項目6汽車導航通信系統的檢修

汽車電子導航系統的檢修6.3.1汽車電子導航系統的功能與特點（1）GPS導航系統功能汽車GPS導航系統的各種功能因制造廠商不同，其功能也各不相同，包括基本功能和可選功能兩種。基本功能主要有：1）對目的地進行最佳路線檢索。2）具有瞬時再檢索功能。3）為檢索方便應提供豐富的菜單和記錄功能。整個系統必須建立十分豐富的地名索引。4）在適當時間內提供實時語音提示。5）擴大十字路口周圍建筑物和交通標志功能。圖6.25典型汽車GPS導航系統的基本功能菜單（2）GPS導航系統特點1）實現實時位置測定2）具有自動檢索與圖像放大等功能3）自動修正車輛位置4）交通行業控制管理的重要組成部分6.3.2汽車GPS導航系統的結構與原理（1）GPS導航系統介紹1）GPS導航系統組成GPS導航系統由空間部分、地面監控部分和用戶設備部分組成，如圖6.26所示。圖6.26GPS導航系統組成A.空間部分使用24顆高度約20000km的衛星組成衛星座，24顆衛星分布在六個等間隔軌道上，軌道面相對赤道面的傾角為550每個軌道面上有4顆衛星，衛星軌道為圓形，運行周期為11小時58分，這樣的衛星分布，可保證全球任何地區、任何時刻有不少于4顆衛星以供觀測。B.地面監控部分包括四個監控站、一個主站和注入站，全部位于美國境內，監控部分的主要任務是監測每顆衛星的運行情況，并通過注入站及時修正衛星的有關參數，以保證整個GPS系統能正常運行。C.用戶設備部分主要是GPS接收機，它接收衛星發射的信號，根據導航電文提供衛星位置和鐘差改正信息計算用戶的位置。2）GPS導航系統基本原理衛星導航系統是隨著空間技術的發展而出現的一種空間基準的無線電導航系統。其基本原理如圖6.27所示。導航衛星在圍繞圓形軌道運動時，發出的事先決定的圖像信息。接受側根據衛星發出的信號至接收到其反射信號的滯后時間，算出接收側與衛星的距離R。以這個距離為半徑，以衛星為圓心，就形成一個球面。當接收側同時知道三顆導航衛星的距離時，就可形成三個球面，三個球面的交點就是接收側的位置，也就是汽車的位置。（2）電子地圖電子地圖是現代車載導航系統中的最基本的也是最重要的部件之一。早起的電子地圖知識單一的用作地圖使用并無引導作用。隨著科技的發展，電子地圖結合GPS技術、傳感器技術等的發展，在各種先進的導航技術中已經廣泛應用。電子地圖包括道路、地名及各種設施。除了顯示本車位置和方向外，導航信息還有已行駛軌跡、當時位置到目的地的方向和直線距離。駕駛員可通過安鍵輸入本車位置和目的地、縮放地圖的比例尺或者選擇顯示CD-ROM數據庫中的任意區域的地圖。（3）汽車GPS導航系統汽車GPS導航系統的結構，如圖6.28所示，主要由GPS接收天線、GPS接收機、導航計算機、可視顯示器及位置檢測裝置（絕對位置檢測和相對位置檢測）等組成。圖6.28汽車GPS導航系統的結構1）傳感器①羅盤傳感器羅盤傳感器是一個雙線圈發電機型地磁矢量傳感器，由一個勵磁線圈和兩個垂直的線圈纏繞在具有高磁通率的圓環磁鐵上組成。通過檢測地球的磁場確定汽車的絕對行駛方向。其結構，如圖6.30所示。圖6.30羅盤傳感器結構②車速傳感器車速傳感器從汽車前進的速度中檢測出車速脈沖(不同車型，車速脈沖值不同)，通過汽車導航ECU的數據處理，從速度和時間中直接求出前進距離。③陀螺儀在導航系統中，通常使用陀螺儀測定汽車轉彎速度是確定汽車行駛方向的另一種方法。A.氣流陀螺儀它是利用氮氣的慣性檢測方向，而不是利用地磁。密封在容器內的氮氣在壓電振子循環壓縮機的作用下，在容器內循環。當汽車直線行使時，氮氣使兩根熱線均勻冷卻，故兩根熱線溫度相等。一旦汽車改變方向，氮氣流由于本身的慣性而過分偏向一側，使固定在汽車上的檢測器的兩熱線冷卻程度不等，結果產生溫度差，并以電位差的形式表現。由于兩熱線構成電橋電路，故該輸出電壓即A、B兩點間的電位差與汽車的偏轉率成正比。B.光纖陀螺儀光纖陀螺儀的檢測原理，如圖6.33所示。光從光纖線圈A點入射，經向左向兩個方向回轉傳播，光程相同時兩方向同時經過一個周期到達輸出的B點。當光纖線圈向右旋轉的角速度為ω，則從A點入射的同一周期左右方向傳播的光程不同，右回轉比左回轉傳播光程長，兩者相差一定角度。在原輸出B點測量兩方向傳到的光相位不同，測定兩個光干涉的強度，可以確定兩方向光的傳播時間差（相位差），從而計算出光纖線圈（汽車）的轉向角速度ω。圖6.33光纖陀螺儀的檢測原理2）自律導航當汽車行駛在地下隧道、高層樓群、高架橋下、高山群間、密集森林等地段與GPS衛星失去聯系，中斷信號的瞬間，機內可自動導入自律導航系統，此時車速傳感器從汽車前進的速度中檢測出車速脈沖（不同車型，車速脈沖值不同，要注意修正），通過汽車導航計算機（ECU）的數據處理，從速度和時間中直接求出前進距離。陀螺傳感器直接檢測出前進方向的變化和行駛狀態（即汽車前進的角速度變化值）。例如，汽車行駛在勾狀山道，發夾式彎路、環狀盤形橋上、雪道原地打滑、輪渡過河等地段時，所有這些曲線距離與衛星導航的經緯度座標產生了誤差，通過陀螺傳感器的檢測和微處理器的運算才能得到汽車正確的位置。3）地圖匹配器在導航系統控制電路中要增加一個地圖匹配線路，對汽車行駛路線（各處傳感器檢測到的軌跡）與電子地圖上道路的誤差進行實時數字相關匹配，作出自動修正，如圖6.34所示。圖6.34地圖匹配器修正線路4）LCD顯示器平板顯示器發展趨勢表明，薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器（TFTAMLCD）是個發展方向，因為它的每個象素都配置一個半導體開關器件來驅動，從而實現了高亮度視頻圖像顯示，具有對比度好、掃描線多、視角寬、低反射等優點。5）CD-ROM驅動器為使驅動器更快地從光盤上讀取數據，快速送CPU進行處理，縮短LCD畫面上頻繁顯示執行程序的時間和讀取數據的等待時間，這里選取4倍速650MB的CD-ROM驅動器，這樣可使LCD顯示效果的不連續性得到平滑，也保持了聲音和圖像的同步。6.3.3典型汽車導航系統的維修現以寶來轎車的GPS導航系統為例，介紹汽車GPS導航系統的維修方法。圖6.35寶來轎車GPS導航系統的結構圖6.36檢測儀器的連接拓展知識故障代碼癥狀與現象故障原因00668◆接線柱30電壓信號太弱；◆導航功能不全①蓄電池電壓低于9.5V；②蓄電池不能充電；③蓄電池損壞；④交流發電機損壞00854◆組合儀表上收音機頻率顯示輸出無法通信；◆在收音機/導航系統和組合儀表之間沒有數據傳遞①導線斷路；②收音機/導航系統損壞；③組合儀表損壞00862◆導航天線斷路/短路/對地短路；◆導航功能不正常①導線斷路；②導航天線損壞00867◆連接ABS控制單元無信號；◆導航功能不正常①導線