GPS与数字地图匹配的组合导航研究

摘要

车载导航系统是智能交通系统的重要组成部分。车辆导航系统的重要功能之一就是在电子地图上精确地显示GPS定位数据。文中使用的GPS接收机输出的是以NMEA0183 ASCⅡ码接口协议为基础的帧数据，在缓存中表现为未进行分解的字符串，为了正确提取其中的有效数据，本文使接收机和计算机工作在串行异步通信的方式，通过ActiveX控件完成对GPS数据的采集和分离；又因为GPS的定位数据以WGS-84地心坐标系为参考坐标系，而我国的测量和测绘成果以BJ-54参心坐标系为基础，所以，本文实现了从WGS-84坐标到BJ-54坐标的转换，随之通过高斯投影正算转换为电子地图适用的当地平面坐标。本文还对卫星图片进行配准，再对配准后的栅格图片进行矢量化，生成矢量地图；矢量化的电子地图是实现地图匹配的前提，而地图数据库的建立则基于空间实体、特别是离散的点之间的数据结构建立的相应的拓扑关系。由于存在因各种原因而引起的定位数据误差，所以，有必要提出一种适用的地图匹配算法来提高定位的精度。依据路网的拓扑结构，本文提出了关键交叉点的概念，这使得定位数据与道路数据的匹配更加方便和有效，并且，自适应加权匹配因子的计算为候选路段的选择提供了简捷的途径。根据以上要点，本文提出了一种地图匹配算法，并由实验结果证明了该地图匹配算法在匹配精度、实时性和鲁棒性等方面具有较好的性能。