《汽车车身电控技术》课件22 巡航和导航系统.ppt

1、今日早知道今日早知道 一、汽车巡航控制系统的发展过程一、汽车巡航控制系统的发展过程 二二、汽车巡航控制系统的功能、汽车巡航控制系统的功能 三三、汽车巡航控制系统的组成与工作原理、汽车巡航控制系统的组成与工作原理 四四、巡航系统的主要、巡航系统的主要部部件件 五五、汽车巡航系统的使用、汽车巡航系统的使用注意事项注意事项3一、汽车巡航控制系统的发展过程一、汽车巡航控制系统的发展过程 汽车巡航控制系统是可以控制汽车以一定速度恒汽车巡航控制系统是可以控制汽车以一定速度恒速行驶的装置速行驶的装置，又称为恒速控制系统、速度控制又称为恒速控制系统、速度控制系统、巡系统、巡航航系统等。系统等。名称来自飞机巡航

2、名称来自飞机巡航 汽车巡航控制已有汽车巡航控制已有30多年的发展历史，经历了机多年的发展历史，经历了机械控制、分立电子元件控制、模拟计算机控制和械控制、分立电子元件控制、模拟计算机控制和数字计算机控制四个阶段。数字计算机控制四个阶段。新型汽车均采用数字计算机控制的巡航系统。新型汽车均采用数字计算机控制的巡航系统。4汽车汽车巡航控制的优点巡航控制的优点(1)减轻驾驶员的劳动强度，提高行驶安全性减轻驾驶员的劳动强度，提高行驶安全性(2)行驶速度稳定行驶速度稳定，提高乘坐舒适性提高乘坐舒适性(3)节省燃料消耗节省燃料消耗，提高燃油经济性和排放性能提高燃油经济性和排放性能5二、二、巡航控制系统的功能巡

3、航控制系统的功能 1、巡航车速设定功能、巡航车速设定功能 2、取消巡航功能、取消巡航功能 3、恢复巡航功能、恢复巡航功能 4、减速设置功能、减速设置功能 5、加速设置功能、加速设置功能 6、低速自动取消巡航功能、低速自动取消巡航功能61、车速设定功能、车速设定功能 当在高速公路上行驶，路面质量好，没有人流，当在高速公路上行驶，路面质量好，没有人流，分道行车，无逆向车流，适宜较长时间的稳定行分道行车，无逆向车流，适宜较长时间的稳定行驶时，可按下驶时，可按下“巡航设定巡航设定”开关，设定一个稳定开关，设定一个稳定行驶的车速，使驾驶员不用再踩油门和换挡，汽行驶的车速，使驾驶员不用再踩油门和换挡，汽车

4、可一直以某个稳定车速匀速行驶。车可一直以某个稳定车速匀速行驶。72、取消巡航功能、取消巡航功能 当驾驶员根据运行情况需要踩下制动踏板时，则当驾驶员根据运行情况需要踩下制动踏板时，则上述车速设定功能立即取消，驾驶员要用常规方上述车速设定功能立即取消，驾驶员要用常规方法操作驾驶，直到再按另外的功能开关为止。法操作驾驶，直到再按另外的功能开关为止。但其行驶速度大于但其行驶速度大于40km/h时所设定的车速值存储时所设定的车速值存储在系统中，供随时通过开关调用。在系统中，供随时通过开关调用。驻车制动开关、变速器空挡开关、离合器开关等：临时取驻车制动开关、变速器空挡开关、离合器开关等：临时取消消 CAN

5、CEL彻底取消巡航彻底取消巡航83、恢复巡航功能、恢复巡航功能 当驾驶员处理好情况后，按下当驾驶员处理好情况后，按下“恢复恢复”开关时，开关时，汽车就自动恢复到刚才设定的巡航速度巡航行驶。汽车就自动恢复到刚才设定的巡航速度巡航行驶。若不按若不按“恢复恢复”开关，也可在驾驶员认为最有利开关，也可在驾驶员认为最有利车速时按车速时按“设定设定”开关，重新设定巡航速度。开关，重新设定巡航速度。94、减速设置功能、减速设置功能 当按下当按下“减速减速”开关时，汽车在原设定车速基础开关时，汽车在原设定车速基础上减速行驶，开关一直按下不放，车速一直减低。上减速行驶，开关一直按下不放，车速一直减低。当一放松当

6、一放松“减速减速”开关时，汽车就自动以放松开关时，汽车就自动以放松“减速减速”开关瞬间的车速巡航匀速行驶。开关瞬间的车速巡航匀速行驶。105、加速设置功能、加速设置功能当按下当按下“加速加速”开关时，汽车在原设定车速基础上开关时，汽车在原设定车速基础上加速行驶，开关一直按下不放，车速一直增加。加速行驶，开关一直按下不放，车速一直增加。当一放松当一放松“加速加速”开关时，汽车就自动以放松开关时，汽车就自动以放松“加加速速”开关瞬间的车速巡航匀速行驶。开关瞬间的车速巡航匀速行驶。116、低速自动取消巡航功能、低速自动取消巡航功能 当车速低于已输入的低速极限时（一般为当车速低于已输入的低速极限时（一

7、般为40km/40km/h h），巡航控制不起作用，也不能存储低于这一速），巡航控制不起作用，也不能存储低于这一速度的信息。度的信息。12三、三、巡航系统的组成与工作原理巡航系统的组成与工作原理巡航系统的基本组成巡航系统的基本组成 操作与控制开关操作与控制开关：巡航开关、制动开关、驻车制：巡航开关、制动开关、驻车制动开关、点火开关、离合器开关、空挡开关动开关、点火开关、离合器开关、空挡开关 CCS控制单元控制单元 执行机构执行机构：电动机、电磁离合器：电动机、电磁离合器 传感器传感器：车速传感器、电位计、节气门位置传感：车速传感器、电位计、节气门位置传感器等器等13巡航控制巡航控制系统系统的的

8、组成组成与工作原理与工作原理 巡航控制是一个典型的闭环控制系统。巡航控制是一个典型的闭环控制系统。输入输入CCS ECU 的信号有两类：的信号有两类：一是驾驶员根据行驶条件一是驾驶员根据行驶条件,通过巡航开关设定的巡航车通过巡航开关设定的巡航车速（目标车速）信号；速（目标车速）信号；二是车速传感器输入的实际车速信号。二是车速传感器输入的实际车速信号。14思考？思考？闭环控制：从输出量变化取出控制信号作为比较闭环控制：从输出量变化取出控制信号作为比较量反馈给输入端控制输入量，一般这个取出量和量反馈给输入端控制输入量，一般这个取出量和输入量相位相反，所以叫负反馈控制。自动控制输入量相位相反，所以叫

9、负反馈控制。自动控制通常是闭环控制，如自动座椅、自动空调等。通常是闭环控制，如自动座椅、自动空调等。开环控制：不将控制的结果反馈回来影响当前控开环控制：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统制的系统。开环闭环的区别：有无反馈；对当前工作有无影开环闭环的区别：有无反馈；对当前工作有无影响。响。开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动，闭环开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动，闭环控制一定会持续一定的时间。控制一定会持续一定的时间。15工作原理工作原理 当巡航车速指令信号和实际车速信号输入巡航电当巡航车速指令信号和实际车速信号输入巡航电控单元后控单元后，CCS ECU 经过比较运算便可得到两个经过比

10、较运算便可得到两个信号之差（称之为误差信号）。信号之差（称之为误差信号）。误差信号过大时，误差信号过大时，CCS ECU将控制指令发送给执将控制指令发送给执行机构行机构，执行机构就可驱动节气门执行机构就可驱动节气门，调节节气门调节节气门开度的大小开度的大小，将实际车速迅速调节到驾驶员设定将实际车速迅速调节到驾驶员设定的目标车速的目标车速，从而实现恒速控制从而实现恒速控制，即实现巡航控即实现巡航控制。制。1617实际车速永远趋于目标车速实际车速永远趋于目标车速目标目标车速车速实际实际车速车速手段：控制节气门手段：控制节气门18四、四、巡航系统的巡航系统的主要部件主要部件 巡航控制开关巡航控制开关

11、：巡航开关、制动开关、驻车制动：巡航开关、制动开关、驻车制动开关、点火开关、离合器开关、空挡开关开关、点火开关、离合器开关、空挡开关 CCS控制单元控制单元 执行机构执行机构：电动机、电磁离合器：电动机、电磁离合器 传感器传感器：车速传感器、电位计、节气门位置传感：车速传感器、电位计、节气门位置传感器器191、巡航控制开关、巡航控制开关 巡航控制开关包括：巡航开关、制动灯开关、驻车巡航控制开关包括：巡航开关、制动灯开关、驻车制动开关、点火开关、离合器开关制动开关、点火开关、离合器开关(手动变速器手动变速器)或或空挡起动开关空挡起动开关(自动变速器自动变速器)。巡航开关将巡航恒速、加速、减速、恢

12、复原速，以巡航开关将巡航恒速、加速、减速、恢复原速，以及取消巡航等指令信号输入及取消巡航等指令信号输入CCS ECU。CCS ECU再结合其它传感器信息再结合其它传感器信息,实现巡航定速控实现巡航定速控制。制。20（1）巡航开关）巡航开关巡航开关包括以下四个功能开关：巡航开关包括以下四个功能开关：“MAIN”(主开关主开关)、“SET/COAST”(设置设置/减速减速)、“RES/ACC”(恢复恢复/加速加速)“CANCEL”(取消取消)在开关上标注有完成相应功能时开关手柄的操纵在开关上标注有完成相应功能时开关手柄的操纵方向。方向。2122“MAIN”（主开关）（主开关）主开关为按钮式开关，是

13、巡航控制系统的总开关。主开关为按钮式开关，是巡航控制系统的总开关。当点火开关处于点火档时，按进巡航主开关，主当点火开关处于点火档时，按进巡航主开关，主开关触点接通，巡航系统处于待命状态，可进行开关触点接通，巡航系统处于待命状态，可进行恒速控制。与此同时，组合仪表盘上的巡航指示恒速控制。与此同时，组合仪表盘上的巡航指示灯点亮。灯点亮。再按一下巡航主开关，按钮弹起、指示灯熄灭，再按一下巡航主开关，按钮弹起、指示灯熄灭，巡航控制系统处于关闭状态，不能进行恒速控制。巡航控制系统处于关闭状态，不能进行恒速控制。如果主开关接通时如果主开关接通时，巡航指示灯不亮巡航指示灯不亮，则说明巡则说明巡航控制系统有故

14、障。航控制系统有故障。23“SET/COAST”(设定设定/减速减速)“SET/COAST”为巡航速度设定开关。为巡航速度设定开关。当操纵手柄向下拨动并保持于向下位置时当操纵手柄向下拨动并保持于向下位置时,巡航速度巡航速度设定开关即可接通。设定开关即可接通。每操纵每操纵“SET/COAST”开关开关(约约0.6s)一次，则存储车一次，则存储车速相应下降约速相应下降约1.6KM/h，行驶车速与存储车速之差，行驶车速与存储车速之差超过超过5KM/h时，行驶车速被存储并保持恒速行驶。时，行驶车速被存储并保持恒速行驶。一直按下一直按下“SET/COAST”开关，车速一直下降开关，车速一直下降，直直到松

15、开。松开瞬间车速为新设置车速。到松开。松开瞬间车速为新设置车速。2425“RSE/ACC”(恢复恢复/加速加速)在汽车以设定巡航速度行驶过程中在汽车以设定巡航速度行驶过程中，如果驾驶员如果驾驶员踩下制动踏板或将自动变速器换档手柄拨到前进踩下制动踏板或将自动变速器换档手柄拨到前进挡挡“D”以外的位置时会导致车速降低，汽车恢复以外的位置时会导致车速降低，汽车恢复正常行驶，车速会逐渐下降。正常行驶，车速会逐渐下降。如驾驶员想要恢复到原来设定的巡航车速时如驾驶员想要恢复到原来设定的巡航车速时，按按下下“恢复恢复/加速加速”开关开关，汽车即可迅速加速并恢复汽车即可迅速加速并恢复到原设定的巡航车速行驶。但

16、是到原设定的巡航车速行驶。但是，如果行驶车速如果行驶车速已经低于已经低于40km/h，则巡航车速不能恢复。则巡航车速不能恢复。每操纵每操纵“RSE/ACC”开关开关(约约0.6s)一次，则存储车一次，则存储车速相应增加约速相应增加约1.6KM/h，行驶车速与存储车速之，行驶车速与存储车速之差超过差超过5KM/h时，行驶车速被存储并保持恒速行时，行驶车速被存储并保持恒速行驶。驶。2627“CANCEL”（取消）（取消）即取消巡航开关。即取消巡航开关。按下按下“CANCEL”开关开关,则则“取消取消”巡航行驶。巡航行驶。汽车按驾驶员控制情况，恢复正常行驶。汽车按驾驶员控制情况，恢复正常行驶。282

17、9（2）制动灯开关）制动灯开关 制动灯开关信号为解除巡航控制信号之一。在驾制动灯开关信号为解除巡航控制信号之一。在驾驶员踩下制动踏板接通制动灯电路使制动灯点亮驶员踩下制动踏板接通制动灯电路使制动灯点亮的同时的同时，CCS ECU解除巡航控制解除巡航控制，汽车自动降速。汽车自动降速。当驾驶员踩下制动踏板时当驾驶员踩下制动踏板时，常开触点闭合接通制常开触点闭合接通制动灯电路；常闭触点切断电磁离合器线圈电路动灯电路；常闭触点切断电磁离合器线圈电路，电磁离合器分离并切断电动机的动力传递路线电磁离合器分离并切断电动机的动力传递路线，从而使巡航控制系统迅速退出巡航控制状态。从而使巡航控制系统迅速退出巡航控

18、制状态。30制动开关双联动：制动则不巡航制动开关双联动：制动则不巡航31（3）驻车制动开关）驻车制动开关 驻车制动开关信号也是解除巡航控制信号之一。驻车制动开关信号也是解除巡航控制信号之一。当拉紧驻车制动器时当拉紧驻车制动器时，驻车制动开关触点闭合驻车制动开关触点闭合，在接通制动警告灯电路的同时在接通制动警告灯电路的同时，CCS ECU解除巡解除巡航行驶状态。航行驶状态。32（4）空挡起动开关）空挡起动开关 汽车行驶中：接通汽车行驶中：接通“空挡空挡N”位置时位置时，说明驾驶员说明驾驶员想要减速或停车，想要减速或停车，CCS ECU解除巡航控制。解除巡航控制。停车时：换档操纵手柄置于停车时：换

19、档操纵手柄置于“N挡挡”，空挡起动空挡起动开关将向发动机电控单元输入一个电信号，允许开关将向发动机电控单元输入一个电信号，允许发动机启动。发动机启动。33（5）离合器开关）离合器开关 离合器开关接通信号也是解除巡航控制信号之一。离合器开关接通信号也是解除巡航控制信号之一。342、电控单元（、电控单元（CCS ECU）CCS ECU可使用扩展的发动机控制单元，可使用扩展的发动机控制单元，也可单独设置巡航电脑也可单独设置巡航电脑，与发动机控制单元和自与发动机控制单元和自动变速动变速器器控制单元联网工作。控制单元联网工作。35CCS ECUCCS ECU及其巡航系统363、巡航控制系统的执行机构、巡

20、航控制系统的执行机构 目的：根据巡航电控单元的控制指令目的：根据巡航电控单元的控制指令，调，调节发动节发动机节气门的开度机节气门的开度，使汽车车速稳定在某一速度范使汽车车速稳定在某一速度范围之内。（加速、减速、恒速）围之内。（加速、减速、恒速）巡航系统执行机构有气动式和电动式，新型车辆巡航系统执行机构有气动式和电动式，新型车辆均为电动式。均为电动式。电动巡航系统的执行机构：电动巡航系统的执行机构：驱动电动机驱动电动机、安全电安全电磁离合器磁离合器、减速机构和电位计减速机构和电位计。3738说明说明 新型轿车采用电子节气门新型轿车采用电子节气门 需要油门踏板位置传感器、需要油门踏板位置传感器、E

21、CU、节气门控制电、节气门控制电动机、减速机构。动机、减速机构。无钢索、无电磁离合器。无钢索、无电磁离合器。39电磁离合器电磁离合器 电磁离合器安装在驱动电动机与控制臂之间。电磁离合器安装在驱动电动机与控制臂之间。在巡航行驶过程中在巡航行驶过程中，当驾当驾驶驶员踩下制动踏板或实员踩下制动踏板或实际车速超过设定巡航车速一定值际车速超过设定巡航车速一定值(一般为一般为15km/h15km/h左左右右)或车速传感器发生故障时或车速传感器发生故障时，CCS ECUCCS ECU将发出控将发出控制指令首先使离合器分离制指令首先使离合器分离，防止发生事故防止发生事故，故又故又称为安全电磁离合器。称为安全电

22、磁离合器。说明说明：电磁离合器线圈电路：电磁离合器线圈电路静态静态为接通状态为接通状态，使使离合器初始状态为接合状态离合器初始状态为接合状态，以提，以提高巡航执行机高巡航执行机构的响应速度构的响应速度，防止防止车车速突然变化而发生游车速突然变化而发生游车(发发动机转速忽高忽低动机转速忽高忽低)现象。现象。40典型车辆典型车辆巡航系统巡航系统41五、五、巡航控制系统操作注意事项巡航控制系统操作注意事项 1.不使用巡航控制功能时，巡航控制主开关置于不使用巡航控制功能时，巡航控制主开关置于OFF位置。位置。2.加速加速/恢复操作会根据巡航控制系统的状态而变化。当恢复操作会根据巡航控制系统的状态而变化

23、。当巡航处于工作状态时，执行加速功能；当巡航控制系统不巡航处于工作状态时，执行加速功能；当巡航控制系统不工作时，执行恢复功能。工作时，执行恢复功能。3.当巡航控制系统处于工作状态时，若主指示灯闪烁，则当巡航控制系统处于工作状态时，若主指示灯闪烁，则将巡航控制主开关置于将巡航控制主开关置于OFF位置，以重置巡航控制系统。位置，以重置巡航控制系统。当巡航系统重置后，如果巡航控制主开关不能置于当巡航系统重置后，如果巡航控制主开关不能置于ON位位置，或者巡航控制系统在巡航控制主开关置于置，或者巡航控制系统在巡航控制主开关置于ON位置后位置后立即取消，则系统可能有故障。立即取消，则系统可能有故障。42

24、4.以下路况，不能使用巡航控制功能以下路况，不能使用巡航控制功能:交通拥挤、下交通拥挤、下行陡坡、急转弯道路、冰雪路面、打滑路面。行陡坡、急转弯道路、冰雪路面、打滑路面。5.限速控制：速度设定范围下限为限速控制：速度设定范围下限为40Km/h、上限、上限为为200Km/h。高于上限速度时，不能进行巡航控制。高于上限速度时，不能进行巡航控制设置，也不能用加速设置，也不能用加速/恢复开关来使车速突破速度上恢复开关来使车速突破速度上限。低于下限速度时，也不能进行巡航控制功能设限。低于下限速度时，也不能进行巡航控制功能设置。置。如果是在巡航控制运行情况下，车速下降到如果是在巡航控制运行情况下，车速下降

25、到40KM/h，巡航控制将自动取消，但存储车速保持不变。，巡航控制将自动取消，但存储车速保持不变。43一、汽车导航系统的类型一、汽车导航系统的类型 1.汽车开环和闭环导航系统汽车开环和闭环导航系统 2.无引导功能的导航系统无引导功能的导航系统 3.内部信息导航系统内部信息导航系统 4.无线电导航系统无线电导航系统451.汽车开环和闭环导航系统汽车开环和闭环导航系统 汽车开环导航系统是从控制中心或电台、卫星传汽车开环导航系统是从控制中心或电台、卫星传感器等得到方位、方向等信息感器等得到方位、方向等信息，根据这些信息和根据这些信息和电子地图可以定出起点到终点最短行驶距离电子地图可以定出起点到终点最

26、短行驶距离,但汽但汽车的信息不能返回控制中心。如果某路上出现塞车的信息不能返回控制中心。如果某路上出现塞车、交通事故车、交通事故，桥梁出现断裂等天灾人祸时桥梁出现断裂等天灾人祸时，车车主是不会知道的主是不会知道的，而汽车出现故障、被盗等问题而汽车出现故障、被盗等问题时也无法和控制中心联系。时也无法和控制中心联系。46 汽车闭环导汽车闭环导航航行驶系统不但有开环系统所有导行驶系统不但有开环系统所有导航航功能，而且可以把行车的实时信息不断向控制中功能，而且可以把行车的实时信息不断向控制中心反馈。控制中心根据掌握的交通及气候等综合心反馈。控制中心根据掌握的交通及气候等综合信息及时通知汽车应如何行驶信

27、息及时通知汽车应如何行驶,以便在最短时间以便在最短时间到达目的地。在汽车出现大故障无法返回或遇到到达目的地。在汽车出现大故障无法返回或遇到危险危险时，驾驶员也可以向控制中心报告时，驾驶员也可以向控制中心报告,即可以即可以告诉中心出现的问题告诉中心出现的问题,又可随时报告自己的方位又可随时报告自己的方位,以便营救。以便营救。472.无引导功能的导航系统无引导功能的导航系统 该系统只是简单的电子地图。驾驶员可以从车上该系统只是简单的电子地图。驾驶员可以从车上 CD-ROM CD-ROM 存储器中调出本国城镇的方存储器中调出本国城镇的方 位、主干道、位、主干道、高速公路、桥梁等交通信息高速公路、桥梁

28、等交通信息，也可以方便找到要也可以方便找到要到达的目的地到达的目的地，以及要行驶路线的各种所需信息以及要行驶路线的各种所需信息，帮助驾驶员选择行车路线帮助驾驶员选择行车路线，但无引导功能。但无引导功能。483.内部信息导航系统内部信息导航系统 利用电子陀螺利用电子陀螺仪仪或地磁传感器或地磁传感器(测出汽车行驶的方测出汽车行驶的方向向)、距离传感器等作为信息输入的汽车导航系、距离传感器等作为信息输入的汽车导航系统。统。494.无线电导航系统无线电导航系统 该系统又分该系统又分GPS导航系统和固定电台导航系统。导航系统和固定电台导航系统。GPS 汽车导航行驶系统有一个较灵敏的汽车导航行驶系统有一个

29、较灵敏的GPS信息信息接收装置接收装置,可接收到卫星发射的导航信息可接收到卫星发射的导航信息,经过计经过计算处理后算处理后,可以得到汽车行驶的方位、速度、到可以得到汽车行驶的方位、速度、到达目的地的直线距离和已经行驶的里程。如果和达目的地的直线距离和已经行驶的里程。如果和电子地图结合起来导航功能电子地图结合起来导航功能就就更加完善。更加完善。50二、内部信息导航系统二、内部信息导航系统 内部信息导航系统主要由内部信息导航系统主要由计算机计算机、距离传感器、距离传感器、方向传感器、显示屏等组成。根据构成所用传感方向传感器、显示屏等组成。根据构成所用传感器不同器不同,内部信息导航系统分为地磁导航系

30、统和内部信息导航系统分为地磁导航系统和惯性导航系统。惯性导航系统。任何汽车导航装置基本的功能就是把汽车的实时任何汽车导航装置基本的功能就是把汽车的实时位置实时告诉给驾驶员。距离传感器主要检测距位置实时告诉给驾驶员。距离传感器主要检测距目的地的距离目的地的距离,方向传感器主要检测汽车要行驶的方向传感器主要检测汽车要行驶的方向方向,这两个传感器的信号通过电脑的数据处理这两个传感器的信号通过电脑的数据处理后显示在显示屏上。后显示在显示屏上。51三、无线电导航系统三、无线电导航系统 无线电导向行驶系统因为是靠外部的无线电信息无线电导向行驶系统因为是靠外部的无线电信息进行导航的进行导航的,所以又叫外部信

31、息导向行驶系统。所以又叫外部信息导向行驶系统。现在绝大多数导航系统都是现在绝大多数导航系统都是GPS卫星导航系统。卫星导航系统。GPS是是Global Positioning System 的字头缩写的字头缩写,为全球定位系统。为全球定位系统。它是美国军方耗时它是美国军方耗时20年年(19731993年年)、花费、花费1000亿美元于亿美元于1993年建成的。年建成的。该系统由距地面该系统由距地面21000km、在六个轨道面上均匀、在六个轨道面上均匀布置的布置的24颗地球同步卫星组成颗地球同步卫星组成(其中有三颗备用其中有三颗备用)。52说明：说明：目前用于导航的卫星系统主要有：目前用于导航的

32、卫星系统主要有：美国的美国的GPS系系统、俄罗斯统、俄罗斯GLONASS（格鲁纳斯）系统、欧洲（格鲁纳斯）系统、欧洲“伽利略伽利略”系统、中国的北斗星导航系统系统、中国的北斗星导航系统（正在（正在组建中，组建中，2008年起部分使用）。年起部分使用）。531、GPS系统的组成及工作原理系统的组成及工作原理 GPS主要是由主要是由空间部分空间部分(导航卫星导航卫星)、地面站、地面站(监控监控部分部分)、用户设备、用户设备(GPS 接收装置接收装置)组成。地面监控组成。地面监控部分包括四个监控站、一个主站和注入站部分包括四个监控站、一个主站和注入站，全部全部位于美国境内位于美国境内，监控部分的主要

33、任务是监测每颗监控部分的主要任务是监测每颗卫星的运行情况卫星的运行情况，并通过注入站及时修正卫星的并通过注入站及时修正卫星的有关参数，以保证整个有关参数，以保证整个GPS系统能正常运行。系统能正常运行。54基本原理基本原理 从若干地面跟踪站上不断对卫星进行观测。跟踪从若干地面跟踪站上不断对卫星进行观测。跟踪站的坐标是已知的站的坐标是已知的,通过观测即可求出卫星的运通过观测即可求出卫星的运动轨迹（卫星轨道）。因而在任何一个瞬间动轨迹（卫星轨道）。因而在任何一个瞬间,卫星卫星在空间的精确位置是己知的。将无线电信号发射在空间的精确位置是己知的。将无线电信号发射机装到这些卫星上，于是这些卫星便成了己知

34、其机装到这些卫星上，于是这些卫星便成了己知其坐标的空间无线电发射台坐标的空间无线电发射台,用户只需用专用无线用户只需用专用无线电信号接收机测定到这些卫星的距离后即可求出电信号接收机测定到这些卫星的距离后即可求出自己的位置。自己的位置。55 用户部分主要是用户部分主要是GPS 接收机接收机，它接收卫星发射的它接收卫星发射的信号信号(导航电文导航电文)，根据导航电文提供卫星位置和根据导航电文提供卫星位置和误误差改正信息差改正信息来来计算用户的位置。用户接收机按计算用户的位置。用户接收机按使用环境可分为低动态用户接收机和高动态接收使用环境可分为低动态用户接收机和高动态接收机机，按所要求的精度可分为按

35、所要求的精度可分为 C/A 接收机和双频精接收机和双频精码码(P码码)接收机。接收机。56 导航卫星采用无源工作方式导航卫星采用无源工作方式，凡是有凡是有GPS接收设接收设备的用户都可以使用备的用户都可以使用GPS系统。系统。确定物体位置可通过测量电波从卫星至接收装置确定物体位置可通过测量电波从卫星至接收装置的传播时间来进行计算。理论上当接收装置接收的传播时间来进行计算。理论上当接收装置接收到到3 颗卫星的信号时颗卫星的信号时，就可以测出接收装置在地就可以测出接收装置在地球上的位置坐标球上的位置坐标(经度、纬度和高度经度、纬度和高度)。但考虑到。但考虑到实际空间中存在许多误差因素实际空间中存在

36、许多误差因素,所以通过第四颗所以通过第四颗卫星来作卫星来作“双重检验双重检验”,以清除这些因素的影响。以清除这些因素的影响。572 2、GPSGPS汽车导航工作原理汽车导航工作原理 汽车汽车GPS导航系统组成：安装在汽车上的导航系统组成：安装在汽车上的GPS接收接收机和计算机控制中心。机和计算机控制中心。两部分通过定位卫星进行联系，计算机控制中心两部分通过定位卫星进行联系，计算机控制中心是由机动车管理部门授权和组建的是由机动车管理部门授权和组建的,它负责随时它负责随时观察辖区内指定监控的汽车的动态和交通情况。观察辖区内指定监控的汽车的动态和交通情况。58 GPS卫星发送的导航定位信号卫星发送的

37、导航定位信号，是一种可供无数是一种可供无数用户共享的信息资源。当用户共享的信息资源。当 GPS 工作卫星星座建成工作卫星星座建成后后，陆地、海洋和空间的广大用户陆地、海洋和空间的广大用户,都可以在任都可以在任何时候用何时候用GPS信号进行导航定位测量。为此信号进行导航定位测量。为此,需要需要一种能够接收一种能够接收GPS信号的卫星接收设备信号的卫星接收设备,这种设备这种设备称之为称之为 GPS信号接收机。接收机接收卫星信号后信号接收机。接收机接收卫星信号后,经过经过ECU计算出车辆所在准确位置计算出车辆所在准确位置,并在显示器上并在显示器上显示出来。显示出来。59静态定位静态定位 所谓所谓“静

38、态定位静态定位”，就是接收机在接受，就是接收机在接受GPS卫星卫星信号的过程中位置固定保持不变信号的过程中位置固定保持不变。这样接收机就这样接收机就可以高精度地测量可以高精度地测量GPS信号的传播时间信号的传播时间，联同联同GPS卫星在轨道的已知位置卫星在轨道的已知位置，从而算得接收机的三维从而算得接收机的三维坐标，并准确的显示出来接收机的位置。坐标，并准确的显示出来接收机的位置。静态定位的特点是多余观测量大、可靠性强、定静态定位的特点是多余观测量大、可靠性强、定位精度高。位精度高。60动态定位。动态定位。所谓所谓“动态定位动态定位”，就是接收机在接收就是接收机在接收GPS卫星卫星信信号号的过

39、程中是运动着的。的过程中是运动着的。接收机所位于的运动物体叫做载体接收机所位于的运动物体叫做载体，按照载体的运按照载体的运行速度的快慢行速度的快慢，又将动态定位分成秒速为几米几又将动态定位分成秒速为几米几十米的低动态；秒速为一百米几百米的中等动态十米的低动态；秒速为一百米几百米的中等动态和秒速为几公里的高动态等三种形式。接收机实时和秒速为几公里的高动态等三种形式。接收机实时地测量运动载体的状态参数地测量运动载体的状态参数，并以图形状态显示出并以图形状态显示出来。来。动态定位的特点是逐点测定运动载体的状态参数动态定位的特点是逐点测定运动载体的状态参数，多余观测量少，精度较低。多余观测量少，精度较

40、低。613、GPS接收机接收机 按照按照 GPS信号的不同用途信号的不同用途 GPS信号接收机可分成信号接收机可分成三大类三大类:导航型、测地型和守时型。导航型、测地型和守时型。按照按照 GPS 信号的应用场合不同信号的应用场合不同,可以分为：袖珍可以分为：袖珍式、背负式、车载式、船用式、机载式、弹载式式、背负式、车载式、船用式、机载式、弹载式和星载式等七种类型。和星载式等七种类型。62四、四、GPS 公安报警指挥系统公安报警指挥系统 GPS公安报警指挥系统是由指挥控制中心、受监公安报警指挥系统是由指挥控制中心、受监控的移动目标、受监控的固定目标、连接三者的控的移动目标、受监控的固定目标、连接

41、三者的通信网络四大部分组成。通信网络四大部分组成。本系统既可构成以一个地、市为中心的定位报警本系统既可构成以一个地、市为中心的定位报警指挥局域网指挥局域网,也可组成多个地、市中心联网覆盖也可组成多个地、市中心联网覆盖大范围定位报警指挥网络。大范围定位报警指挥网络。63主要功能主要功能(1)定位功能定位功能(2)报警功能报警功能(3)综合指挥控制功能综合指挥控制功能(4)动态指挥功能动态指挥功能(5)高层统一协调指挥功能高层统一协调指挥功能 64系统的服务对象系统的服务对象 公安、武警、消防、军队。公安、武警、消防、军队。国宾车队、高档车辆。国宾车队、高档车辆。重要物资运输车、银行运钞车、邮政车

42、、医疗急救中心、重要物资运输车、银行运钞车、邮政车、医疗急救中心、出租车辆调度中心。出租车辆调度中心。油田勘探指挥、机场、港口监理等需要对移动目标进行油田勘探指挥、机场、港口监理等需要对移动目标进行指挥调度、监控管理的单位及银行、储蓄所、信用社。指挥调度、监控管理的单位及银行、储蓄所、信用社。博物馆、金库、重要物资仓库、军火库。博物馆、金库、重要物资仓库、军火库。机要档案部门。机要档案部门。商店、娱乐场所、住宅等需要防火防盗的固定目标。商店、娱乐场所、住宅等需要防火防盗的固定目标。65GPS接收机的选用接收机的选用 按用途选用按用途选用 按精度选用按精度选用 按按GPS号信号机的应用场合选用号信号机的应用场合选用 按载体的运动速度的快慢选用按载体的运动速度的快慢选用 按按GPS定位参数定位参数的的多少选用。多少选用。66作业作业 1、巡航控制系统有何优点？、巡航控制系统有何优点？2、巡航系统有哪些开关？各有何作用？、巡航系统有哪些开关？各有何作用？3、巡航系统有何控制功能？、巡航系统有何控制功能？4、汽车导航有哪几种类型？、汽车导航有哪几种类型？5、简述无线电导航系统的组成与工作原理。、简述无线电导航系统的组成与工作原理。6、目前世界上导航系统有哪几种？、目前世界上导航系统有哪几种？67THANK YOU