[发明专利]车辆组合导航在山洞内的地图匹配系统及其误差修正方法

说明书

本发明公开了一种车辆组合导航在山洞内的地图匹配系统及其误差修正方法，包括：山洞地图数据库，以及地图匹配单元。地图匹配单元包括数据接收单元、数据解算单元、数据匹配单元、数据融合单元、数据输出单元、数据存储单元、数据显示单元；地图数据库包括第1总表以及若干个的子表。数据接收单元接收组合导航的数据，数据解算单元进行解算，数据匹配单元完成组合导航与地图数据库的匹配、对组合导航输出的位置信息进行误差修正，最后数据融合单元对数据进行融合后进行输出、存储和显示。从而解决车载导航在山洞和隧道里失去GPS信号的情况下，位置信息精度差的问题。采用两层嵌套结构的匹配算法具有实时性好、精度高、成本低等优点。

技术领域

本发明属于车载导航领域，具体涉及一种车辆组合导航在山洞内的地图匹配系统及其误差修正方法。

背景技术

在人类文明的发展历程种，导航系统的研究和发展已有相当长的历史，古时候人们通过观测天象判断位置方向，后来发明了指南针，我国关于指南针的传说可以追溯到炎黄时期。随着科技的进步，人们对位置信息的需求越来越大；20世纪70年代，美国的全球定位系统(GPS)和前苏联的GLONAAS的建立，标志着导航定位技术逐步走向成熟。

随着科技的进步出现了许多新的车辆导航技术比如组合导航。组合导航主要是将GPS和惯性导航相结合的导航技术，由惯性导航（INS）提供多种导航参数，全姿态位置参数，由GPS提供经纬度等信息；INS/GPS组合导航系统能有效利用INS短时的精度保持特性，以及GPS长时的精度保持特性，其输出信息特性均优于INS和GPS作为单一系统的导航特性。然而不论是哪种定位技术都有其无法克服的局限性，当车辆进入隧道、山洞等遮挡严重的环境下，GPS收不到卫星信号，就失去了作用，在一定距离内可以使用惯导提供经纬度信息进行导航；但随着车辆行驶距离增加，惯导提供的经纬度误差也逐渐增加，这种情况下就需要一种技术对车辆导航系统进行误差修正以获得车辆准确的位置信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆组合导航在山洞内的地图匹配系统及其误差修正方法，车载导航在山洞和隧道里失去GPS信号的情况下，位置信息精度差、更新不及时的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种车辆组合导航的地图匹配系统，包括地图匹配单元和地图数据库，地图匹配单元包括数据接收单元、数据解算单元、数据匹配单元、数据融合单元、数据输出单元、数据存储单元和数据显示单元；。

数据接收单元、数据解算单元和数据匹配单元依次串联，数据融合单元分别与数据解算单元、数据匹配单元、数据输出单元、数据存储单元和数据显示单元连接，数据匹配单元匹配地图数据库信息，地图数据库预存山洞内车辆行驶道路的经纬度标准值。

地图数据库包括第1总表以及若干个的子表，第1总表存储所有山洞的进出口位置经纬度，一个子表对应存储一个山洞内行驶路线的经纬度。

一种基于车辆组合导航的地图匹配系统的误差修正方法，方法步骤如下：

步骤1、数据接收单元接收来自组合导航器件的导航数据，根据与组合导航器件的握手协议进行数据解密接收，排除错误数据包，数据接收单元一边接收数据一边将数据传输到数据解算单元，其中接收的导航数据包括时间、经度、纬度、速度、卫星数、航向；

步骤2、数据解算单元将组合导航器件传输过来的数据进行解码，重新编码，即将二进制转换为十进制；解算出时间、经度、纬度、速度、卫星数、航向数据；

步骤3、判断卫星数是否小于等于设定的阈值0，即判断车辆是否进入山洞，当车辆进入山洞/隧道后，组合导航的GPS接收机收不到卫星信号，卫星数不超过0激活数据匹配单元，将经纬度传入数据匹配单元中进行地图匹配，转入步骤4；如果卫星数大于阈值0，将数据传入数据融合单元，转入步骤5；

步骤4、当进入数据匹配单元后，卫星数从0到大于0的过程，为车辆在同一个山洞内行驶，当卫星数大于0时，即车辆驶出了山洞；