基于约束主曲线的GPS轨迹融合方法研究及应用

摘要

高精度的GPS数字地图在精确定位、导航以及路线规划等方面都起着重要作用。一般的GPS接收设备由于受到各种误差的影响，难以获得高精度的GPS数据，如果采用价格昂贵的高精度GPS接收设备，则会大大增加成本。尤其对于山区来说，复杂的地形环境以及地质构造变化也给数据的采集带来了巨大的挑战。
　　本文根据已有的K段主曲线理论，对其进行优化改进，提出一种基于约束主曲线的GPS轨迹融合算法，旨在利用低精度的GPS轨迹数据生成高质量可用的地图数据。利用自适应加权融合对约束主曲线算法进行改进，得到适用于多路GPS轨迹的有效融合算法。最后利用本文算法思想设计并开发了一款地图编辑软件，以及将算法生成的地图数据应用到移动端系统中。本文的研究工作包括以下几个方面:
　　1)综述了GPS轨迹融合问题的概念和典型的主曲线方法，以及对相关领域研究现状进行了介绍。
　　2)针对山区特殊环境下的GPS轨迹融合问题，提出一种基于局部优化的约束主曲线算法，通过实验验证了该算法可以快速生成主曲线，并且误差更小，实现了将低精度的GPS轨迹数据融合生成高精度GPS轨迹数据，节约工程成本。
　　3)本文在约束主曲线算法基础上，结合自适应加权融合方法对多路GPS轨迹进行数据融合。通过与单路轨迹融合实验结果对比，计算精度有了一定提升。并且最终得到的地图数据应用到工程项目中，实现了对地图信息资源的整合，为用户提供及时方便的信息服务，具有重要的实用价值。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 信息融合理论

1．2．2 主曲线理论概述

1．3 研究内容及课题来源

1．3．1 研究内容

1．3．2 课题来源

1．4 论文组织架构

第二章 相关理论基础

2．1 信息融合概述

2．1．1 信息融合技术

2．1．2 信息融合方法及应用

2．2 主曲线理论

2．2．1 K主曲线

2．2．2 约束主曲线

2．2．3 最近邻原则

2．2．4 性能评价指标

2．3 GPS轨迹融合问题与数据采集

2．3．2 GPS数据采集

2．4 本章小结

第三章 基于局部优化的约束主曲线算法

3．1 GPS数据预处理

3．2 算法设计思想

3．3 自适应约束主曲线算法

3．4 自适应约束主曲线算法分析

3．4．1 算法稳定性分析

3．4．2 算法收敛性分析

3．4．3 算法性能比较

3．5 本章小结

第四章 GPS轨迹融合问题的优化与应用

4．1 轨迹融合问题的优化

4．2 多路GPS轨迹融合算法

4．2．1 多路融合结构形式

4．2．2 加权融合估计算法

4．3 山区GPS轨迹融合实例分析

4．3．1 数据采集

4．3．2 实验结果与分析

4．4 算法的实际应用

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 论文总结

5．2 论文展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况