卫星定位与导航技术在消费娱乐中的应用

娱乐、人/动物跟踪、车辆跟踪、车载导航系统及通信应用为消费应用。与专业性应用相比，消费应用由于消费群体广泛，发展潜力更大。在登山、野外探险、越野滑雪、汽车拉力赛、自驾旅游、穿越沙漠及原始森林等活动中，带有卫星导航系统的终端已成为户外娱乐的首选装备。此外，将卫星导航模块与多媒体娱乐单元结合形成的娱乐平台可以提供基于位置的多种游戏方式。卫星导航技术在人/动物跟踪方面的应用方便了老人、孩子以及其他需要被保护的特殊群体的监护；可以实时地得到被监护动物的运动轨迹、习性等信息。结合了卫星导航功能的通信设备可以提供用户需要的所有导航定位服务，如信息与导航服务、紧急帮助、跟踪服务、网络相关服务等，这将是通信业的一次飞跃。

6.5.1 北斗导航系统在户外运动中的应用

中国北斗户外运动信息系统为“驴友”提供管理、服务、紧急救援、报平安、加强团队互助、风险提示、电子围栏预警以及户外活动成果分享的平台通道。一端连接“驴友”，另一端连接企业、协会、政府及民间救援机构，中间连接户外运动的家人和好友等人员。相关机构以及“驴友”的家人和好友通过Internet或移动网与平台连接。通过平台架起“驴友”与救援、友人之间的信息交互和分享桥梁。这是一个架构在由卫星通信、互联网、移动网三网一体的中国北斗户外运动信息服务平台，这个平台的核心是基于 2D\3D 电子地图与卫星遥感影像融合的地理信息系统，显示和追踪拥有北斗户外终端的户外运动者开机状态下所处位置以及紧急救援时的实时位置；记录、显示并允许特定注册用户访问户外运动者的通信记录，轨迹路线回放；建立户外运动者与其家人和好友之间的短报文通信；能够提供户外活动者与生命支持有关的生理体征信息、自然环境地理信息服务、导航服务、安全预警及风险提示服务。北斗户外运营服务体系的建立，将促进户外监管、信息服务以及救援信息转发等服务，有利于户外安全次序的有序发展，符合户外爱好者的实际需要。目前在户外应用领域里还没有一套完善的户外运动服务系统及产品存在，中国北斗户外运动信息系统的建立将吸引更多的户外厂家及北斗产品应用开发厂家的加入参与信息系统及产品的开发、使用。北斗户外运动信息系统采用开放的平台架构，有利于户外行业北斗应用的标准建立，提升服务理念，促进北斗产业在户外应用发展，因此北斗户外运动信息系统将有很好的发展。

6.5.2 汽车导航系统

1. 汽车导航系统原理

汽车导航系统中，GPS信号接收器接收卫星发送的信号，卫星信号计算出面接收机当前位置。面接收机同时收到4颗以上卫星信号，就能利用卫星精确位置及发送信号时刻，计算当前点位置。通过汽车导航系统车轮传感器、磁传感器和偏航传感器等三种传感器获取数据，确定汽车速度和位置。车轮传感器记录车轮速度，产生脉冲信号用于定时计算行驶距离和方向变化。磁传感器励磁绕组感应出电压脉冲，测量出沿途磁场水平分量大小并与起始点磁场比较，为车载电脑提供补偿数据。电子图存储容量能够存储汽车运行区域所有数据，车载电脑与存储道路网络数据不断比较判断，更正定位误差，确定最佳行驶路径。目前先进汽车导航系统多用单片机结构和嵌入式操作系统，软件代码存储于ROM中，代码简洁，运行可靠，启动及关闭迅速，具有几乎完整PC组件和输入输出端口，适应汽车恶劣工作环境，高温或低温以及剧烈振动环境下工作可靠性高。(www.xing528.com)

2 汽车导航仪的核心功能

（1）地图查询硬件是基础，软件是灵魂，GPS导航仪的“灵魂”包括两个方面——软件引擎和地图数据，这两者是导航仪能否把你带到目的地的关键所在。电子导航地图是GPS导航仪赖以工作的另一个重要组件，电子导航地图的正确与否就直接决定了车主能否更快捷、更轻松地到达目的地。在当前的市场上，不论是国产还是完全进口，车载 GPS 产品内置的地图无非都是国内仅有的几个图商的资源，量也是参差不齐。一般来说，正规品牌的GPS导航仪都会提供一年的免费更新，或者按次数计算，支持 2次左右的免费更新服务。而在此之后更新地图就需要缴纳一定费用，一般来说GPS图商的地图更新维持在半年一次的水平，也有一些厂商每三个月更新一次数据，更新一次的费用在两百元左右。

（2）路线规划作为导航产品，消费者最关心的当属它的收星能力，即信号接收能力。目前市场上销售的车载GPS大多数都会采用SiRFStarIII第三代芯片，这类芯片的优势是在有遮挡和天气情况恶劣的情况下可以捕捉和跟踪信号、减轻高楼林立带来的信号干扰。此外，芯片的好坏还直接关系到路径计算的速度和准确度。去同一个目的地，芯片的不同可能会出现不同的路线，而我们需要的是最佳路线。购买大品牌的产品不仅本身质量有保证，同时也可以享受一定年限的免费升级服务。选品牌其实也是在选售后，对于GPS导航产品来说，后续的服务问题更为重要，因为地图是在实时更新的。不同的厂商，获取地图数据的来源不同，免费的更新方式也有多种多样。购买时做好了解，可以避免使用后出现一些不必要的麻烦。此外，开机速度和反应速度都是重要参数，由于开车时要时刻注意安全并且汽车在高速行进中，因此速度快可以提升车辆导航的精确度，同时也可以节约使用者的操作时间，省时更省心。

汽车自动导航系统作用是利用 GPS 接收机提供的车辆当前位置和用户输入的车辆目的地，参照电子图计算行驶路线，并在行驶中将信息提供给驾车者。目前世界上应用较多是自主导航，其主要特征是每套车载导航设备都自带电子图，定位和导航功能全部由车载设备完成。它工作过程主要步骤：① 输入数据信息。出发前，车主将目输入到导航设备中，在系统显示电子图上直接点击选取点，借助某种输入方法，将目名称输入到系统中。输入设备不同，可以有不同的输入方法，依靠按键或触摸屏可以实现几乎所有操纵功能。② 显示电子图。汽车导航系统中至关重要一部分是存储光盘或内置存储器（如硬盘）中的电子地图，电子图中存储了一定范围内的道路和交通管制信息，与点对应存储了相关经纬度信息。汽车导航主机从GPS 接收机到计算确定当前点经纬度，与电子图数据对比，就可以随时确定车辆当前所在点。一般汽车导航系统将车辆当前位置默认为出发点，用户输入了目之后，导航系统电子地图上存储信息，就可以自动计算出一条最合适推荐路线。有些系统中，用户还可以指定途中希望途经点，指定一定路线选择规则（如不允许高速公路、行驶路线最短原则等）。推荐路线将以醒目方式显示在屏幕上的电子地图中，同时屏幕上也时刻显示出车辆当前位置，以供参考。行驶过程中车辆偏离了推荐路线，系统会自动删除原有路线并以车辆当前点为出发点重新计算路线，并将修正后路线作为新推荐路线。③ 汽车自动导航系统输出设备包括显示屏幕和语音输出设备。显示屏幕一般是100～150毫米（4～6英寸）的液晶显示屏，需要手写识别作为输入，显示屏表面还有一张透明触摸屏作保护）。其屏幕由几十万个点阵组成，全屏幕有 30 多万个像素，常用分辨率有640×480或774×435，可以支持高清晰度图像和DVD播放功能。主要显示内容包括：图（包括相应道路名称、公路编号、重要点名称等）、车辆当前位置、推荐路线等，根据用户设定还可以显示附近维修站、加油站、停车场及其他公共服务单位名称及地理位置等信息，以方便用户需要。④ 汽车导航系统操作简便性是设计者追求目标，实际上这也涉及一个安全问题，驾车者不允许开车看电子图，设计都考虑针对汽车导航系统应用需求开发语音及语音识别技术，使用者语音代替按键操作发出指令，使导航系统完成相应工作，导航系统语音代替图像文字，向驾车者发出信号或指令。例如丰田威驰导航系统就是一种带有语音技术的导航系统，转弯路口等可以用语音提示。电子图汽车导航系统推广与应用关键是电子图。用户购买装备有导航系统车辆时，还能到一张刻录了电子地图的CD-ROM光盘。用户开启车辆导航系统之后，必须把这张CD-ROM插入导航设备光盘驱动器中，系统需要道路信息时都会到CD-ROM上去获取。例如丰田威驰DVD导航系统就是这样，它副驾驶座下面有一个 DVD驱动器，专门读取电子图DVD光盘。城乡建设及道路变化，电子图光盘也会定期更换。针对这种情况，汽车导航系统又需要增加一定辅助支援系统。目前应用汽车导航系统比较广泛区（例如欧美和日本），汽车公司或其他商业公司建立呼叫中心或公共交通信息电台，GSM 移动通信形式发短消息或电台发送最新交通信息提供给汽车上导航设备，可以对汽车上电子地图信息随时进行修正。