车载定位导航系统的设计与实现

论文摘要

随着现代战争模式的变化,不仅要求部队的机动性能越来越强,作战范围越来越大,同时要求信息互通。在信息互通中最重要的就是装备的位置信息和以位置信息为基础的导航功能。定位和导航的结合不仅能解决移动军事装备自身在作战过程中的定位和导航问题,而且为未来数字化战场、为C4ISR系统统一协调指挥提供了可能,因此定位导航系统是未来战场上运动军事装备必不可少的组件之一。车载定位导航系统集成应用了战车定位技术、地理信息系统技术、数据库技术和现代通信技术等。系统首先利用定位系统采集当前位置信息,然后根据惯性导航系统对航迹进行推算,将推算结果与电子地图信息进行匹配,利用地图上高精确的道路位置坐标来修正定位结果,并由此确定车辆相对于地图的位置。由于车载定位导航系统获得的坐标为地心坐标系的大地纬度和大地经度,而在大多数实际应用中,采用的国家坐标系或城市地方坐标系都不同,因此必须进行坐标变换。先将其转换至实际使用的BJ-54坐标（经纬度）,再经过高斯投影变换将其投影为平面坐标。得到坐标后利用惯性导航系统可以进行航迹推算,最后得到战车当前位置坐标。电子地图与导航信息相结合,便产生了地图匹配技术。地图匹配是一种基于软件技术的定位修正方法。其基本思想是将战车定位结果与电子地图中的道路网信息联系起来,利用地图上高精确的道路位置坐标来修正定位结果,并由此确定战车相对于地图的位置。地图匹配技术将极大地改善系统的定位精度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景与意义
• 1.2 国内外研究情况
• 1.3 研究内容
• 第二章 车载定位导航系统设计
• 2.1 系统用途
• 2.2 系统总体设计思路
• 2.3 系统组成及功能
• 2.3.1 系统的基本组成
• 2.3.2 惯性导航系统的工作原理
• 2.4 系统的硬件设计
• 2.5 系统的软件设计
• 第三章 坐标转换及航位推算设计
• 3.1 GPS数据处理与坐标转换
• 3.2 WGS-84坐标系和BJ-54坐标系
• 3.3 用迭代法解决直角坐标到大地坐标的转换
• 3.4 BJ-54坐标到平面坐标的投影转换
• 3.4.1 高斯-克吕格（GAUSS-KRUGER）投影
• 3.4.2 高斯-克吕格投影坐标系
• 3.4.3 高斯-克吕格投影正反解公式
• 3.4.4 BJ-54坐标转换到平面坐标
• 3.5 航位推算设计
• 3.5.1 航位推算原理
• 3.5.2 数据信息融合的卡尔曼滤波
• 第四章 地图匹配算法研究
• 4.1 概述
• 4.2 地图匹配算法研究
• 第五章 组件式GIS技术与MAPX研究
• 5.1 电子地图
• 5.2 地理信息系统
• 5.3 组件式GIS
• 5.3.1 组件式GIS的基本概念
• 5.3.2 基于组件开发GIS应用程序的体系结构
• 5.4 MAPX控件研究
• 5.4.1 MAPINFO空间数据组织模型
• 5.4.2 MAPX的数据结构
• 5.4.3 MAPX组件的模型结构
• 5.4.4 MAPX的技术特点
• 5.4.5 MAPX的基本属性
• 第六章 地图匹配软件的实现
• 6.1 开发平台介绍
• 6.1.1 VISUAL C++ 6.0简介
• 6.1.2 ACTIVEX控件
• 6.2 定位误差源分析
• 6.3 三种导航方式的影响对比
• 6.4 地图匹配软件的实现
• 6.4.1 应用程序框架的生成
• 6.4.2 将MAPX支持类库加入工程
• 6.4.3 添加菜单及消息映射函数
• 6.4.4 软件的设计
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录