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原文传递车载GPS道路信息获取与更新的理论与实践

论文题名：	车载GPS道路信息获取与更新的理论与实践
关键词：	智能交通;GPS导航;卡尔曼滤波;地图投影;数据质量;数据采集
摘要：	近年来，随着国民经济不断发展，以及我军指挥自动化水平的不断提高，车辆作为一种快捷的交通工具得到地方和军队的广泛应用。然而，面对我国极其复杂的交通网络以及交通运输效能的低下，来自地方和军队的用户对于发展智能交通(ITS)的需求日益强烈，特别是来自军队的用户，希望通过智能军事交通(IMTS)提升我军的作战效能。但我国发展ITS面临的瓶颈问题是：我国和我军缺乏这种满足精度要求的高精度的电子交通图。造成这种局面的根本是：可满足要求的高精度电子交通图的获取代价极高，必须经过实地测量方可获得，如果没有一种先进的，精度可以保证的高技术、快速测量手段，获取全国范围内的可满足ITS使用的电子交通图是不可想象的，更是不现实的。针对此现状，在认真研究和分析国内外数据采集现状的基础上，课题组提出了基于车载GPS的道路信息获取与更新方法，并将此方法成功的应用于全国公路网GPS测绘工程之中。实践证明这种方法具有成果数据精度高、工程周期短、成本低等优点。本文就是在课题的背景下，在深入研究和分析GPS应用于数据采集的国内外现状的基础上，论证了课题的可行性，研究和实现了课题的逻辑结构设计、数据模型设计、功能模块设计，并研究和阐述了高精度差分GPS模块、可视化导航和数据采集模块、数据处理与质量控制模块等主要模块的设计和实现。主要内容包括： (1)在认真研究GPS基本概念和GPS定位基本原理的基础上，设计了系统的差分定位模型，改进了传统的差分算法，采用了载波相位平滑伪距差分计算方法，获得了符合精度要求的定位数据，成功应用了杨元喜教授提出抗差自适应Kalman滤波方法，解决了车辆在突然改变行驶状态情况下，数据的稳定性问题； (2)分析了目前GPS数据采集的缺点，提出了基于可视化导航的属性数据采集模式，研究和实现了基于VC++的串口通信导航，应用GIS中坐标系变换和投影变换的理论和方法，实现了GPS道路数据采集的新模式，完成了几何坐标和属性数据的匹配、道路附属设施的自动归心、有向点目标的自动调整方向等功能； (3)根据GPS采集的道路数据的特点，设计并实现了数据处理与质量控制模块，该模块具有数据融合、可视化编辑、数据拓扑和质量检查等功能，不仅满足了对数据的几何精度、属性精度以及逻辑一致性的控制要求，还具有较高的智能化水平； (4)阐述了系统软件的特点及其工程应用结果，展望了系统的应用前景，分析和评价了数据的精度。实践证明，这套方案的应用，对于我国、我军获取高精度电子交通图起到了非常积极的作用，加速了我们构建数字中国的进程，推动了国家空间基础设施建设。最后，对车载GPS道路信息获取与更新的发展前景进行了总结和展望，提出了完善地图要素获取与更新的几点想法。
作者：	李鹤元
专业：	地图学与地理信息系统
导师：	马智民;刘平芝
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文