8.2 车载导航系统
车载导航系统就是在利用GIS技术建立道路网电子地图的基础上，运用GPS、DR等定位技术进行车辆定位，确定最优行驶路线，为出行者提供静态的或实时的最优行车路线信息，并在出行过程中对驾驶人适时地做出路线指引。
车辆导航系统的概念最初起始于20世纪60年代末，当时采用航位推算/地图匹配技术实现车辆的定位与导航。航位推算系统通常由里程表、角速率陀螺、磁罗盘、微处理器等组成，由于这种航位推算系统容易产生误差积累，定位精度低，故而需要利用数字地图匹配进行校正，尽管如此，单纯的航位推算系统误差还是较大，动态定位精度也较低，所以其实用性受到极大的限制。这类系统有80年代欧洲的“城市领航员(City Pilot)”车载航位推算系统，美国的“Etak Navigator”，荷兰Philips公司的“CARIN”车辆定位系统，德国的“ALI-SCOUT”车辆路线制导系统，英国的“Auto Guide”车辆导航系统等，这些系统被称为第一代车辆定位与导航系统。
自20世纪80年代末期以来，一些发达国家加速开展了车载导航系统产品的研制与生产，采用GPS技术加导航电子地图的方式实现车辆的定位与导航。欧洲、北美、日本已经形成了成熟的导航系统生产技术，并已有了覆盖面较广的商业导航系统产品。
近年来，随着人们生活水平的不断提高，汽车逐渐进入家庭，并成为生活必需品，未来几年内汽车的增长速度还将会大幅上升。车载GPS系统具有巨大的市场潜力和不可估量的发展前景。我们估计，国内汽车市场对GPS系统的需求量，将以每年30%以上的速度递增。车载GPS的最大特点是兼具导航、定位、防盗等功能，在GPS应用较为普遍的北美、欧洲、日本等地，汽车导航销售额雄踞各类GPS市场之首。而我国车载GPS市场过去一直饱受技术应用、市场规模因素的瓶颈。随着这两年技术水平与产品成熟程度的不断提高，特别是汽车市场的飞速发展，我国车载GPS市场已经进入规模发展的时期，未来国内车载GPS市场前景相当看好。相信随着与GPS紧密相关的电子地图的逐步完善，动态内容的不断丰富，GPS的实用性将不断提高，其市场的容量会随着我国汽车市场的发展而大幅度地增加。而动态导航将逐步取代静态导航占据主导地位。
1.智能车载导航系统应具备的功能
智能车载导航系统应该具备以下功能:
(1)系统能在90%以上的行程时间里确定车辆的实时位置。
(2)系统能将车辆的实时位置转化为地图坐标并与道路网相匹配，以提供车辆在路网中最可能的行驶路段以及车辆在该路段中所处的位置。
(3)系统能在车载地图上实时显示车辆位置。
(4)系统能接受目的地请求，并按合适的规划标准给出由当前位置或指定起点到达目的地的最佳行车路线。
(5)系统能根据已规划好的行车路线产生实时的驾驶引导指令，并以图形指示或语音提示的方式提供给驾驶者。
(6)系统能确定车辆当前是否已经偏离了预定行车路线并及时做出处理，或者以语音或图形方式提醒驾驶者注意，或者从当前位置开始重新规划行车路线。
2.车载导航系统的组成
目前的车载GPS系统终端通常由GPS模块、无线通信模块、报警控制模块、语音控制模块、显示模块、车载PC/PDA、电子地图、自主导航模块、车速传感器、陀螺传感器、地图匹配模块等几个部分组成。
(1)GPS模块。用来接收GPS卫星信号。
(2)无线通信模块。模块通常采用车载无线电话、电台或移动数据终端，以完成信息交互功能。
(3)报警控制模块。模块向监控中心网络发出报警信号，通报车辆异常信息。
(4)语音控制模块。完成声音控制及服务等功能。
(5)显示模块。用来显示位置路况等视频图像信息。
(6)车载PC整合处理各功能模块，配合相应的软件，完成指定功能，如进行数据处理，计算所在位置的经度、纬度、海拔、速度和时间等。
(7)电子地图。其储存着丰富的城市地图、全国的公路网图。此外，一般还储存有加油站、便利商店、政府机关、旅游景点、餐馆、停车场等信息。
(8)自主导航模块。当汽车行驶到地下隧道、高层楼群、高速公路等遮掩物处而捕捉不到GPS卫星信号时，依靠车速传感器及陀螺传感器两者的信息反馈及车载PC的数据处理，使得在无法接收卫星信号的地方，仍然可以修正到汽车现时的位置，完成精确的无间断的三维坐标、速度和时间的定位。地图匹配模块由GPS卫星导航和自主导航所测到的汽车位置、前进方向都与实际行驶的路线轨迹存在一定误差。为修正这两者间的误差，需要采用地图匹配技术，对汽车行驶的路线与电子地图上道路的误差进行实时相关匹配，并做自动修正，以指示出正确的行驶路线。
