《電子技術(shù)應(yīng)用》
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我國車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展技術(shù)路線圖探討
汽車物聯(lián)網(wǎng)
摘要: GPS,即全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem),,是以全球24顆定位人造衛(wèi)星為基礎(chǔ),向全球各地全天候地...
Abstract:
Key words :

關(guān)鍵字:GPS  車載GPS 導(dǎo)航技術(shù) 路線圖

  GPS,,即全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Positioning System),,是以全球24顆定位人造衛(wèi)星為基礎(chǔ),向全球各地全天候地提供三維位置,、三維速度等信息的一種無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng),。目前,GPS技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為多領(lǐng)域,、多模式,、多用途、多機(jī)型的國際性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),。車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的研制,,極大的加快了汽車向電子化、智能化方向前進(jìn)的步伐,,不僅提高了汽車的經(jīng)濟(jì)性和安全性,,還改善了駕駛的穩(wěn)定性和舒適性,使汽車功能更加齊全,、服務(wù)更加人性化,,順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的潮流。

  車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

  在發(fā)達(dá)國家,,車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟,,可以根據(jù)客戶的需要及車輛的實(shí)際情況,方便自由地在車上裝置該系統(tǒng),。在全球來看,,日本和美國GPS導(dǎo)航產(chǎn)品是領(lǐng)先的,。日本的車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)和使用覆蓋率均處于全球霸主地位,日本導(dǎo)航軟件和地圖數(shù)據(jù)還在不斷發(fā)展和更新版本,,車載GPS導(dǎo)航儀的占有量已達(dá)數(shù)百萬臺,。在美國,車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)系列產(chǎn)品品種和類型應(yīng)有盡有,,完全能夠滿足不同用戶的需求,。此外,德國,、新加坡等國家也很早就開展了汽車自主導(dǎo)航的應(yīng)用,,有著雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)。

  我國衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展起步較晚,,20世紀(jì)90年代以后我國開始引進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù),,國家將其列為重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)。目前,,我國衛(wèi)星導(dǎo)航業(yè)主要針對大眾市場,,應(yīng)用于車載GPS導(dǎo)航、便攜式GPS導(dǎo)航,、手機(jī)導(dǎo)航中,。2009年7月,在中國政府舉辦的全國地理信息產(chǎn)業(yè)峰會上,,中國全球定位系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用協(xié)會會長常志海在以“導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢”為主題的演講中指出,,隨著國際市場的快速發(fā)展,中國導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)面臨極大機(jī)遇,。目前,,中國正處于高速發(fā)展期,城市變化快,、公路建設(shè)速度快,、汽車保有量增長快,對導(dǎo)航產(chǎn)品的需求也就不斷增大,。有數(shù)據(jù)表明,,截止2008年底,中國民用汽車保有量達(dá)6467萬輛,,但車載導(dǎo)航加載率非常低,,僅為2%。因此,,我國車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)有著廣闊的發(fā)展空間,。

  市場需求及發(fā)展目標(biāo)

  市場需求

  采用技術(shù)路線圖分析方法,以市場為導(dǎo)向,,以專家意見為基礎(chǔ),,通過調(diào)研和專題研討會,,結(jié)合德爾菲法和頭腦風(fēng)暴法對我國車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)市場需求情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,,車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)近期(1~3年),、中期(3~5年)、長期(5~10年)的市場需求如下:

  近期需求:低成本,。目前很多高檔汽車在出廠時(shí)就配備有車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)裝備,,但車價(jià)也會因此而大幅度提高。目前,,我國車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的安裝率不足3%,,市場前景可觀,但高昂的價(jià)格制約著GPS的快速普及,。如何降低導(dǎo)航系統(tǒng)的制造成本,已經(jīng)成為市場最為迫切的需求,。

  中期需求:精準(zhǔn)性,。精準(zhǔn)道路信息要求車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)必須具備優(yōu)良的性能。目前,,市場上車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)品琳瑯滿目,,但質(zhì)量參差不齊。在高速行駛過程中,,如果GPS導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)遲滯,、失靈等狀況時(shí),不僅會給駕駛者提供錯(cuò)誤信息,、產(chǎn)生誤導(dǎo),,甚至?xí)陉P(guān)鍵時(shí)候帶來致命性的災(zāi)難。因此,,保證車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)在顛簸,、高溫、濕度大等環(huán)境下都能夠穩(wěn)定運(yùn)行,,并能自動(dòng)建立空間索引,、查詢和分析數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)和道路空間動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等信息,已經(jīng)成為車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的中期需求,。

  遠(yuǎn)期需求:人性化,。隨著汽車電器及電子市場需求的不斷拓展,消費(fèi)者對更為人性化的GPS導(dǎo) 航系統(tǒng)的需求將會不斷加大,。先進(jìn)的分層,、分塊地圖信息內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),增量式智能地圖塊調(diào)度算法,,大大提高人機(jī)界面響應(yīng)感受,;多媒體語音合成技術(shù)在性能和合 成效果上達(dá)到國際一流水平,;通用的抽象地理和定位信息模型和分層組件式的軟件體系結(jié)構(gòu),便于擴(kuò)充功能和根據(jù)行業(yè)要求對產(chǎn)品的垂直定制,;智能化路徑選擇算 法,,尋徑時(shí)間小于2秒;完整有效的地圖制作和維護(hù)流程,,貫穿地理信息采集,、信息格式轉(zhuǎn)化、糾圖,、地圖和地理信息發(fā)布和更新等各個(gè)環(huán)節(jié)的全生命周期的方法,、工具和標(biāo)準(zhǔn)等。具有更人性化功能和鮮明時(shí)代特征的車載GPS系統(tǒng)不僅有著廣闊市場前景,,而且將是車載導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展方向,。

  發(fā)展目標(biāo)

  結(jié)合市場需求分析,通過市場調(diào)研和專題研討,,對車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)要素進(jìn)行分析,,確定產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo);同時(shí)以市場需求要素為基礎(chǔ),,根據(jù)產(chǎn)業(yè)目標(biāo)分析中得到的產(chǎn)業(yè)優(yōu)先序列,,構(gòu)建分析矩陣,得出車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)需要優(yōu)先實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)業(yè)目標(biāo),。

  與藍(lán)牙技術(shù)的完美結(jié)合,。車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)使節(jié)能、環(huán)保,、安全,、便捷等新時(shí)代需求變得簡單易得,但席卷全球的金融危機(jī)再次使車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的價(jià)格受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn),,高成本再次成為GPS進(jìn)入消費(fèi)者市場的瓶頸,。藍(lán)牙無線技術(shù)的出現(xiàn)使車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的低成本成為可能。藍(lán)牙耳機(jī),、藍(lán)牙手機(jī)等通訊設(shè)備技術(shù)的日臻成熟,,則可以成功的替代GPS部件傳輸信號的功能,車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)只需要接收和處理衛(wèi)星信號,,顯示裝置則負(fù)責(zé)地圖的存儲和位置的重疊,。這樣不僅大大地降低了車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的生產(chǎn)成本,還簡化替代了GPS的部分功能,,為其在短期內(nèi)批量生產(chǎn)提供了可能,。

  手機(jī)將成為車載GPS替代品。伴隨著手機(jī)電視,、手機(jī)上網(wǎng),、手機(jī)多媒體,、手機(jī)藍(lán)牙等技術(shù)的日臻完善,手機(jī)的優(yōu)勢也在不斷凸顯,。更令人驚喜的是,,3G手機(jī)、3G網(wǎng)絡(luò)全球覆蓋的時(shí)代已經(jīng)到來,,手機(jī)將逐漸成為車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的替代品,。目前,內(nèi)置GPS系統(tǒng)的手機(jī)大量面市,,它以體積小巧,、性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉,、攜帶方便等優(yōu)勢成為導(dǎo)航系統(tǒng)市場上的新秀,。

  信息終端實(shí)時(shí)化、多樣化,、融合化,。車載GPS導(dǎo)航技術(shù)與汽車電子技術(shù)的高度融合將是未來技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。高端車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)將成為集導(dǎo)航,、娛樂、通信與信息服務(wù)功能于一體的綜合信息終端,,可以實(shí)時(shí)提供動(dòng)態(tài)交通信息,、行駛狀況信息,兼?zhèn)洳シ?、可視化倒車監(jiān)控,、車載電話、車載筆記本,、互聯(lián)網(wǎng)以及車載辦公等功能,,可滿足人們?nèi)轿坏男畔⑿枨蟆\囕dGPS導(dǎo)航系統(tǒng)還可以與汽車電子防盜系統(tǒng)完美結(jié)合,,提供被盜車輛的具體位置,、動(dòng)態(tài)信息等,聯(lián)手出擊打擊盜竊犯罪活動(dòng),。屆時(shí),,車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)將真正成為汽車電子技術(shù)的“集大成者”,獨(dú)分一方天下,。

  關(guān)鍵技術(shù)

  為了達(dá)到上述的發(fā)展目標(biāo),,車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還必須克服一系列的技術(shù)問題。

  動(dòng)態(tài)位移誤差小,。影響車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)信息精準(zhǔn)性的關(guān)鍵技術(shù)是縮小系統(tǒng)動(dòng)態(tài)位移誤差,,系統(tǒng)必須持續(xù)不間斷保證衛(wèi)星數(shù)據(jù)與地面同步監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取的動(dòng)態(tài)配準(zhǔn),,動(dòng)態(tài)的進(jìn)入GPS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,精準(zhǔn)的確定車輛的當(dāng)前位置,,并且與實(shí)際偏差不能超過10m,,同時(shí)還能進(jìn)行偏離規(guī)劃路段報(bào)警提示,當(dāng)車輛行駛偏離路線時(shí)能及時(shí)地報(bào)錯(cuò)提示,。

  遲滯緩沖時(shí)間短,。在車輛高速行駛過程中能具有預(yù)見性的提示動(dòng)態(tài)信息,盡可能的縮短遲滯緩沖時(shí)間,,同時(shí)還需改變導(dǎo)航系統(tǒng)對衛(wèi)星導(dǎo)航的過度依賴,,積極研發(fā)地磁導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航等技術(shù),,全方位地為駕駛者提供精準(zhǔn),、實(shí)時(shí)的道路信息。

  電子地圖全自動(dòng)實(shí)時(shí)更新,。由于我國出于安全,、政治等多方面考慮,電子地圖的開放程度較低,,獲得電子地圖的成本高居不下,,加上我國的道路基礎(chǔ)設(shè)施在不斷的完善之中,道路等信息變化較快,。因此,,如何研發(fā)新型技術(shù),為車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)更新的電子地圖,,系統(tǒng)能夠自動(dòng)實(shí)時(shí)更新高精準(zhǔn)的電子地圖也成為了車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)瓶頸,。

  多媒體平滑無縫銜接。GPS背 景音樂播放,,菜單,、圖標(biāo)選擇以及警告信息的語音錄入、輸出系統(tǒng),,多媒體平滑無縫銜接技術(shù)的研究,,是實(shí)現(xiàn)信息終端實(shí)時(shí)化、多樣化,、融合化的關(guān)鍵技術(shù),,一方面 需要科學(xué)解決語音接口技術(shù)、陣列麥克風(fēng)技術(shù),,藍(lán)牙免提通信技術(shù),,手機(jī)藍(lán)牙替代接口技術(shù)。另一方面需要行業(yè)協(xié)會制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則,企業(yè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),,以增強(qiáng)不 同多媒體間的平滑無縫銜接,。

  研發(fā)重點(diǎn)

  開展對車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)前景影響最大的R&D重點(diǎn)領(lǐng)域課題的研究,是解決該產(chǎn)業(yè)技術(shù)瓶頸問題的最有效途徑,。從而實(shí)現(xiàn)不同階段車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)目標(biāo),,滿足市場的需求。

  車載GPS專用高精度電子地圖技術(shù),。車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)專用高精度電子地圖技術(shù)是導(dǎo)航系統(tǒng)為駕駛者提供精準(zhǔn),、實(shí)時(shí)道路信息的技術(shù)瓶頸,屬于高新技術(shù)產(chǎn)品,,有著廣闊的消費(fèi)市場,,盡管它的開發(fā)難度較大、成本較高,,政府管制較為嚴(yán)格,,但由于屬高端高利潤市場,應(yīng)盡早進(jìn)入,。

  提供精準(zhǔn),、實(shí)時(shí)的道路信息技術(shù)。能為駕駛者提供精準(zhǔn),、實(shí)時(shí)的道路信息是車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的迫切需求,,如何擺脫對衛(wèi)星唯一導(dǎo)航的依賴性,積極研發(fā)地磁導(dǎo)航技術(shù),、慣性導(dǎo)航技術(shù),,彌補(bǔ)衛(wèi)星導(dǎo)航時(shí)滯時(shí)間較長的缺陷。由于該項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品屬于高端技術(shù)產(chǎn)品,,有著廣闊的需求市場和豐厚的利潤回報(bào),因此,,在解決經(jīng)費(fèi)問題后應(yīng)重點(diǎn)研發(fā),,以提前占領(lǐng)市場。

  多媒體平滑無縫銜接技術(shù),。雖然多媒體信息終端實(shí)時(shí)化,、多樣化、融合化屬于中遠(yuǎn)期需求,,但是由于多媒體的銜接是大勢所趨,,能夠極大的滿足消費(fèi)者的娛樂需求, 屬于較高層次的精神娛樂消費(fèi),,加上該產(chǎn)品的消費(fèi)目標(biāo)群體均為高端消費(fèi)者,,因此,市場前景廣闊。另外,,由于多媒體平滑無縫銜接技術(shù)尚未成熟,,目前缺乏較為統(tǒng) 一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),提前涉入該技術(shù)的研究,,可以獲得行業(yè)統(tǒng)一規(guī)則的制定權(quán),,有利于實(shí)現(xiàn)行業(yè)技術(shù)的壟斷地位。因此,,該技術(shù)需要近期或中期提前投入,。

  實(shí)施建議

  目前我國車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)市場還有待進(jìn)一步規(guī)范,需要國家,、行業(yè)協(xié)會,、企業(yè)等各個(gè)部門分工協(xié)作、各司其職,,推動(dòng)行業(yè)間的大聯(lián)合,。主要需要做好以下工作:(1)國家主管部門需要加強(qiáng)對導(dǎo)航行業(yè)規(guī)范性的管理與領(lǐng)導(dǎo),推行準(zhǔn)入制和許可證制,,廢除小作坊,、低質(zhì)量的生產(chǎn)制造,出臺擇優(yōu)支持和大力扶持的行業(yè)政策,,從源頭上保證行業(yè)技術(shù)的高起點(diǎn),,逐步形成有序競爭和良性發(fā)展的局面。(2)行業(yè)協(xié)會積極發(fā)揮中間橋梁作用,,加強(qiáng)與政府,、企業(yè)的溝通合作,積極推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定進(jìn)程,,建立并逐步完善產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)體系,。(3)企業(yè)對外需要加強(qiáng)與國外企業(yè)、技術(shù)機(jī)構(gòu)等相關(guān)部門的合作,,保持技術(shù)交流與信息的溝通,;對內(nèi)還需要加大技術(shù)研發(fā)投資力度,加強(qiáng)企業(yè)間及產(chǎn)業(yè)上下游之間技術(shù),、信息的共享,,努力提升我國車載GPS導(dǎo)航行業(yè)的整體水平。(4)進(jìn)一步開放,、更新電子地圖,。目前,我國電子地圖制作成本高,、更新速度慢,,嚴(yán)重影響了我國車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展,,制約了其市場化運(yùn)作的進(jìn)程,如何克服這一難題已成為政府,、行業(yè)協(xié)會,、企業(yè)等部門的首要任務(wù)?!?/font>

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