1、車載GPS定位技術與應用習題及資料1、什么是道路交通系統？具有什么樣的特點答：由人、車、路、環境四大要素組成的一個總體。特點：（1）系統性；（2）開放性；（3）動態性；（4）突變性；（5）非線性。2、解決交通問題，除了新建必要的道路，完善路網布局，加強對現有道路的管理，從全局和長遠來看，主要的對策是什么？答：1）大力發展高效、安全的公共交通系統。2）積極研發低污染、低能耗的新型汽車。3）積極發展新一代智能交通系統（ITS）。4）堅持土地規劃、開發與交通規劃、建設相協調，將土地利用、道路建設與環境保護統一在系統中研究、以路網容量和環境容量作為土地利用的約束條件加以分析，有機地協調三者之間的關系，

2、確保道路交通的可持續發展。3、什么是ITS?答：ITS（IntelligentTransportationSystems）即智能交通系統是在較完善的道路設施基礎上，將先進的電子技術、信息技術、傳感器技術和系統工程技術集成運用于地面交通管理所建立的一種實時、準確、高效、大范圍、全方位發揮作用的交通運輸管理系統。它是充分發揮現有交通基礎設施的潛力，提高運輸效率，保障交通安全，緩解交通擁擠的有力措施。ITS的智能化特點體現在什么方面？4、ITS的主要功能有哪些？答：（1）順暢功能：增加交通的機動性，提高運營效率；提高道路網的通行能力，提高設施效率；調控交通需求。（2）安全功能：提高交通的安全水平，降

3、低事故的可能性/避免事故；減輕事故的損害程度；防止事故后災難的擴大。（3）環境功能：減輕堵塞；低公害化，降低汽車運輸對環境的影響。5、目前國際上公認的ITS的服務領域有哪些？答：（1）先進的交通信息服務系統（ATIS）;?ATIS是建立在完善的信息網絡基礎上的，交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場上以及氣象中心的傳感器和傳輸設備，可以向交通信息中心提供各地的實時交通信息；該系統得到這些信息并通過處理后，實時向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場信息以及與出行相關的其他信息；出行者根據這些信息確定自己的出行方式、選擇路線。更進一步，當車上裝備了自

4、動定位和導航系統時，該系統可以幫助駕駛員自動選擇行駛路線。（2）先進的交通管理系統（ATMS）?這個系統有一部分與ATIS共用信息采集、處理和傳輸系統，但是ATMS主要是給交通管理者使用的，它將對道路系統中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環境進行實時的監視，根據收集到的信息，對交通進行控制，如：信號燈、發布誘導信息、道路管制、事故處理與救援等。（3）先進的公共交通系統（APTS）?這個系統的主要目的是改善公共交通的效率（包括：公共汽車、地鐵、輕軌交通、城郊鐵路和城市間的長途公共汽車），使公交系統實現安全便捷、經濟、運量大的目標。（4）先進的車輛控制系統（AVCS）,AVCS目前還處于研究試

5、驗階段，從當前的發展看，可以分為兩個層次：一是車輛輔助安全駕駛系統，該系統有以下幾個部分：車載傳感器（微波雷達、激光雷達、攝像機、其他形式的傳感器等）、車載計算機和控制執行機構等，行駛中的車輛通過車載的傳感器測定出與前車、周圍車輛以及與道路設施的距離和其他情況，車載計算機進行處理，對駕駛員提出警告，在緊急情況下，強制車輛制動。二是自動駕駛系統，裝備了這種系統的汽車也稱為智能汽車，它在行駛中可以做到自動導向，自動檢測和回避障礙物，在智能公路上，能夠在較高的速度下自動保持與前車的距離。必須指出的是，智能汽車在智能公路上使用才能發揮出全部功能，如果在普通公路上使用，它僅僅是一輛裝備了輔助安全駕駛系統

6、的汽車。(5)貨運管理系統?這里的貨運管理系統是指以高速道路網和信息管理系統為基礎，利用物流理論進行管理的智能化的物流管理系統。綜合利用衛星定位、地理信息系統、物流信息及網絡技術有效組織貨物運輸，提高貨運效率。(6)緊急救援系統(EMS)?緊急救援系統是一個特殊的系統，它的基礎是ATIS、ATMS和有關的救援機構和設施，通過ATIS和ATMS將交通監控中心與職業的救援機構聯成有機的整體，為道路使用者提供車輛故障現場緊急處置、拖車、現場救護、排除事故車輛等服務。(7)電子收費系統(ETC)?使用者在市場購買車載的電子收費裝置，經政府指定的部門加裝安全模塊后即可安裝在自己的車上，然后向高速公路公司

7、或銀行預交一筆通行費，領到一張內部裝有芯片的通行卡(即IC卡)，將其安裝在自己汽車的指定位置，這樣當汽車通過收費站的不停車收費車道時，該車道上安裝的讀取設備與車上的卡進行相互通信，自動在預交帳戶上將本次通行費扣除。6、ITS智能化的特點體現在哪些方面？答：(1)交通基礎設施智能化；(2)交通工具智能化；(3)交通系統智能化。7、標準化研究對ITS發展的有什么作用？答：標準化研究對ITS的發展有很大的促進作用，主要表現在以下幾點：(1)經濟性。不僅帶給用戶很大的經濟性(如便于維護、避免重復投資等)，對設備供應商也同樣具有經濟性(如擴大市場)。(2)互操作性。包括設備(軟、硬件)的互換性與兼容性，

8、實現信息共享性。(3)用戶設備獲取。有了全國性或全球性標準，用戶采購設備就有了很大的自由，而不用局限于某一廠商，對于一些小國或地區更是至關重要。8、國際ITS標準化組織建立的時間和名稱是什么？中國的ITS標準化正式啟動的時間和組織是什么？答：1992年由國際標準化組織(ISO)設置了TC204,即“交通信息與控制系統(TICS)技術委員會”，全面負責ITS領域的標準化工作。標志著ITS標準化組織的建立。我國科技部2000年成立全國智能交通系統專家委員會，標志著中國ITS標準化組織的正式建立。9、什么是子午衛星系統？子午衛星系統的組成有哪些？它的缺點表現在什么方面？答：子午衛星系統，即NNSS-

9、NavyNavigationSatelliteSystem(海軍導航衛星系統)，由于其衛星軌道都通過地極，故稱為子午衛星系統(Transit),它采用利用多普勒效應進行導航定位，也被稱為多普勒定位系統。系統組成包括三部分：(1)空間部分：衛星：發送導航定位信號(信號：4.9996MHzx30=149.988MHz;4.9996MHzx80=399.968MHz;星歷)衛星星座由6顆衛星構成，6軌道面，軌道高度1075km(2)地面控制部分包括：跟蹤站、計算中心、注入站、控制中心和海軍天文臺(3)用戶部分多普勒接收機它的主要缺點：衛星少，觀測時間和間隔時間長，無法實現實時定位；衛星軌道低，難以進

10、行精密定軌衛星信號頻率低，不利于補償電離層折射效應的影響10、GPS的發展簡史(1)方案論證階段?1973年12月，美國國防部批準研制GPS。?1978年2月22日，第1顆GPS試驗衛星發射成功。?從1973年到1979年，共發射了4顆試驗衛星。研制了地面接收機及建立地面跟蹤網。(2)全面研制和試驗階段?從1979年到1987年，又陸續發射了7顆試驗衛星，研制了各種用途接收機。實驗表明，GPS定位精度遠遠超過設計標準。(3)實用組網階段?1989年2月14日，第1顆GPS工作衛星發射成功。?1991年，在海灣戰爭中，GPS首次大規模用于實戰。?1993年底實用的GPS網即(21+3)GPS星座

11、已經建成，今后將根據計劃更換失效的衛星。?1995年7月17日，GPS達到FOC-完全運行能力(FullOperationalCapability)11、GPS衛星系統與之前其他導航系統相比，具有什么特點？答：(1)全球地面覆蓋。地球上任何地點均可連續同步觀測到至少4顆衛星，從而保障了全球、全天候連續三維定位。(2)功能多，精度高。GPS可為各類用戶連續地提供動態目標的三維位置、三維速度和時間信息。(3)實時定位。12、什么是SA政策？什么是AS政策？答：SA(SelectiveAvailability)即降低C/A碼定位精度的選擇可用性政策，包括對GPS衛星基準信號采用6技術即為衛星鐘加高頻

12、抖動，則所有的派生信號均引入一個快速變化的高頻抖動。對導航電文采用名技術即降低星歷精度，加入隨機變化。AS(Anti-Spoofing)即將P碼經過加密處理變成Y碼，Y碼是p碼與高度機密w碼模2求和得到的碼，當實施AS技術時，非特許用戶不但不能使用P碼作實時定位，而且不能進行P碼和C/A碼碼位測量的聯合求解，甚至進行P碼數據平滑。13、GPS、GLONASS、GALILEO之間有什么不同，各自有什么特點？ppt第二章23-3114、GPS的組成主要有哪些，各組成部分的主要設備有哪些？各個部分的作用是什么？ppt第二章(2)2-2115、GPS的常用時間系統有哪些？它們之間有什么聯系？ppt第二

13、章(2)25-2716、常用的GPS坐標系統有哪些？ppt第二章(2)29-3817、L1載頻上的信號結構和L2載頻上的信號結構是什么樣的？P40-41答：L1載頻上有數據流和兩種PRN碼分別以同向和正交方式進行調制，信號結構為：SL!i(t)=ApiPi(t)cos(wL1t+$1i)+AciCi(t)Di(t)sin(wL1t+*1i)在L2載頻上，只有P碼進行BPSK調制，其信號結構為：SL2i(t)=BpiPi(t)Di(t)cos(wL2t+%)式中：i為衛星的編號；Api,Aci分別為P碼和C/A碼信號的振幅；Pi(t),Ci(t)分別為P碼和C/A碼；Di(t)為數據流；Wli,

14、Wl2為載波L1和L2的角頻率；£,%i為信號的起始相位。18、產生C/A碼和P碼的m序列具有什么特征？p4142答:1、均衡性2、游程分布；3移位相加特性；4、自相關函數。19、GPS衛星發送的兩種偽隨機測距碼是什么？是如何產生的？ppt第二章(3)915ppt第二章（3）162520、GPS導航電文包括哪些信息？導航電文的基本結構?21、GPS接收機的基本功能結構圖1-2；制頓前湍模塊:v通通相X都存保器.一敬據ru端用2TGI唱接收川的基本構成22、GPS距離觀測量的兩種觀測方式：（1）測量GPS衛星發射的測距碼信號（C/A或P碼）到達用戶接收機的時間；（2）測量接收機接收到的

15、具有多普勒頻移的載波信號與接收機產生的參考信號之間的相位差。23、什么是單點定位？有什么優缺點？ppt第二章（4）6-1324、什么是差分定位？有哪些類型？ppt第二章（4）455725誤差計算中常用的精度因子有哪些？ppt第二章（4）22-2326、GPS定位的誤差來源有哪些？ppt第二章（4）61-8027電子地圖數據與導航應用功能之間的關系28、在車輛導航系統中，與數字地圖相關的功能有哪些？地圖顯示、地址匹配、地圖匹配、路徑規劃，路徑引導?地圖顯示是車輛導航系統的重要組成部分，它構成了人機接口的基礎，地圖顯示的成功與否直接影響到用戶對產品的印象。為了展示地圖的道路信息，地圖顯示需要依賴數

16、字地圖中的道路位置、寬度、級別等屬性以及道路附近的各種設施。?地址匹配又稱為地理編碼，即通過給定的經緯度坐標確定地圖上街道的地址，或者相反的過程。?地圖匹配是利用數字地圖的路網信息修正車輛定位模塊的位置輸出，位置修正的前提是車輛在道路上行駛。當定位傳感器輸出的車輛位置與數字地圖的道路存在偏差時，地圖匹配算法尋找當前最可能的行駛道路并計算在該道路上的位置。地圖的拓撲連接必須是完整正確的，以反映真實道路的情況。?路線規劃和路線引導更是與數字地圖密切相關，它的幾乎所有數據來源都是數字地圖中的道路信息，如路網的空間分布、幾何坐標、拓撲連接、道路平均時速、轉向限制等等。29、路網的基本要素是什么？如何將

17、實際道路網絡能夠轉化成節點一路段模型和路段-鏈模型？實際道路網絡及對應的節點一路段模型實際道路路段一鏈的道路網絡模型30、車輛導航系統的數字地圖和通用數字地圖側重點有什么不同？首先，地圖要素種類不同。道路是車輛導航系統中數字地圖數據庫需要著重處理的對象，系統不僅僅需要知道每條道路的地理坐標，還需要知道每條道路之間的拓撲關系，尤其是道路交叉口的交通限制情況。因此設計導航數字地圖數據庫時，要把道路的各種情況表達清楚，同時要有一個高效的訪問道路信息的機制，以便可以高效率的進行諸如路線規劃，路線引導等功能。路網是一個龐大的系統，包含大量方方面面的信息，對于車輛導航系統來說，應該根據功能需要選擇合適的信

18、息進行表達和存儲。數字道路地圖是導航數字地圖數據庫的重點和基礎，是數字地圖的核心內容。其次，數據層次劃分不同?？紤]到車輛導航系統的功能要求，以及我國數字地圖生產的現狀與特點，地圖數據層次劃分應該強調道路的分層，同時要求能夠方便擴展，便于地圖的升級維護。31、地圖數據的數字化過程？數據準備>（數字化儀狀態設置）->地圖分塊->圖紙定向->地圖分層->數字化->圖像檢查與編輯效字化存血I32、傳統地圖和數字地圖的不同（分層組織）最初傳統的數字地圖，沒有分層組織組織，一幅圖包含有各類不同的信息，如邊界、城市、村鎮、河流、注記、道路等，在進行某一專題或地理分析時，只

19、注重對某一單項同類對象進行顯示和分析，而其他內容不作為分析對象，從直觀上給人雜亂的感覺。計算機處理也不方便。目前的GIS軟件都采用分層結構組織地圖數據。一般地，矢量數字地圖的分層結構采用按圖層組織的方法，即把同一類或幾類地理要素的信息放在同一個圖層，每一個圖層存儲為一個或一組獨立的文件，如圖3.9所示，在這組文件中進行疊加顯示操作。33、單圖集分層結構的特點，優缺點？ppt第三章（1）3840頁34、數字道路地圖的多圖集分層結構的內容和存儲。PPt第三章（1）41-4335、地圖數據庫按照功能用途可以分為哪幾種數據庫類型？各有什么作用？分析數據庫：記錄道路數據，主要用于路徑搜索；查詢數據庫：P

20、OI信息，主要用于信息查詢；顯示數據庫：多邊形、區域、點的圖形信息，主要用于地圖顯示。36、建立網格單元基本思想是什么？根據地圖數據的X和Y方向的最大、最小值，將存儲層所覆蓋的區域分割成等大的區域單元，區域單元的大小視局部放大的程度而定，一般局部放得越大，區域單元分得越小，相反則大一些。以區域單元為單位，用相關區域”法記錄地圖要素與區域單元間的對應關系，即對每一地圖要素，求出要素所覆蓋的相關區域單元。這就必須要判斷點、線、面要素是否全部或有部分落在該格網單元內。在這些相關的區域單元中記錄該地圖要素數據所在數據文件中的存儲地址。37、什么是數字道路地圖的空間索引？建立空間索引的目的是什么？目前代

21、表性的有哪些？空間索引就是指依據空間對象的位置和形狀或空間對象間的某種空間關系，按一定的順序排列的一種數據結構?？臻g索引是介于空間操作算法和空間對象之間的一種輔助性措施，其主要目的是對空間數據進行篩選和過濾，從而在進行空間操作時，大量與空間操作無關的空間對象被預先排除，提高空間數據訪問的效率,縮短計算時間。目前的空間索引研究成果比較代表性的有K-D-B樹、四叉樹、R-樹及其改進型、網格索引等。38、航位推算（DR）的基本原理是什么？產生定位誤差積累的原因主要是什么？減少誤差的方法有哪些?ppt第四章（1）4-639、常用的GPS/DR組合方案有哪些？各有什么優缺點？ppt第四章（1）71040

22、、什么是地圖匹配？基本思想，地圖匹配應用的兩個基本前題是什么？地圖匹配的算法處理過程？ppt第四章（2）4-6頁地圖匹配（MMMapMatching）是一種純軟件技術的定位修正方法，利用數字化地圖信息融合傳感器定位數據以產生最佳位置估計的技術就是地圖匹配其基本思想是：將車輛定位軌跡與數字地圖中的路網信息聯系起來，通過計算車輛行駛軌跡與數字地圖中道路的相似性，來確定車輛最可能的行駛路段以及車輛在該路段最大可能的位置。另一方面，還可以利用高精度的數字道路地圖來修正定位系統的誤差，從而使系統性能得到改善。應用基于以下假設：用于匹配的數字化地圖包含高精度的道路位置坐標；（誤差15m）被定位車輛正在道路

23、上行駛。地圖匹配算法處理過程?一個完整的地圖匹配算法包括三個主要的處理過程：-即確定誤差區域-選取匹配路段-計算修正結果?誤差區域指：可能包含車輛真實位置的區域范圍，應根據傳感器定位結果和誤差情況來確定。誤差區域內的道路被稱為候選路段。地圖匹配算法認為其中包含了車輛的真實位置，?匹配路段的選取是從候選路段中挑選最有可能的車輛行使路段的過程，挑選的原則依據具體的算法設計而不同，通常的標準是數字地圖中的道路形狀與車輛軌跡的相似程度。?確定匹配路段后，計算車輛在該路段中最可能的位置，并用結果修正原有的定位輸出。Ppt第四章（2）81241、常用的地圖匹配方法有哪些？了解其計算的基本思路。42、地圖匹

24、配中怎樣確定誤差區域？Ppt第四章（2）131743、影響地圖匹配正確性的因素有哪些？Ppt第四章（2）1844、什么是匹配度？候選路段的匹配度應該具有的特點是什么？ppt第四章(2)19匹配度：衡量候選路段是車輛真實行駛路段的可能性大小的程度量。候選路段的匹配度的定義，應該具有以下特點：(1)車輛行駛的真實路段的匹配度大于所有其它候選路段的匹配度；(2)車輛行駛的真實路段的匹配度大于閥值QT。45、要有效的進行地圖匹配，匹配度Q(k)需要滿足的標準？1) Q(k)是遞推計算的，應該收斂在有限數值，并且盡量少地受到測量噪聲的影響。2)真實道路的Q(k)很容易的與其它道路區分開。46、基于匹配度

25、加權遞推的地圖匹配算法的設計？ppt第四章(2)25-26?考慮到車輛當前行駛的道路在數字地圖上并不存在、或者車輛駛出道路的情況，算法中包括兩種工作模式：捕獲”模式和跟蹤”模式。- 捕獲模式是指正在尋找真實道路。- 跟蹤模式則是跟蹤由捕獲模式下尋找到的真實路段。跟蹤模式包括兩個狀態：車輛在道路上和車輛在節點處。- 用md表示算法當前的工作模式，md=0表示捕獲模式and=1表示跟蹤模式，用s表示當前車輛狀態，s=0表示車輛在道路上，s=l表示車輛在節點處，并設當前位置的候選路段有M個，則地圖匹配算法完整的描述如下：I)初始化候選路段的匹配度：=2)更新所有候選路段的匹配度：。伏卜+發欽-匕i=

26、3)如果max0(上)>0廠令0:心)"皿犬。,的，md=t匹配到路段J,更新車輛位置，執行4,否則，=0,車輛位置不更新，執行234)計算車輛到后繼節點的距離d,如果憶則-0,更新路段)的Qj團，執行5%否則，$人更新路段,及其后繼路段的£的，執行6)05)如果>0匹配到路段J,更新車輛位置，機行4)；否則，車輛位置不更新，執行1):6)如果max0：令以伏)=皿氏,版=】，匹配到路段),更新車輛位置，執行4),否則執行1),47、根據移動通信的特點與實現方式，在車輛定位系統中應用的移動通信可以歸納為哪些？p129-133常規通信、集群通信、蜂窩通信、無線數據

27、廣播、專業數據通信、衛星通信等。48、車輛定位系統的多址接入方式有哪幾種？各自的特點？p144(1)固定分配多址方式。特點：在此方式下，用戶所占用的資源是固定的，即使某用戶不進行數據傳輸，其它用戶也不能石灰巖為其分配的資源。主要有FDMA、TDMA與CDMA三種。(2)按需分配多址方式。特點：適用于占有時間不固定的動態數據傳輸用戶，當用戶需要服務時，由系統內的控制中心分配空閑的信道，服務完成后信道仍可供其它用戶使用。該方式需要控制中心進行多用戶通信的管理，并占用獨立的信道進行動態分配信息的傳送。(3)隨機分配多址方式。特點：該方式下，多個用戶的數據傳輸是隨機的，不同用戶同時進行數據傳輸時將會引

28、起碰撞。對數據碰撞采取不同的處理手段對應不同的隨機多址方式。49、從實現導航功能的角度看，目前智能車輛導航系統的分類？自主式（分布式）車輛導航系統，其定位和路徑規劃等功能全部在車載設備實現中心決定式導航系統，它的某些功能需要借助通信網絡才能實現。50、路徑規劃解決的是什么問題？解決的是：在給定的數字道路地圖中尋找從出發地到目的地的最優路線。針對實際應用，可以采用不同的優化標準，如最短行車距離、最少旅行時間、最低通行收費等。51、圖論中許多比較成熟的最短路算法在車輛導航系統中通常不能直接使用的兩個方面原因？在實際應用中的數字道路數據庫往往規模龐大，而負責路線規劃的導航計算機系統受車載環境和成本限

29、制，處理能力和數據存儲資源都十分有限，難以承擔苛刻的計算量要求。在圖論中，只要兩個頂點之間存在連通的路徑，則認為從其中某一頂點經過該路徑可到達另一頂點，而在實際交通行為中，不可避免的存在著交叉口延遲。如果選擇行駛時間作為優化標準，就使得表示路網的帶權有向圖不僅弧帶權，節點也帶權，而且交通管制信息如交叉口轉向限制等也普遍存在，這些使得常規的最短路算法難以滿足路線規劃的要求。52、什么是最短路徑？經典的最短路徑算法過程？ppt第六章5-11最短路徑：就是指在帶權有向圖中，尋找從指定起點到終點的一條具有最小權值總和的路徑。經典的最短路算法1、迪杰斯特拉（Dijkstra）算法：由荷蘭數學家E.W.D

30、ijkstra于1959年提出的一個適用于非負權值網絡的單源最短路算法，是目前求解最短路問題的理論上最完備、應用最廣的經典算法，它可以給出從某指定節點到圖中所有其他節點的最短路。迪杰斯特拉（Dijkstra）算法主要思想是：按照路徑長度逐點增長的方法構造一棵路徑樹，從而得到從該樹的根節點（即指定起點）到其它所有節點的最短路。按路徑長度遞增次序產生最短路徑算法：把V分成兩組：（1） S:已求出最短路徑的頂點的集合（2） V-S=T:尚未確定最短路徑的頂點集合將T中頂點按最短路徑遞增的次序加入到S中，保證：（1）從源點V0到S中各頂點的最短路徑長度都不大于從V0到T中任何頂點的最短路徑長度（2）每

31、個頂點對應一個距離值S中頂點：從V0到此頂點的最短路徑長度T中頂點：從V0到此頂點的只包括S中頂點作中間頂點的最短路徑長度求最短路徑步驟1）初始時令S=V0,T=其余頂點,T中頂點對應的距離值1. 若存在V0,Vi,為V0,Vi弧上的權值2. 若不存在V0,Vi,為工2）從T中選取一個其距離值為最小的頂點W,加入S3）對T中頂點的距離值進行修改：若加進W作中間頂點，從V0到Vi的距離值比不加W的路徑要短,則修改此距離值4）重復上述步驟，直到S中包含所有頂點，即S=V為止終點從V0到各終點的最短路徑及其長度V113cV0,V1>13<V0,V1>V28cV0,V2>V3o

32、C13<V0,V2,V3>13<V0,V2,V3>V430CV0,V4>30<V0,V4>30<V0,V4>19<V0,V2,V3,V4>V5orc22<V0,V1,V5>22<V0,V1,V5>21<V0,V2,V3,V4,V5>V632:V0V6>32<V0,V6>20<V0,V1,V6>20<V0,V1,V6>20<V0,V1,V6>VjV2:8:V0,V2>V1:13<V0,V1>V3:13<V0,V2,V3

33、>V4:19<V0,V2,V3,V4>V6:20<V0,V1,V6>?2、弗洛伊德（Floyd）算法?算法思想：逐個頂點試探法?求最短路徑步驟-初始時設置一個n階方陣，令其對角線元素為0,若存在弧<Vi,Vj>,則對應元素為權值;否則為二路徑中增加中間頂點，若加入中間點后路徑變短,則修改之；否則，維持原值產0411初始：602路徑J3oc0J0411一、加入A:602路徑370JL046加入B:602路徑L370u-046加入C:502路徑:370,算法結束ABACBABCCAABACBABCCACABABABCBABCCACABABABCBCABCC

34、ACAB53、什么是啟發式搜索？基于啟發式搜索的最短路徑算法主要有哪些？啟發式搜索是基于知識的搜索策略，即通過選定一種估價函數，在搜索過程中的每一步，尋找估價函數數值最高的節點作為下一個搜索節點?；趩l式搜索的最短路算法有Costed算法、分支界定法、限制搜索區域法、A*算法等，54、A*算法的基本思想該算法在選擇下一個被檢查的節點時，對當前節點距離終點的長度作為估計，評價其處于最優路線上的可能性量度，這樣就可以首先搜索可能性較大的節點，從而提高搜索過程的效率。A*算法的估價函數可表示為：f'(v)=g(v)+h'(v)其中g(v)是從起點到當前頂點，的實際費用的量度，h&#

35、39;(碗從當前頂點，到終點的最小費用的估計，如果h'(v)=0,即沒有利用任何啟發式信息，這時的A*算法就變成了普通的Dijkstra算法。h'(嗅體形式的選擇取決于路線優化標準，在選擇h'(v)t要滿足一個要求，就是不能過高估計當前頂點的最小費用，這被稱為可納性條件，只要啟發式函數滿足可納性條件，且原問題存在最優解，則A*算法一定能夠計算出最優路徑。A*算法的程序編寫原理如圖有如下的狀態空間：(起始位置是A,目標位置是P,字母后的數字表示節點的估價值)搜索過程中設置兩個表：OPEN和CLOSED。OPEN表保存了所有已生成而未考察的節點，CLOSED表中記錄已訪問過

36、的節點。算法中有一步是根據估價函數重排OPEN表。這樣循環中的每一步只考慮OPEN表中狀態最好的節點。具體搜索過程如下：1)初始狀態：OPEN=A5;CLOSED=;2)估算A5,取得搜有子節點，并放入OPEN表中；OPEN=B4,C4,D6;CLOSED=A53)估算B4,取得搜有子節點，并放入OPEN表中；OPEN=C4,E5,F5,D6;CLOSED=B4,A54)估算C4;取得搜有子節點，并放入OPEN表中；OPEN=H3,G4,E5,F5,D6;CLOSED=C4,B4,A55)估算H3,取得搜有子節點，并放入OPEN表中；OPEN=O2,P3,G4,E5,F5,D6;CLOSED=

37、H3,C4,B4,A56)估算O2,取得搜有子節點，并放入OPEN表中；OPEN=P3,G4,E5,F5,D6;CLOSED=O2,H3,C4,B4,A57)估算P3,已得到解；55、基于分層地圖的搜索算法?基于分層地圖的路線規劃算法對道路網絡的分層規則要求具備以下特點和假設：(1)針對不同的優化標準，層次可以按照道路等級或者預計的行車速度進行劃分；(2)層次細節由高到低逐漸增多，高層次是低層次的子集；（3）每個層次的道路網絡是連通的，對于低層次這是肯定的，在高層次中大部分情況下也是連通的，如果不連通，可以通過將低層次中的某些路段提取到高層次中，使之構成連通的網絡。56、最優路線規劃分層搜索算

38、法描述給定起點s和終點t,i1、j1分別是包含s、t的最高層次，記為Si1,Tj1，假設將道路網絡劃分成N個層次1,2,，N,則最優路線規劃分層搜索算法可以描述為：1）如果i1=j1=N，則s、t都位于最高層網絡，直接在N層道路網中計算最短路，結果即最優路線Si1=SN->Tj1=TN;2）否則，如果i1<j1,必有i1<N,找到距離Si最近的上一層的節點Si2,如果i2<j1,繼續尋找距離Si2更上一層的節點，直到尋找到節點Sj1,。3）如果j1=N,那么分別在第1,2,.,N-1層計算最短路Si1->Si2->SN-1->SN,在N層計算最短路SN

39、->Tj1=TN,依次連接最短路，即得最優路徑；如果j1<N,且Sj1和Tj1處于第j1層的同一區域，那么分別在第1,2,，j1層計算最短路Si1->Si2->，,Sj1-1->Sj1,Sj1->Tj1,依次連接最短路，即得最優路徑；4）如果j1<N但Sj1和Tj1不在同一區域，那么繼續尋找距離Sj1更上一層的節點，尋找距離Tj1最近的上一層的節點，直到尋找到節點Sip,Tjq滿足ip=jq=k,且Sk和Tk處于同一區域內，或者k=N為止；5）然后分別在不同層次的道路網絡中計算最短路Si1->Si2,Sk-1->Sk,Sk->Tk,T

40、k->Tk-1,Tj2->Tj1,將以上最短路徑依次連接起來，就構成了從起點S到終點T的最優路j徑。對于j1<i1的情況，也按照以上方法進行，這時必須首先向較高層次上溯終點to57、自主式導航系統的系統結構人機接口地圖顯示地圖檢索A°路徑規劃AV弋路徑引導F地圖匹配電子地圖數據DR傳感器數據解析圖6-6車載定位導航系統的系統結構58、導航系統的功能解析導航系統功能我在哪里？工L用戶的問題引用的技術-1*電子地圖數據*gps/dr言號解析1*地圖匹配實時地顯示當前位置佳路徑如何到達目的地?附近有無加油站場？/停車路徑規劃L*GIS空間分析i>V*拓撲分析路徑引導

41、*gps/dr言號解析*地圖匹配*檢索道路網絡信息附近設施查詢*檢索服務點信息上圖6-7導航系統的功能解析從出發地到目的地的最59、典型的自主式車輛導航系統應具備哪些功能？(1)系統能在90%A上的行程時間里確定車輛的實時位置，與實際位置的偏差應小于20m;(2)時能夠將車輛的實時位置轉化為地圖坐標，并與道路網相匹配，以提供車輛在路網中最可能的行駛路段以及車輛在路段中的具體位置；(3)系統能向駕駛員提供以地圖為背景的圖形化實時車輛位置顯示：(4)系統能接受行駛目的地請求，按照合適的規劃標準給出當前位置或者指定位置到達目的地的最佳行駛路線；(5)系統能根據已經規劃好的行車路線產生實時的引導指令，

42、并以文字、圖像或語音提示(或者三者混合)的方式提供給駕駛員；(6)系統能確定車輛當前是否偏離了預定行車路線，并及時作出處理。(7)能夠通過多種方式如分類查詢、拼音模糊查詢等，檢索指定目的地或者興趣點的位置，也能快速查詢指定位置附近的各種興趣點信息。60、導航系統設計考慮的幾個原則：1 .可靠性原則：系統要充分適應車載環境的惡劣性，系統必須穩定可靠。2 .易用性原則：為加強產品的市場需要，系統的操作過程必須盡可能簡單方便，硬件接口和軟件操作簡潔明了，用戶界面直觀友好。3 .經濟性原則：在保證完成實現目標的前提下，盡可能優化方案設計，精簡系統的功能部件，降低單位產品的制造成本。4 .靈活性原則：系

43、統硬件具有可擴展性，系統軟件要能夠方便地升級，在預期的產品生命周期內能夠適應市場需求和運行環境的變化。61、硬件結構和軟件結構圖6.8車輛導航系統硬件體系結構62、自主式車輛導航的軟件體現結構圖6-9自主式車輛導航系統軟件體系結構63.在軟件體系中采用分層結構使得應用軟件具有硬件無關性的兩層含義：一、系統中所有的硬件設備都由操作系統接管，應用程序不直接對硬件進行訪問。二、所有涉及硬件的操作都通過調用標準的API函數來完成。這種無關性極大的增強了應用程序的可移植性，為系統的軟、硬件開發、升級和改進帶來了方便。64、操作系統是構建整個軟件體系的基礎，選擇操作系統的要求：1、為滿足系統功能的要求，操

44、作系統應提供良好的圖形顯示支持和強大的多任務管理能力；2、為適應嵌入式硬件系統，操作系統應體積小，可以按用戶的要求來增減功能。這樣才能最大程度地去除不需要的冗余，節省存儲空間，同時也要方便用戶自己的功能擴展。3、從應用軟件開發的角度考慮，應選擇開發平臺功能強、共享軟件資源豐富、支持多種嵌入式硬件的操作系統；4、從適應惡劣的車載環境考慮，操作系統必須能夠脫離硬盤，直接從ROM/FLASH中啟動，對內存開銷、存儲容量等硬件資源的需求應盡可能低。5、從用戶使用的方便程度考慮，要求操作系統支持即時關機，另外也要考慮操作系統的成本。65、GPS+DR+MM組合定位系統DR數據GP§數據擴展卡爾

45、曼魂波器位置估計方向估計誤差估計一=>地圖匹配匹配位置輸出一工-數字地圖數據肆GPS+DR+MM組合定位子系統首先在每個采樣時刻k=nT由擴展Kalman濾波器處理DR傳感器和GPS的量測數據并給出車輛位置估計、行車方向估計以及定位誤差估計；然后將濾波器輸出的這些最優估計輸入到地圖匹配模塊，由地圖匹配算法計算出當前時刻的匹配位置坐標，即為車輛當前的位置輸出。圖611GPS十DR+MM組合定位系統框圖66、路徑引導的任務？路線導航子系統與其它模塊的相互關系路線引導則是指揮駕駛員沿著路線規劃模塊計算的最佳路線行駛的過程，它包括兩個任務：一是產生行駛引導指令，二是跟蹤車輛在規劃路線上的行駛情況

46、。路線導航子系統與其它模塊的相互關系如圖6.12所示。6.12路線導航子系統與其它模塊的相互作用67、當車輛偏離預定的路線，該如何處理？處理方法：一旦系統確定車輛不再行駛在給定的路線上，系統必須先對駕駛員給出提示，同時在屏幕上只是預定目的地的相對方位，以方面駕駛員能返回原來的路徑，當一段時間后車輛仍然沒有回到預定路線，則重新規劃一條由當前車輛位置通往目的地的最佳行車路線。68、中心決定式車輛導航系統具有的特點:ppt第六章55頁(1)(2)(3)(4)(5)利用信息點指令處理機制來實現終端的多種功能。終端不需要存有地圖數據，節省了大量的存儲資源和運算資源。路徑規劃在中心進行。能夠提供信息采集、

47、信息服務等多種增值服務功能。具備成為車輛導航器、車輛黑匣子的硬件平臺的能力。69、中心決定式車輛導航系統的總體結構H'Lf5超MSC：移動交換中心口、s：苴轉系底SGKM:此杵七拈出蟲VLK:博間位置物7/粕DHC巴油曲苑址配置仍投BTS:鳥居枚安怡"4GSK網箋支件節也川片;盤北叱外仔器國&宿中心決定式車輛導航強線結構框圖70、控制中心的組成和任務是什么？控制中心主要由網絡服務器、數據庫、顯示終端組成。IP完成功能：指令下載、信息點數據管理、實時監視、路徑導航等功能。用戶發出導航請求后，中心在對請求信息進行確認后，根據導航請求內容，產生導航路標序列，將導航指令信息進行數據處理后，以報的行使通過通信網下達給車載導航終端；中心還可以對終端進行實時監控，并在中心地圖上顯示運行軌跡。71、車載終端由哪些模塊組成？GPS模塊、GPRS模塊等組成，且包含一個獨特的指令?車載導航終端主要由嵌入式處理器模塊和系統，根據信息點指令來執行相應操作。72、信息點具有哪些形式？什么是位置型信息點，它的指令信息包括哪些內容？?信息點