GPS车辆监控系统原理

GPS车辆监控系统由三部分组成，即：车载主机、服务器和客户端。车载主机主要通过美国的全球卫星定位系统（GPS）来确定移动目标的位置，并通过移动通信网络和全球互联网将数据上传，服务器接收定位数据并存储，客户端通过全球互联网访问服务器提取地图和车辆定位信息为用户提供完善的服务。

系统的工作原理是：安装在车辆上的GPS接收机根据收到的卫星信息计算出车辆的当前位置，通信控制器从GPS接收机输出的信号中提取所需要的位置、速度和时间信息，结合车辆身份等信息形成数据包，然后通过移动运营商的GPRS网络发往监控中心。监控中心的服务器接收车载机发送的数据，并从中提取出定位信息，根据各车辆的车号和组号等，在监控中心的电子地图上显示出来。同时，控制中心的系统管理员可以查询各车辆的运行状况，根据车流量合理调度车辆。

车辆监控系统的原理决定了系统要依赖三个网络才能可靠运行：美国的全球卫星定位系统、中国移动的GPRS网络、基于不同运营商的全球互联网络。

车辆监控管理系统由车载机、监控调度中心构成，其信息传递依靠公共公众网络系统，不需要单独建立的网络系统，也节省大量维护资金。

车辆安全监控管理系统在GSM公众网络的有效范围内运行，所有车载目标在网络漫游范围内都能够得到有效的跟踪管理，GSM技术GPS导航仪的延伸将带动车辆安全监控管理系统同步发展。网络的拓展意味着实际跟踪范围的拓展。　车辆安全监控管理系统采用多层次架构，规模可大可小，从集团到家庭都可以针对不同的整体，分别进行各种不同性质的即时跟踪管理。设备简易，成本适中，使用方便。

这个系统最初是由美国陆海空三军于20世纪70年代联合研制的，它的主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要部署。GPS系统历经20余年的研究实验，耗资300亿美元，直到1994年3月全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座才正式布设完成。1994年GPS系统的应用不仅局限在军事领域内了，而是发展到汽车导航、大气观测、地理勘测、海洋救援、载人航天器防护探测等各个领域。

GPS导航仪的运行还需要一个汽车导航系统。光有GPS系统还不够，它只能够接收GPS卫星发送的数据，计算出用户的三维位置、方向以及运动速度和时间方面的信息，没有路径计算能力。用户手中的GPS接收设备要想实现路线导航功能还需要一套完善的包含硬件设备、电子地图、导航软件在内的汽车导航系统。

GPS导航仪硬件包括芯片、天线、处理器、内存、屏幕、按键、扬声器等组成部分。但就20世纪情况看来，市场中的GPS汽车导航仪在硬件上的差距并不大，内置的软件地图也已很难分出谁好设谁坏，21世纪中国有八家地图公司从事导航地图软件的测绘与开发，经过几年的不断开发完善，都已能提供相当好GPS导航仪的导航地图软件。

一部完整的GPS汽车导航仪是由芯片、天线、处理器、内存、显示屏、扬声器、按键、扩展功能插槽、地图导航软件9个主要部分组成。

判断GPS导航仪的优劣，导航仪所能接收到的GPS卫星数量和路径规划能力是关键。导航仪所能接收到的有效卫星数量越多，说明它当前的信号越强，导航工的状态也就越稳定。如果一台导航仪经常搜索不到卫星或者在导航过程中频繁地中断信号影响了正常的导航工作，那它首先质量就不过关更谈不上优劣了。

地图查询

◎可以在操作终端上搜索你要去的目的地位置。

◎可以记录你常要去的地方的位置信息，并保留下来，也和可以和别人共享这些位置信息。

◎模糊的查询你附件或某个位置附近的如加油站，宾馆、取款机等信息，

路线规划

◎GPS 导航系统会根据你设定的起始点和目的地，自动规划一条线路。

◎规划线路可以设定是否要经过某些途径点。

◎规划线路可以设定是否避开高速等功能。

自动导航

◎语音导航：

用语音提前向驾驶者提供路口转向，导航系统状况等行车信息，就像一个懂路的向导告诉你如何驾车去目的地一样。导航中最重要的一个功能，使你无需观看操作终端，通过语音提示就可以安全到达目的地。

◎画面导航：

在操作终端上，会显示地图，以及车子的位置，行车速度，目的地的距离，规划的路线提示，路口转向提示的行车信息。

◎重新规划线路：

当你没有按规划的线路行驶，或者走错路口时候，GPS 导航系统会根据你的位置，为你重新规划一条新的到达目的地的线路。

自动语音导游

当游客使用便携式的旅游导航仪接近景点时，导航系统对公园景区及陈列历史文物等内容以图文并茂的方式展现给游客，使游客在观赏景物和展品的过程中使其内涵得以延伸，更加生动。游客在充分欣赏了景区和展品的外观表象后，又获得了丰富的知识。

中国的车载导航技术经过十年的市场培育，用户目标与需求已逐步明确，以及技术的研发、市场的培育的逐步完善，车用导航装置应用市场业已启动和日臻成熟，21世纪已逐步进入道路交通行业应用的高速发展时期。中国上世纪末发射、建立并逐步健全的专为交通行业应用的北斗导航定位系统，将为车辆卫星导航定位产业的发展提供了良好的基础条件和无限广阔的空间。此外，中国的道路建设和电子地图技术，尤其是轿车市场的发展极大的推动了车载导航技术的发展。

高速发展的道路建设

中国的高速公路建设始于上世纪八十年代后期，虽然只有十数年的时间，但已获得突飞猛进的成就：1997年只有4,771公里，位居世界第三十九位，到2001年已建成19,453公里，2002年底高速公路又增加到25,200公里，已跃居世界第二的水平。还有正在加紧施工的总长3.5万公里、纵贯国境南北、横穿祖国东西的“五纵七横”12条国道主干线。各省会城市与地市级城市间以高速公 路为主的公路网已经基本形成，以中心城市向外辐射的高速道路织就了大城市圈，以及星罗棋布、密如珠网的区内公路。高速发展的中国经济和道路建设，给应用汽车导航技术注入了原始动力。

电子地图的发展状况实现车载导航与地理位置信息密切相关。地理信息系统GIS是一种综合处理和分析空间数据的技术系统，能将地理位置和相关属性信息有机地结合。交通信息通常分为静态和动态两类，前者指不随时间变化或较小变化的交通信息，如道路、停车场、交通附属设施等；后者则为实时变化的交通信息，如道路状况、交通事故、天气变化、车辆密度与流量等。地理信息系统GIS作为信息平台起整个系统的协调工作，可对上述静态、动态数据进行管理，并要求做到无缝集成。

电子地图是地理信息系统的一种可视化产品，具备地理信息的大部分功能，能以数字信号和模拟信号清楚的登陆在显示屏上，把交通路线及周围环境以视觉和听觉形式与驾驶者沟通。

汽车导航需要的是一个GPS导航产品。导航产品一般有3种：

一种是便携式导航仪，就是用吸盘吸附在挡风玻璃上，导航地图是内置的，不需要安装，直接就可以用非常简单方便。

另一种是车载DVD导航，就是通过修改汽车的电路和外观，将一个带导航功能的DVD嵌入到汽车里面，这个自己无法安装需要找机器厂家或汽车维修装饰点。

还有一种导航就是用GPS导航手机，这个也非常简单，不需要安装，一般导航手机都内置完好的导航软件，打开就可以用。

新买来的GPS导航仪，如果你在第一次使用时，在定位上花费了很长时间还是无法定位，可以按按以下方法进行操作：

⒈室内无法搜星，定位时尽量到室外进行。

⒉远离高楼大厦或上方有遮挡的地方（如高架桥下），另外某些特殊地方由于有辐射等干扰信号的原因会出现盲区也无法定位。如在某地无法定位，请移动到十几米外。

⒊在车内进行搜星时，我们应该利用支架安装在前挡风玻璃上，除第二条原因外，还应检查前挡风玻璃是否贴了金属膜。因金属膜对无线信号有屏壁作用，会导致卫星信号强度太弱无法定位。

⒋同时还要注意一点，使用时请不要将两台GPS导航仪放置过近。对于不同型号的GPS距离应超过10厘米。与其他品牌GPS请尽量保持远距离，因为GPS的信号放大电路会产生辐射对人体产生危害。

⒌在使用GPS导航仪首次搜星前，必须开机充电4小时，否则也会出现搜星慢的情况。

⒍若以上5点情况都没有，你搜索卫星花的时间还是超过了5分钟，这时你需要按“Reset”键或者复位键重启，没必要一直等待下去。

一、关于搜星

所有GPS在室内都收不到卫星或者信号非常弱，只有在室外才能收到信号，这是常识。正确搜信号的方法是：

⒈固定着搜信号，不要走动，因为走动GPS不好定位。

⒉打开机器到导航界面，点开导航界面右上角.信号标志，就可以看到接受卫星颗数图，正常3颗定位，5颗导航。GPS正常可以收到7-12颗卫星导航信号稳定，足够您用了。

⒊打开机器背面右上侧GPS接受卫星信号模块与机器成90度角 接受信号效果最好。

⒋接收信号的速度：涉及到两个概念

⑴冷启动含义：就是GPS第一次搜卫星叫冷启动，通常都慢。

不同GPS搜星速度不同，有的GPS冷启动搜到卫星时间是1分内，有的是1分外，大概是1分到2分钟，有的是2分外。

⑵热启动含义：之后在2小时内再启动就是热启动，热启动最快，

通常是1-2秒就搜到卫星。2小时-4小时是温启动

二．关于电子狗

21世纪所有GPS中电子狗功能都是 导航地图里带这个功能 ，也就是机器里带电子狗地图。《反测速雷达是国家禁售商品，也是淘宝禁售的。》关于GPS中电子狗功能如下：

⒈就是GPS地图里有十字路口的测速信息点，GPS就会语音就会提醒您。

⒉地图里没有测速度的信息点，它就不会提醒您。所以您不能单纯依靠GPS来反测速，有个好办法可以帮助您解决：您可以在GPS里自己设置速度的， 超速了GPS就会语音提醒您限速行驶。

三．关于保养

要正确操作，否则会影响GPS使用寿命。正确操作方法是：

⒈使用时要先关页面后关机器，不能不关页面就直接关机器，那是违规操作。

⒉机器使用前三次要冲10小时左右 让电池蓄电能力大大发挥出来。

⒊先发动汽车，后插点烟器电源。导航结束拔掉点烟器，下次汽车发动后再插上，这样有利于保护机器电池。

（1）、屏幕尺寸（更准确地说应该是分辨率）：常见的是4.3寸或者5寸（480*272）、3.5寸（320*240）、7寸（480*234）等等，具体以导航本身的说明书为准。

（2）、GPS端口：常见的是com1 或者com2还有com4等等，具体以导航本身的说明书为准。

（3）、GPS波特率：有4800，有9600，等等。具体以导航本身的说明书为准

（4）、卡名：有SDMMC，有Storage Card，有StorageCard，等等，具体以导航本身的说明书为准

（5）、操作系统：有wince5.0，有wince6.0，有PPC等等。具体以导航本身的说明书为准

以上参数是车载导航仪地图升级之前GPS导航仪必须记住的参数，这样才能在互联网上找到自己合适的资源。

2.汽车GPS导航仪地图下载由于地图数据比较庞大，都是几百M和1G以上，存放和转移都比较费劲，因此，在特定的网络空间里存放的同时也需要用特殊的下载工具。

3.GPS导航仪地图安装

（1）、把SD卡里原先的资料全部做好备份；（万一新图鼓捣不成功，大不了再把这些备份资料还原回去）

（2）、把新地图的主程序、地图数据等等全部在电脑里整理和修改好，该修改或者覆盖的在电脑里完成修改覆盖，把这个新地图弄得妥妥帖帖，做到只需要一个指令：点右键“发送到。。。**盘”这种便利程度方可。

（3）、格式化SD卡。

（4）、在电脑中选中新地图的文件夹，拷贝到SD卡下。

（5）、导航关机，插上SD卡，然后Reset导航一体机（即捅PP）。

（6）、试验新地图。

接下来说说GPS导航仪的灵魂导航地图。无论是卫星定位还是路径导航，GPS导航仪的一切功能都必须建立在导航地图所提供的地理信息上，地图上的地理信息越准确，生成的导航路径就越精准，GPS导航仪的导航性能也就越优异。因此，在选购GPS导航仪时，一定要选择装载了高质量电子地图的产品。

那么，衡量导航地图优劣的因素都有什么呢？一般来讲，覆盖城市数量、信息点和道路规划合理性是判断导航地图质量的主要考量因素。

首先，覆盖城市数量自然是越多越好。我国只有八家企业拥有甲级测绘资质，能够进行地图测绘工作。而这八家中，地图覆盖较全的有凯立德、道道通。道道通覆盖了2860个左右，凯立德在2010年初发布了全国首张“全覆盖”地图，全国362个地级市以及2862个区县级行政区域全部覆盖。

其次就是地图的信息点（POI）的多少，毕竟大部分使用者仅仅知道目的地的名称，并不清楚目的地所在的道路，更别提经度、纬度了。要在地图上找到自己想去的目的地，从而找到最佳的路径，这就需要大量信息点的支撑。在这方面，道道通表现得尤为突出。

最后就是道路规划的合理性，毕竟电脑不如人脑，在自己认识路的地方是人脑带着电脑走，而在陌生的地方，人脑就要依赖电脑来走了。单纯道路规划来说，城际通的道路规划是最合理的，其次就是道道通和凯立德了。在华南建议使用道道通和凯立德，出外省可参考城际通。

不同GPS导航软件在各地区的地图详细度和道路规划合理性都会有差异，所以选择GPS导航仪，一定要选择能支持一机多图，能同时用上道道通、凯立德和城际通等软件的机器，这样几个导航软件可以互补导航，更发挥GPS导航仪效能。

购买事项

首先看外观。

在购买导航仪的时候，首先是看外观，外观主要包括GPS导航仪的屏幕尺寸（英尺）和导航仪的天线处是否松动或者裂缝之类的，通常我们选择7英寸的就可以了。GPS的工作原理大家都知道，是靠卫星精准定位的，所以信号接收一定要好。

4.4800、9600足矣，并非越高越好。

几代卫星接收

这是决定GPS准确性和速度的重要元件，选择落后的芯片，就意味着你的汽车到路口的时候需要等待GPS告知你怎样走之后，你才能开车行走。如果按正常车速行走的话，你就会时不时地要返回原来的线路，修正错误。21世纪市场上第一代至第三代的芯片都在使用，经销商在销售GPS时大多数不会告诉你他的产品的芯片性能。这就像你去买手机，人家不会告诉你手机的CPU是多少一样，因为一旦告诉你手机CPU版本很低，会影响手机的使用速度时，你还会买这款手机吗？（本人使用某品牌GPS导航仪，从深圳到珠海，每到一个路口，GPS反应速度与行车速度都会相差几秒钟至十几秒钟，一路车子开的很不舒服。）

地图更新的速度

21世纪各个地方建设和发展的速度都很快，厂家如果不及时提供地图更新服务，你的GPS就没有太大的用途了。当然这一点，GPS的销售人员也不会主动告诉你的。销售人员会告诉你它的GPS里装的地图能够覆盖多少多少地方、多少多少乡镇。但是你想一想，如果地图没有更新，用不了多久你的GPS显示的地图与实际就会有很大差距了。（本人使用另一某品牌GPS导航仪从阜新市到长春市，全程多走了160公里，原因是铁朝高速已经通车10个月，两地之间仅有380公里，可是GPS导航仪仍旧指示我走沈哈高速这条老路，走老路两地之间是540公里。）

地图更新的时间

一般非正规企业生产的GPS使用的是破解的地图，不会提供更新服务。还有一些企业使用正版地图，但不提供更新服务。也有一些企业使用正版地图，但是地图更新时要另外收费的。也有一些企业为你提供很长时间的地图免费更新。要知道我们在市场上常见的GPS导航仪硬件本身的价格与正版地图软件的价格之比大约是在1：3 或1：6左右，也就是说硬件要比软件便宜。所以，选择GPS导航仪的时候，既要看硬件，又要看软件，否则的话，你买到手的GPS就是用处不大的废物一个。

选质量还是价格

车载导航仪市场混乱，大小品牌上百个，如何选择是个让人头痛的问题。21世纪销售导航仪的地点主要分为四个类型：数码电脑城、汽车用品城、专业导航仪销售网站、淘宝网站等C2C平台。一般来说，数码电脑城、汽车用品城的售价会贵一些，但是因为是实体店，售后处理起来会方便些。后两个需要注重卖家信誉，专业导航仪销售网站，如恩典电子等，价格比实体店便宜很多，但会比淘宝稍贵（通常也不过10~50元）。淘宝的价格低廉、但是质量参差不齐，返修、山寨充斥，所以选大牌正品很重要，行货全国联保。国外知名的Garmin、姚明代言的、任E行，何炅代言的e路航、征服者，等等。个人比较倾向于从网络购买，毕竟便宜很多。求个放心就去独立导航仪网站买，只求便宜就去淘宝慢慢淘。

导航仪屏幕尺寸

21世纪市场上的GPS导航仪屏幕尺寸是各有千秋，大小规格上主要是由屏幕大小来衡量，小到2.8英寸大到7英寸的产品均可供您挑选，并且我们还能买到比7英寸更大屏幕的GPS。但实际上，这是一个非常危险的误导，因为我们开车的时候，是几乎没有机会和时间去看GPS地图的，区区一秒的视线转移很有可能会造成一起交通事故的发生，就会给驾驶员造成安全隐患，危及性命。并且几乎所有的正牌地图厂商都会在开机的时候提示司机在路上看GPS地图是非常危险的，禁止在行车途中观看地图。因此，屏幕再大，只对乘客有用，而对司机来说没什么用，特定的环境决定特定的作用，行车环境中过大的屏幕只能产生负面影响，为了面子为了这个噱头肯定会多支出不少费用。

当然，随着导航仪产品的便携性越来越强，许多用户已经不单单在行车中使用，功能丰富的娱乐功能已经使得GPS渐渐从车内“走到”车外。如果咱们购买GPS不光是为了导航，还要欣赏影片、听音乐或者观看CMMB等多媒体功能的应用，那么可以考虑屏幕在4.3英寸以上的产品，但不推荐屏幕尺寸超过5英寸的产品。

根据车载GPS屏幕尺寸的大小的选择，以下提供一些建议供大家参考：

⒈开车时看GPS是非常危险的，也就是说在对于导航来说导航仪的屏幕大小并不十分重要，反倒是GPS的提示音非常重要，清晰洪亮的提示音能使您不至于在高速行车中错过出口。

⒉大屏幕的GPS安装到前挡风玻璃的时候一定要调整好安装角度，除了要考虑到安全行车当中的可视角度，还要注意到阳光反射从而造成的视觉盲区。

⒊21世纪市场上的车载GPS普遍都是采用吸盘来固定到前挡风玻璃上的，大屏幕的导航产品，体积和重量也会相应的增加，而吸盘的吸附能力是有限的，道路的颠簸以及长时间阳光直射，都会增加机体脱落的危险，如果屏幕过大，相应的负面效应也会增加。

⒋很多朋友想手机、导航合二为一，俗话说鱼与熊掌不可兼得，虽然市面上集成了导航功能的手机很多，但在实际使用中很不方便，最重要的是导航仪屏幕太小，所以一般不推荐这种配置，当然有特殊需要的朋友另当别论。

⒌不要单纯的认为屏幕越大的产品清晰度越高，屏幕越大产品做工越好。但我们可以肯定的是在相同使用功能的前提下，屏幕越大价格越贵。

GPS导航仪屏幕大体积也大，阻挡的面积也就越大，弊端不言而喻。良好的视觉范围是安全行车的根本，在本身就很有限的可视范围内，再让大屏幕来占据一席之地，未免有些得不偿失。

所有屏幕尺寸都是指屏幕对角线的尺寸，一般用英寸表示。也许大家对英寸没有概念，所以小编把它换算成了厘米。另外给大家一个参考标准，大家熟悉的iPhone4屏幕是3.5英寸。以下是市场上主流GPS导航仪屏幕尺寸；

有2维、3维两种坐标表示，当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时，它能计算出本地的3维坐标：经度、纬度、高度，若只能收到3颗卫星的信号，它只能计算出2维坐标：精度和纬度，这时它可能还会显示高度数据，但这数据是无效的。

北纬40度左右，纬度圈长为40075*sin（90-40），此地经度一度合276公里，一分合1.42公里一秒合23.69米，你可以选定某个显示方式，并把各位数字改变一对应地面移动多少米记住，这样能在经纬度和实际里程间建立个大概的对应。大部分GPSGPS导航仪都有计算两点距离的功能，可给出两个坐标间的精确距离。高度的显示会有英制和公制两种方式，进GPS的SETUP页面，设置成公制，这样在其他象速度、距离等的显示也都会成公制的了。

GPS没有指北针的功能，静止不动时它是不知道方向的。但是一旦动了起来，它就能知道自己的运动方向。GPS每隔一秒更新一次当前地点信息，每一点的坐标和上一点的坐标一比较，就可以知道前进的方向，请注意这并不是GPS头指的方向，它老人家是不知道自己的脑袋和运动路线是成多少度角的。不同GPS关于前进方向的算法是不同的，基本上是2009年若干秒的前进方向，所以除非你已经走了一段并仍然在走直线，否则前进方向是不准确的，尤其是在拐弯的时候你会看到数值在变个不停。方向的是以多少度显示的，这个度数是手表表盘朝上，12点指向北方，顺时针转的角度。有很多GPS还可以用指向罗盘和标尺的方式来显示这个角度。一般同时还显示前进平均速度，也是根据2008年一段的位移和时间计算的。

导向功能在以下条件下起作用：

一个指针箭头指向前进方向和目标方向的偏角，跟着这个箭头就能找到目标。

日出日落时间（Sunset/raisetime）

大多数GPS能够显示当地的日出、日落时间，这在计划出发/宿营时间时是有用的。这个时间是GPS根据当地经度和日期计算得到的，是指平原地区的日出、日落时间，在山区因为有山脊遮挡，日照时间根据情况要早晚各少半个小时以上。GPS的时间是从卫星信号得到的格林尼制时间，在设置（setup）菜单里可以设置本地的时间偏移，对中国来说，应设+8小时，此值只与时间的显示有关。