基于GIS技术的北斗/GPS与INS组合车载导航定位系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于GIS技术的北斗/GPS与INS组合车载导航定位系统，该组合车载导航定位系统由北斗二代-全球卫星导航系统、惯性导航系统、地理信息系统和数据融合与控制系统四部分构成；其中，惯性导航系统包括光纤陀螺、加速度传感器、压力传感器、电子罗盘、整形电路及其与数据融合与控制系统连接的接口电路；数据融合与控制系统包括处理器及接口，处理器中集成有卡尔曼滤波模块。本实用新型专利技术通过研发一种基于GIS技术的实时、稳定、高精度北斗二代与GP/INS组合车载导航定位系统，实现车载北斗二代和GPS导航定位终端的兼容使用并且与INS组合，用户既能接受到北斗二代信号，又能接受GPS信号，兼容使用，互相自动切换，提高了导航定位的精度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

：本技术涉及车载导航
，特指一种基于GIS技术的北斗/GPS与INS组合车载导航定位系统。
技术介绍
：全球卫星导航系统始于20世纪70年代美国GPS，其应用日益广泛，对国家的经济、国防等至关重要。欧盟10多年前曾预测，卫星导航中断一天，经济损失将超过10亿欧元，现在再评估这种损失的话，数额可能要翻几番，如果过分依赖国外机构提供的卫星导航服务，一旦对方出于政治、军事目的，有意在一个区域内关闭或者降低导航定位精度，造成的混乱，损失将难以估量。其次，美国的GPS系统发展到今天，年产值已达几百亿美元，预计到2020年将达到4000亿美元。卫星导航不仅是国家重要基础设施，对国防安全和经济建设具有重大作用，而且卫星导航本身是一个高技术产物。因此，继美国之后，俄罗斯、欧盟、中国、日本、印度等也都竞相大力发展自己的卫星导航系统，甚至泰国等稍有实力的国家都计划建设自己的卫星导航系统。目前，世界主要有四大全球卫星导航系统，分别是:美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”系统、中国“北斗”系统、欧盟“伽利略”系统。其中，美国GPS：是世界上最早建立、使用最多的全球卫星导航定位系统，目前，其年产值已达几百亿美元，预计到2020年将达到4000亿美元，目前GPS占了中国九成以上的市场。俄罗斯“格洛纳斯”系统：是前苏联国防部于20世纪80年代初开始建设的全球卫星导航系统，是继GPS之后第二个军民两用的全球卫星导航系统，目前，俄罗斯正在加紧恢复建设格洛纳斯系统，但因资金短缺、人才资源不足、政治压力等原因，“格洛纳斯”建设断断续续，前景难料。欧洲“伽利略”系统：是欧空局与欧盟在1999年合作启动的，该系统民用信号精度最高可达1米，目前，伽利略系统正在建设，还没有提供正式的服务。中国“北斗”系统：于1994年开始全面研制，根据规划，北斗卫星导航系统分三步实施：第一步，组建卫星导航试验系统。我国2000年建成了由2颗北斗导航试验卫星组成的试验系统，与国外同类系统相比，北斗试验系统的优点是投资少，组建快，尤其是具有通信功能，特别适用于需把导航与通信相结合的用户；第二步，在2012年完成14颗卫星发射任务，组成区域性、可以自主导航的定位系统。区域系统将为中国及周边地区的用户提供陆、海、空导航定位服务，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足导航定位信息交换的需要等；第三步，在2020年左右，建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的、覆盖全球的全球导航系统。卫星导航技术的发展趋势主要表现在三个方面：一是卫星导航的多系统并存，使系统可用性得以提高，应用领域将更广阔；二是多元组合导航技术正在得到推广应用，主要有GPS与移动通信基站定位、陀螺、航位推算技术等组合应用；三是卫星导航与无线通信等其他高技术结合，如GPS接收机嵌入到蜂窝无线电话、便携式PC、PDA和手表等安全、通信、消费等电子类产品中，从根本上促进了IT技术的整体发展。随着各种卫星导航系统的发展，各卫星导航系统相互兼容并、与其他导航技术组合成为趋势。中国始终致力于“北斗”卫星导航系统与美国的GPS、俄罗斯“格洛纳斯”系统、欧洲“伽利略”系统一起来推动全球卫星导航系统的兼容共用，为全球用户提供更加可靠、更高性能的定位导航授时服务。
技术实现思路
：本技术的目的在于提供一种基于GIS技术的北斗/GPS与INS组合车载导航定位系统。本技术实现其目的采用的技术方案是：一种基于GIS技术的北斗/GPS与INS组合车载导航定位系统，该组合车载导航定位系统由北斗二代-全球卫星导航系统(GPS)、惯性导航系统(INS)、地理信息系统（GIS）和数据融合与控制系统四部分构成；其中，北斗二代-全球卫星导航系统包括北斗二代/GPS接收机及其与数据融合与控制系统连接的接口电路；惯性导航系统包括光纤陀螺、加速度传感器、压力传感器、电子罗盘、整形电路及其与数据融合与控制系统连接的接口电路；数据融合与控制系统包括处理器及接口，处理器中集成有卡尔曼滤波模块；地理信息系统包括导航地图数据库以及地图匹配模块。其中，所述压力传感器由一个压阻式传感器和一个ADC器件组成。所述加速度传感器为三轴加速度传感器。本技术是对北斗二代和GPS/INS兼容的应用终端的研发，通过研发一种基于GIS技术的实时、稳定、高精度北斗二代与GP/INS组合车载导航定位系统，实现车载北斗二代和GPS导航定位终端的兼容使用并且与INS组合，用户既能接受到北斗二代信号，又能接受GPS信号，兼容使用，互相自动切换，提高了导航定位的精度和可靠性，具有良好的技术性能和市场等多方面优势。附图说明：图1是本技术车载导航定位系统的总体构成框图；图2是本技术中北斗二代/GPS与INS组合的信息处理框图；图3是本技术中地图匹配模块的地图匹配方法逻辑框图。具体实施方式：下面结合具体实施例和附图对本技术进一步说明。如图1-图3所示，本技术所述的基于GIS技术的北斗/GPS与INS组合车载导航定位系统，该组合车载导航定位系统由北斗二代-全球卫星导航系统(GPS)、惯性导航系统(INS)、地理信息系统（GIS）和数据融合与控制系统四部分构成；其中，北斗二代-全球卫星导航系统包括北斗二代/GPS接收机及其与数据融合与控制系统连接的接口电路；惯性导航系统包括光纤陀螺、加速度传感器、压力传感器、电子罗盘、整形电路及其与数据融合与控制系统连接的接口电路；数据融合与控制系统包括处理器及接口，处理器中集成有卡尔曼滤波模块；地理信息系统包括导航地图数据库以及地图匹配模块。其中，所述压力传感器由一个压阻式传感器和一个ADC器件组成。所述加速度传感器为三轴加速度传感器。北斗二代/GPS系统的定位过程为：已知卫星的位置，采用高精度的GPS/北斗模块测量得到卫星和用户之间的相对位置、时间，用导航算法解算得到用户最可信赖位置。惯性定位导航系统包括：光纤陀螺、加速度传感器、压力传感器、电子罗盘。采用压力传感器模块来获取当前位置的海拔高度。该压力传感器由一个压阻式传感器和一个ADC器件组成。它能提供了16位字长的气压和温度数据。通过对传感器高精度校准，获得10个独特的系数并存储于芯片中，因此高精度的气压和温度数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GIS技术的北斗/GPS与INS组合车载导航定位系统，其特征在于：该组合车载导航定位系统由北斗二代‑全球卫星导航系统(GPS)、惯性导航系统(INS)、地理信息系统（GIS）和数据融合与控制系统四部分构成；其中，北斗二代‑全球卫星导航系统包括北斗二代/GPS接收机及其与数据融合与控制系统连接的接口电路；惯性导航系统包括光纤陀螺、加速度传感器、压力传感器、电子罗盘、整形电路及其与数据融合与控制系统连接的接口电路；数据融合与控制系统包括处理器及接口，处理器中集成有卡尔曼滤波模块；地理信息系统包括导航地图数据库以及地图匹配模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于GIS技术的北斗/GPS与INS组合车载导航定位系统，其
特征在于：该组合车载导航定位系统由北斗二代-全球卫星导航系
统(GPS)、惯性导航系统(INS)、地理信息系统（GIS）和数据融合
与控制系统四部分构成；其中，北斗二代-全球卫星导航系统包括
北斗二代/GPS接收机及其与数据融合与控制系统连接的接口电
路；惯性导航系统包括光纤陀螺、加速度传感器、压力传感器、
电子罗盘、整形电路及其与数据融合与控制系统连接的接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜明德，叶少峰，向洈，
申请(专利权)人：东莞市领航通通信科技有限公司，东莞市北斗航盛通讯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44