随着地理信息系统技术、卫星定位技术以及通信技术的日趋成熟,基于一定定位手段的车辆监控系统的开发与应用在智能交通系统(Intelligence Traffic System,ITS)领域正日益受到人们的重视,并显示出巨大的经济和社会效益。但是,由于任何一种定位系统都存在一定的定位误差,在定位误差没有得到有效削弱的情况下,车辆监控系统很难发挥其应有的作用,尤其是在一些要求较高的应用中。既要削弱定位误差,又要不增加车辆监控系统构建的成本,一个很好的办法就是为系统设计良好的地图匹配算法。本论文在借鉴前人研究的基础上,探讨如何设计合理、高效的地图匹配算法。 论文共分为五章,其中第三、四章是文章的重点。第一章主要论述了地图匹配的概念,地图匹配算法的研究现状,并指出了尚存在的问题。第二章介绍了地图匹配算法涉及到的等基本概念与曲线匹配原理、地理空间接近性分析方法等基本理论,为后面算法的设计做好铺垫。第三章包括三部分:第一部分探讨了北斗定位系统误差模型的建立,通过建立误差模型为算法中道路搜索阈值的确定提供依据,并能够很好解释地图匹配算法削弱的是定位误差的哪一部分;第二部分介绍了算法所要求的道路网络拓扑关系与各种交通关系如何建立;第三部分详细介绍了基于网络拓朴关系的综合地图匹配算法,重点论述了算法的设计思路、算法的实现过程、简化的算法流程。第四章通过野外实测数据处理后的结果分析及算法软件实现后定位点显示的效果,对算法的精度及效果进行了评价。第五章对算法的优点与存在的问题进行评述,并对匹配算法今后的发展趋势进行了展望。 北斗系统是由我国自主研发的卫星定位系统。作为对北斗车辆监控系统中地图匹配算法的探索性研究,本文介绍的算法以道路网络拓扑关系为脉络,在匹配的不同过程,综合运用了各种方法的优点,改进了已有算法在路段搜索阈值确定的不足,并利用已有的高精度路段结点数据增强了算法的可靠性。在建立道路网络拓扑关系的基础上,结合实际的交通情况建立了各种交通关系,使得确定运动目标的当前位置多了一种有效地判决条件。通过对实测试验数据进行比较分析,提出了基于道路网络拓扑关系的综合地图匹配算法。该算法可以有效减弱北斗系统的定位误差,改善定位数据在地图上的显示效果。 本文提出的算法通过引入道路网络结点与结点、结点与路段、路段与路段之间的拓扑关系以及实际交通规则的交通关系拓展了算法设计的信息源,极大增强了匹配结果的可靠性,为今后北斗系统推向民用做了非常有意义的探索。