置，可以連續(xù)地提供汽車的位置。但衛(wèi)星信號有所間斷時，計速器所提供的數(shù)據(jù)就用來填補其中的空白，并用來記載行駛時間。
信號處理：
GPS接收到的信號和計速裝置所提供的信息，要通過接收器，提供給汽車導航系統(tǒng)，并由軟件系統(tǒng)分析處理，重疊在存儲的地圖之上。
地圖數(shù)據(jù)庫：
當GPS提供的坐標信息重疊到電子地圖上時，駕車人就可以看出自己目前的位置以及未來的方向了。這最后一個環(huán)節(jié)叫做成圖，也是車載導航系統(tǒng)中最重要的一環(huán)。離開了成圖，導航系統(tǒng)就等于是沒有了方向。
車載導航系統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)庫來源于多種渠道，其中最主要的來源是城市政府機關(guān)提供的街區(qū)數(shù)據(jù)庫。對一個好的車載導航系統(tǒng)來說，地圖的數(shù)量，準確程度，以及數(shù)據(jù)的及時性，都很重要。不管GPS提供的坐標位置有多么準確，如果你的導航系統(tǒng)不能提供你所在地區(qū)的地圖，或是提供的地圖有錯誤，你的系統(tǒng)就可以說是毫無價值。因而，購買車載衛(wèi)星導航系統(tǒng)時，要注意以下事項：
第一，檢查測試系統(tǒng)的準確性。選擇一、兩個你所熟悉的路段，或是新近開張的酒店，看一看系統(tǒng)是否能夠準確顯示汽車的位置。因為街道、路段總是在不斷地變化，你的系統(tǒng)也必須提供定期的更新服務。
第二，考慮系統(tǒng)的存儲能力。在美國，若是將全國的地圖都存下來，至少需要三片光碟。因而，車載導航系統(tǒng)也一定要有相應大的硬盤內(nèi)存。
第三，圖像顯示。車載導航系統(tǒng)的圖像顯示，可以裝在汽車的駕駛儀表盤上，也可以投射到手提電腦甚至掌上型電腦的屏幕上。為了適應不同的天氣和光線條件，圖像顯示屏幕下必須有足夠強的亮度，還要有足夠的大小和好的分辨率。
最新發(fā)展趨勢：
車載導航系統(tǒng)的最新發(fā)展趨勢是利用藍牙(Bluetooth)無線技術(shù)，接收車載GPS傳送過來的信號。這樣，車載系統(tǒng)只需要接收和處理衛(wèi)星信號，顯示裝置則負責地圖的存儲和位置的重疊。所以，如果你已經(jīng)有了掌上型電腦，只需要購買一個信號接收器和成圖軟件就可以了；你的掌上電腦就做到了一機多用。其實，很多手機已經(jīng)具備了GPS的功能，若是加上了地圖的重疊功能，就可以變成一套移動導航系統(tǒng)。
車載導航系統(tǒng)除了可以用來為你指路導航之外，還可以發(fā)展出許多其它的用途，比如說幫你尋找附近的加油站，自動提款機，酒店，或者其它一些商店。有的還可以告訴你如何避免危險地區(qū)或是交通堵塞。
大多數(shù)的車載導航系統(tǒng)利用視覺顯示系統(tǒng)，作為人機交流的接口。有些則提供語音系統(tǒng)，讓人們直接與導航系統(tǒng)對話，用語音來提醒駕車人何時該轉(zhuǎn)彎，何時該退出高速公路。有的還可以跟你提供一個行經(jīng)路線的地圖，以便回程之用，或是走錯了路需要倒回去。
有的車載導航系統(tǒng)還可以有不同的語言顯示。有的還可以告訴你當?shù)氐南匏�、路況和你的平均速度，為你估計達到目的地的時間。
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