車輛組合定位與導(dǎo)航系統(tǒng)——理論、方法及應(yīng)用
全書共分7章，首先介紹了車輛導(dǎo)航和定位技術(shù)概述，敘述車輛導(dǎo)航和定位在國內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以及其重要性；然后，詳細論述了現(xiàn)代車輛組合導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)，包括：面向車輛導(dǎo)航的GIS的模型與系統(tǒng)，面向車輛導(dǎo)航的空間數(shù)據(jù)庫生成技術(shù)，地圖匹配算法的理論和應(yīng)用，面向地圖匹配算法的數(shù)字地圖誤差分析和應(yīng)用，現(xiàn)代車輛組合導(dǎo)航技術(shù)；最后，詳細介紹了多個基于GPS/DR/MM車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)的具體應(yīng)用案例。全書內(nèi)容翔實、全面，深入淺出，理論基礎(chǔ)與應(yīng)用案例并重，既有理論參考價值，又對工程實踐具有指導(dǎo)意義。本書可作為交通工程、通信工程、系統(tǒng)工程等相關(guān)專業(yè)用書，也可作為相關(guān)領(lǐng)域工程師的參考資料。
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第1章 緒論(1)
1.1 研究背景和意義(1)
1.2 車輛導(dǎo)航和定位的發(fā)展簡史(3)
1.3 現(xiàn)代車輛導(dǎo)航定位技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向(8)
1.3.1 現(xiàn)代車輛導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成及功能(8)
1.3.2 現(xiàn)代車輛導(dǎo)航定位系統(tǒng)面臨的現(xiàn)實技術(shù)問題(10)
1.3.3 現(xiàn)代車輛導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展方向(11)
1.3.4 現(xiàn)代車輛導(dǎo)航定位系統(tǒng)的研究意義(13)
參考文獻(14)
第2章 車輛導(dǎo)航及其相關(guān)技術(shù)的基本理論(16)
2.1 GNSS定位基本原理(16)
2.2 航位推算的基本原理(19)
2.3 GIS簡介(21)
2.3.1 GIS的定義及組成(21)
2.3.2 GIS的歷史發(fā)展過程(23)
2.3.3 GIS的現(xiàn)狀和發(fā)展方向(24)
2.4 空間坐標(biāo)及變換技術(shù)(26)
2.4.1 坐標(biāo)的定義(26)
2.4.2 GPS坐標(biāo)系與GIS坐標(biāo)系的變換關(guān)系(27)
2.4.3 地球投影變換(28)
2.4.4 大地直角坐標(biāo)和大地坐標(biāo)的變換(30)
2.4.5 不同坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換(31)
2.5 地圖匹配原理(32)
2.6 Ka1man濾波(35)
2.6.1 最小方差估計(35)
2.6.2 Ka1man濾波(35)
2.6.3 Ka1man濾波方程(36)
2.6.4 離散Ka1man濾波的計算流程(37)
2.7 當(dāng)前車輛導(dǎo)航技術(shù)的比較(38)
參考文獻(40)
第3章 面向車輛導(dǎo)航的GIS模型與系統(tǒng)(42)
3.1 面向車輛導(dǎo)航的GIS-VNGIS簡介(42)
3.1.1 將GIS引入車載導(dǎo)航系統(tǒng)中的意義(42)
3.1.2 VNGIS的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向(44)
3.1.3 VNGIS的數(shù)據(jù)需求(46)
3.2 基于OR模型的VNGIS系統(tǒng)設(shè)計和構(gòu)造(48)
3.2.1 空間數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的面向?qū)ο蠊芾?48)
3.2.2 VNGIS中空間數(shù)據(jù)庫模型(50)
3.2.3 空間地物的對象關(guān)系映射(54)
3.2.4 基于OR模型的VNGIS的系統(tǒng)框架(58)
3.3 定位信息輕量級報文分類器(60)
3.3.1 軟件架構(gòu)設(shè)計(61)
3.3.2 單報文基本匹配器設(shè)計(62)
3.3.3 多報文有限狀態(tài)分類器設(shè)計(64)
參考文獻(66)
第4章 面向車輛導(dǎo)航的空間數(shù)據(jù)庫生成方法(70)
4.1 面向車載導(dǎo)航的數(shù)字地圖概述(70)
4.1.1 數(shù)字地圖與車輛導(dǎo)航系統(tǒng)(70)
4.1.2 數(shù)字地圖概念模型(70)
4.1.3 數(shù)字地圖的標(biāo)準(zhǔn)化(71)
4.1.4 數(shù)字地圖生成一般流程(72)
4.1.5 數(shù)字地圖生成中的核心技術(shù)問題(73)
4.2 基于道路節(jié)點連接的道路網(wǎng)模型及其自動生成算法(73)
4.2.1 基于節(jié)點連接網(wǎng)絡(luò)模型(73)
4.2.2 道路網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫自動生成算法(75)
4.2.3 預(yù)處理求交算法討論(78)
4.2.4 算法復(fù)雜度分析(79)
4.3 基于道路外輪廓的路心線自動生成算法(79)
4.3.1 路心線自動生成的意義(79)
4.3.2 輪廓插值和路心線生成算法(80)
4.3.3 道路網(wǎng)絡(luò)跟蹤算法(87)
4.3.4 道路網(wǎng)絡(luò)的路口形式分析(89)
4.3.5 基于DP算法的路心線精簡(90)
4.3.6 算法的改進和存在的問題(92)
4.3.7 結(jié)論(93)
4.4 考慮了誤差的輪廓自動搜索算法(93)
4.4.1 概述(93)
4.4.2 關(guān)鍵點及連接實體集的建立(94)
4.4.3 獲取輪廓的初始邊界或初始搜索關(guān)鍵點(95)
4.4.4 搜索和回溯(95)
4.4.5 輪廓的最終獲取(96)
4.4.6 一些算法的改進和討論(96)
4.5 數(shù)字地圖空間實體的幾何和拓?fù)湫Ｕ惴?97)
4.5.1 空間數(shù)據(jù)誤差及其分類(97)
4.5.2 典型的數(shù)字地圖誤差(98)
4.5.3 幾何校正算法(99)
4.5.4 拓?fù)湫Ｕ惴?100)
4.5.5 說明(103)
4.6 邏輯分幅物理統(tǒng)一的面向大區(qū)域?qū)Ш降腟1DM組織初探(103)
4.6.1 概述(103)
4.6.2 S1DM的邏輯模型(103)
4.6.3 S1DM的存儲方法(105)
4.6.4 S1DM實驗(107)
4.7 車輛導(dǎo)航道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫自動生成應(yīng)用實例及總結(jié)(108)
參考文獻(110)
第5章 地圖匹配的基本理論與方法(112)
5.1 研究現(xiàn)狀(112)
5.2 基于位置概率估計的地圖匹配方法(113)
5.2.1 概述(113)
5.2.2 基于概率估計的地圖匹配算法的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型(114)
5.2.3 基于概率估計的地圖匹配算法的幾何描述(116)
5.2.4 基于概率估計地圖匹配的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型和流程(118)
5.3 基于Gauss白噪聲模型的位置概率估計地圖匹配算法(119)
5.3.1 基本模型(119)
5.3.2 無限長直線道路的估計(120)
5.3.3 有限長線性道路的估計(123)
5.3.4 樣條道路的地圖匹配估計(124)
5.3.5 面向道路網(wǎng)絡(luò)的地圖匹配算法(126)
5.4 光柵數(shù)字地圖的地圖匹配算法探討(130)
5.5 Ⅳ維空間的改進地圖匹配算法(132)
5.5.1 基本定義與假設(shè)(132)
5.5.2 改進一——考慮了角度誤差的概率位置估計算法(132)
5.5.3 改進二——對道路網(wǎng)絡(luò)模型缺陷的算法改進(136)
5.5.4 改進三——基于先驗知識數(shù)值化加權(quán)模型的改進概率估計(139)
5.5.5 高維數(shù)字道路網(wǎng)絡(luò)的匹配展望(142)
5.6 基于1SA的定位信息有色噪聲提取(143)
5.6.1 概述(143)
5.6.2 短時誤差模型和定位數(shù)據(jù)的白噪聲化(143)
5.6.3 實用模型(147)
5.6.4 模型可計算分析(148)
5.7 基于Ka1man濾波的有色噪聲提取方法(150)
5.7.1 車輛動態(tài)模型概述(150)
5.7.2 地圖匹配Ka1man濾波器的狀態(tài)方程建立(151)
5.7.3 地圖匹配觀測方程(152)
5.7.4 模型可計算性分析(153)
5.7.5 實用模型(156)
5.8 基于字符串模糊匹配的道路識別算法(157)
5.8.1 基于模式匹配的地圖區(qū)配算法概述(157)
5.8.2 道路網(wǎng)絡(luò)和行駛軌跡的字符串化(161)
5.8.3 可選道路對的選擇和位置估計(163)
5.8.4 改進一——非均勻角度字符串化(164)
5.8.5 改進二——長度空間的匹配(165)
5.8.6 角度空間混淆(165)
5.8.7 基于位置相關(guān)的地圖匹配算法(167)
參考文獻(168)
第6章 面向地圖匹配算法的數(shù)字地圖誤差分析及對策(170)
6.1 道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫對車輛導(dǎo)航性能影響(170)
6.2 數(shù)字地圖和導(dǎo)航系統(tǒng)性能分析(171)
6.2.1 失配與誤配(171)
6.2.2 兩種誤差對地圖匹配算法性能的影響(172)
6.2.3 道路網(wǎng)絡(luò)模型對地圖匹配精度的影響(173)
6.2.4 數(shù)字地圖精度和算法敏感性(175)
6.2.5 其他因素對地圖匹配算法的影響(176)
6.3 道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫制作的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化問題(177)
6.3.1 規(guī)范化的重要性(177)
6.3.2 特殊案例(177)
6.3.3 道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫制作標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的意義(180)
6.3.4 道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫制作標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的目的(180)
6.3.5 道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫制作標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的原則(180)
6.4 解決道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)缺陷的方法(183)
6.4.1 間接拓?fù)潢P(guān)系法(183)
6.4.2 虛擬節(jié)點法(184)
參考文獻(189)
第7章 GPS/DR/MM組合定位理論與方法(191)
7.1 GPS/DR組合定位(191)
7.1.1 GPS對DR的校正(192)
7.1.2 DR對GPS的校正(193)
7.1.3 GPS/DR信息切換(195)
7.2 DR/MM組合定位(197)
7.2.1 航位推算中角度誤差和里程誤差對車輛位置精度的影響(197)
7.2.2 基于DR/MM的改進的概率估計地圖匹配算法(199)
7.2.3 DR累積誤差實時修正算法(201)
7.3 GPS/DR/MM組合定位(208)
7.3.1 實時辨識GPS多徑誤差(209)
7.3.2 神經(jīng)元實時辨識GPS多徑誤差(210)
參考文獻(214)
第8章 GPS/DR/MM車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)在香港的應(yīng)用(215)
8.1 城市車輛定位的特點(215)
8.2 GPS/DR/MM車載組合定位系統(tǒng)簡介(217)
8.2.1 主要功能(217)
8.2.2 工作原理(217)
8.2.3 系統(tǒng)設(shè)計(220)
8.2.4 硬件設(shè)計(222)
8.2.5 軟件設(shè)計(223)
8.3 參數(shù)標(biāo)定與數(shù)字地圖制作(224)
8.3.1 DR系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定與校正(224)
8.3.2 導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫制作(240)
8.4 GPS/DR/MM組合定位技術(shù)在香港的測試與應(yīng)用(242)
8.4.1 概述(242)
8.4.2 小規(guī)模GPS/DR/MM定位實驗(246)
8.4.3 較大規(guī)模GPS/DR/MM定位實驗(247)
8.4.4 部署及日常應(yīng)用(252)
索引(254)
書單推薦
