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1、【项目项目7】汽车汽车GPS导航系统维修技术导航系统维修技术7. 1任务汽车任务汽车GPS导航系统简介导航系统简介7. 2任务汽车任务汽车GPS导航系统结构及工作原理导航系统结构及工作原理7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除的基本方系统故障诊断与排除的基本方法法7. 1任务汽车任务汽车GPS导航系统简介导航系统简介7.1.1 汽车汽车GPS的使用方法及注意事项的使用方法及注意事项 1.教学目标教学目标 (1)能力目标能力目标:掌握掌握GPS系统的操作。系统的操作。 (2)知识目标知识目标:掌握掌握GPS导航系统的各项使用方法。导航系统的各项使用方法。 2.实训目的实训目的 (1)了
2、解汽车了解汽车GPS车载卫星导航视听系统的组成。车载卫星导航视听系统的组成。 (2)掌握汽车掌握汽车GPS车载卫星导航视听系统中导航模块遥控器的使用方车载卫星导航视听系统中导航模块遥控器的使用方法及使用注意事项。法及使用注意事项。下一页返回7. 1任务汽车任务汽车GPS导航系统简介导航系统简介 3.实训器材实训器材 AV/GPS2000车载卫星导航视听系统车载卫星导航视听系统(或其他机型或其他机型)。4.实训报告要求实训报告要求 完成附录上的工作任务书。完成附录上的工作任务书。5.任务引入任务引入 在轿车上打开显示器，如在轿车上打开显示器，如图图7一一1所示，用遥控器设置目的地所示，用遥控器设
3、置目的地让导航系统处于导航状态，汽车让导航系统处于导航状态，汽车GPS导航系统是如何操作的导航系统是如何操作的?可分可分别介绍遥控器上各键的功能及应用。别介绍遥控器上各键的功能及应用。 6.任务分析任务分析 车载卫星导航视听系统是一具有导航、车载卫星导航视听系统是一具有导航、CD,VCD、收放音和电、收放音和电视接收视接收5项主要功能的系统。项主要功能的系统。下一页返回上一页7. 1任务汽车任务汽车GPS导航系统简介导航系统简介 其在导航方面的作用是能在电子地图上实时显示车辆位置，其在导航方面的作用是能在电子地图上实时显示车辆位置，其中包括地理位置查询、地图比例缩放、语音提示、补充新道路、其中
4、包括地理位置查询、地图比例缩放、语音提示、补充新道路、自动选择最佳行车路线等功能。自动选择最佳行车路线等功能。7.任务实施任务实施AV/GPS2000车载卫星导航视听系统显示器的操作车载卫星导航视听系统显示器的操作;AV/GPS2000车载卫星导航视听系统导航模块遥控器的操作。车载卫星导航视听系统导航模块遥控器的操作。下一页返回上一页7. 1任务汽车任务汽车GPS导航系统简介导航系统简介7. 1. 2全球卫星定位全球卫星定位(GPS)系统知识链接系统知识链接 1. GPS系统简介系统简介 GPS (GLOBAL. POSITIONING SYSTEM(全球定位系统全球定位系统)是美国国防部于是
5、美国国防部于1973年年11月授权开始研制的海陆空三军共用的美月授权开始研制的海陆空三军共用的美国第二代卫星导航系统，整个系统约分成下列三个部分。国第二代卫星导航系统，整个系统约分成下列三个部分。1)空间星座部分空间星座部分2)地面监控部分地面监控部分3)用户设备部分用户设备部分下一页返回上一页7. 1任务汽车任务汽车GPS导航系统简介导航系统简介 2.汽车汽车GPS系统的使用场合系统的使用场合 汽车汽车GPS导航系统是在导航系统是在GPS的基础上发展起来的一门新技术，的基础上发展起来的一门新技术，具有以下基本特点具有以下基本特点:全天候、全球性的精确测定汽车的三维位置，全天候、全球性的精确测
6、定汽车的三维位置，即经度、纬度和高度的能力，不受天气变化、地理环境和时间的即经度、纬度和高度的能力，不受天气变化、地理环境和时间的影响影响;测量快捷，只需几秒钟就可准确定位测量快捷，只需几秒钟就可准确定位;隐蔽性强，不产生无隐蔽性强，不产生无线电干扰，在测量定位时，只接收卫星信号而不发射任何信号。线电干扰，在测量定位时，只接收卫星信号而不发射任何信号。 将全球定位系统将全球定位系统(GPS)技术与其他技术相结合，使汽车技术与其他技术相结合，使汽车GPS导导航系统具有定位、报警、指挥调度、车辆跟踪等多种功能。航系统具有定位、报警、指挥调度、车辆跟踪等多种功能。 汽车汽车GPS的应用一般分为车辆跟
7、踪系统和车辆导航系统两大的应用一般分为车辆跟踪系统和车辆导航系统两大类。类。返回上一页7. 2任务汽车任务汽车GPS导航系统结构及工作导航系统结构及工作原理原理7. 2.1 了解汽车了解汽车GPS的结构的结构1.教学目标教学目标(1)能力目标能力目标:了解汽车了解汽车GPS系统的结构。系统的结构。(2)知识目标知识目标:掌握掌握GPS系统的结构特点。系统的结构特点。2.实训目的实训目的(1)掌握掌握GPS的系统的基本结构。的系统的基本结构。(2)了解了解GPS系统各部件所处位置。系统各部件所处位置。3.实训器材实训器材带带GPS系统的汽车。系统的汽车。4.实训报告要求实训报告要求完成附录上的工
8、作任务书。完成附录上的工作任务书。5.任务引入任务引入下一页返回7. 2任务汽车任务汽车GPS导航系统结构及工作导航系统结构及工作原理原理 汽车导航系统上标注的车辆运动方向与车辆实际运动方向相汽车导航系统上标注的车辆运动方向与车辆实际运动方向相反，显然是该车的反，显然是该车的GPS导航系统出现故障。故障由什么原因引起导航系统出现故障。故障由什么原因引起? GPS导航系统正确地完成一项任务，都需要哪些部件的协同工作导航系统正确地完成一项任务，都需要哪些部件的协同工作? 6.任务分析任务分析 GPS导航系统能够正常的工作，需要导航系统能够正常的工作，需要GPS卫星、导航计算机、卫星、导航计算机、传
9、感器、天线和显示器等多个部件的协同工作。传感器、天线和显示器等多个部件的协同工作。7.任务实施任务实施 如如图图7一一6所示，在汽车上分别查找所示，在汽车上分别查找GPS系统各组成部件所处系统各组成部件所处位置。在实际应用中，通常在仪表板中央装有位置。在实际应用中，通常在仪表板中央装有TFT一一LCD显示板、显示板、道路地图及其他信息显示用多信息面板道路地图及其他信息显示用多信息面板;读出地图数据光盘专用的读出地图数据光盘专用的CD一一ROM放置在行李厢中放置在行李厢中;传感器有多种，包括前左右轮速传感传感器有多种，包括前左右轮速传感器、转向角传感器、放在车顶的地磁传感器、器、转向角传感器、放
10、在车顶的地磁传感器、GPS接收天线和信接收天线和信号处理储存箱号处理储存箱;GPS天线放在仪表板中和后行李厢中，从车外不会天线放在仪表板中和后行李厢中，从车外不会看见，前后两个天线可以进行分散和集中方式接收。看见，前后两个天线可以进行分散和集中方式接收。下一页返回上一页7. 2任务汽车任务汽车GPS导航系统结构及工作导航系统结构及工作原理原理7. 2. 2汽车汽车GPS系统工作原理知识链接系统工作原理知识链接1.传感器传感器 1)罗盘传感器罗盘传感器 罗盘传感器是一个双线圈发电机型地磁矢量陀螺仪，它由一罗盘传感器是一个双线圈发电机型地磁矢量陀螺仪，它由一个励磁线圈和两个垂直线圈缠绕在具有高通磁
11、率的圆环磁铁上而个励磁线圈和两个垂直线圈缠绕在具有高通磁率的圆环磁铁上而组成，并通过检测地球磁场来确定汽车的绝对行驶方向。组成，并通过检测地球磁场来确定汽车的绝对行驶方向。 2)车速传感器车速传感器 汽车汽车GPS导航系统的车速传感器，可采用与制动防抱死系统导航系统的车速传感器，可采用与制动防抱死系统(ABS)相同的轮速传感器。当汽车转弯时，其左右车轮速度的变化相同的轮速传感器。当汽车转弯时，其左右车轮速度的变化可以通过两个车轮转速传感器的脉冲差进行检测。可以通过两个车轮转速传感器的脉冲差进行检测。 3)陀螺仪陀螺仪 在汽车导航系统中，通常使用气流陀螺仪和光纤陀螺仪，可在汽车导航系统中，通常使
12、用气流陀螺仪和光纤陀螺仪，可测定汽车转弯时的角速度，以确定汽车的行驶方向。测定汽车转弯时的角速度，以确定汽车的行驶方向。下一页返回上一页7. 2任务汽车任务汽车GPS导航系统结构及工作导航系统结构及工作原理原理 2.GPS信号接收机信号接收机 汽车汽车GPS系统的系统的GPS信号接收机，能够对信号接收机，能够对GPS卫星进行搜索、卫星进行搜索、捕捉。当捕捉到卫星后，即对信号进行牵引和跟踪，并将所接收捕捉。当捕捉到卫星后，即对信号进行牵引和跟踪，并将所接收到的到的GBS信号进行变换、放大和处理，以便测量出信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫信号从卫星到接收机的传播时间，解析出星到接
13、收机的传播时间，解析出GPS卫星所发送的导航电文，实卫星所发送的导航电文，实时地计算出时地计算出GPS信号接收机自身所在的经度、纬度和高度。信号接收机自身所在的经度、纬度和高度。 GPS信号接收机主要由天线单元和接收单元两部分组成。天信号接收机主要由天线单元和接收单元两部分组成。天线单元是由接收天线和前置放大器组成。汽车线单元是由接收天线和前置放大器组成。汽车GPS导向系统中的导向系统中的GPS信号接收机的天线通常采用全向振子天线、小型螺旋天线或信号接收机的天线通常采用全向振子天线、小型螺旋天线或微带天线。其作用是将卫星来的无线电信号的电磁波能量变换成微带天线。其作用是将卫星来的无线电信号的电
14、磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流。接收单元是由信号波道、存接收机电子器件可摄取应用的电流。接收单元是由信号波道、存储器及计算与控制部分组成。储器及计算与控制部分组成。下一页返回上一页7. 2任务汽车任务汽车GPS导航系统结构及工作导航系统结构及工作原理原理 3.导航计算机导航计算机 汽车汽车GPS导航系统的导航计算机，不仅能按全球定位接收系统导航系统的导航计算机，不仅能按全球定位接收系统所接收到的卫星信号、安装在汽车上的传感器输入信号以及把储所接收到的卫星信号、安装在汽车上的传感器输入信号以及把储存在存储器中的地图数据进行处理，并再经综合的图像协调后，存在存储器中的地图数据进行处理
15、，并再经综合的图像协调后，通过显示器将地图显示在屏幕上，并以闪光标识表示出汽车的适通过显示器将地图显示在屏幕上，并以闪光标识表示出汽车的适时位置，指示出汽车应该的行驶方向及不断地显示当前距目的地时位置，指示出汽车应该的行驶方向及不断地显示当前距目的地的距离。通过检索键还能极方便地找到要去的目的地及最佳行车的距离。通过检索键还能极方便地找到要去的目的地及最佳行车路线。路线。4. LCD显示器显示器用来显示位置路况等视频图像信息，也可选用用来显示位置路况等视频图像信息，也可选用CRT或或TV显示。显示。下一页返回上一页7. 2任务汽车任务汽车GPS导航系统结构及工作导航系统结构及工作原理原理 5.
16、电子地图电子地图 即地图即地图CD，储存着丰富的城市地图、全国的公路网图，以及，储存着丰富的城市地图、全国的公路网图，以及加油站、便利商店、政府机关、旅游景点、餐馆、停车场等信息。加油站、便利商店、政府机关、旅游景点、餐馆、停车场等信息。 6. CD一一ROM马区动器马区动器 CD一一ROM驱动器的作用是读取电子地图数据，并快速发送驱动器的作用是读取电子地图数据，并快速发送到到ECU进行处理。为了使进行处理。为了使LCD显示效果连续，同时保持声响与音显示效果连续，同时保持声响与音像的同步，汽车像的同步，汽车GPS导航系统采用了导航系统采用了4倍速倍速650MB的的CD一一ROM驱驱动器。动器。
17、下一页返回上一页7. 2任务汽车任务汽车GPS导航系统结构及工作导航系统结构及工作原理原理 7. RF调制解调器与调制解调器与RF天线天线 RF调制解调器与调制解调器与RF天线的功能是接收主控中心发出的信息，天线的功能是接收主控中心发出的信息，并同时控制汽车，以实现汽车动态导航。通过并同时控制汽车，以实现汽车动态导航。通过RF调制解调器建立调制解调器建立与与VICS(交通信息控制系统交通信息控制系统)联系，以获取交通堵塞、道路故障、联系，以获取交通堵塞、道路故障、道路施工、停车场情况及交通规则变化等实时交通信息，使驾驶道路施工、停车场情况及交通规则变化等实时交通信息，使驾驶员做出快速反应，改变
18、行驶路线，以解决交通拥挤与堵寨问题。员做出快速反应，改变行驶路线，以解决交通拥挤与堵寨问题。 导航系统工作原理如导航系统工作原理如图图7一一9所示。所示。返回上一页7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除的基本方法的基本方法7. 3. 1丰田威驰汽车丰田威驰汽车GPS系统故障检修实例系统故障检修实例 1.教学目标教学目标 (1)能力目标能力目标:掌握汽车掌握汽车GPS导航系统常见故障检修技术。导航系统常见故障检修技术。 (2)知识目标知识目标:掌握掌握GPS系统故障检测与诊断基本方法。系统故障检测与诊断基本方法。 2.实训目的实训目的 掌握掌握GPS系统故障的检测和诊
19、断。系统故障的检测和诊断。 3.实训器材实训器材 一汽丰田威驰轿车或其他带一汽丰田威驰轿车或其他带GPS的轿车、大小螺丝批、万用表等。的轿车、大小螺丝批、万用表等。 4.实训报告要求实训报告要求 完成附录上的工作任务书。完成附录上的工作任务书。 下一页返回7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除的基本方法的基本方法 5.任务引入任务引入 汽车汽车GPS显示器显示的位置与实际位置偏离很大，且导航系显示器显示的位置与实际位置偏离很大，且导航系统无声音引导。显而易见，该车统无声音引导。显而易见，该车 GPS系统发生故障，该如何排除系统发生故障，该如何排除故障呢故障呢? 6.
20、任务分析任务分析 查阅相关维修手册，按一定顺序对汽车查阅相关维修手册，按一定顺序对汽车GPS系统进行检测，系统进行检测，就能够判断该车就能够判断该车GPS系统的故障所在。系统的故障所在。 7.任务实施任务实施下一页返回上一页7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除的基本方法的基本方法7.3.2汽车汽车GPS系统故障诊断步骤和常见故障排除系统故障诊断步骤和常见故障排除知识链接知识链接 现以一汽威驰轿车为例说明现以一汽威驰轿车为例说明GPS导航系统的检修方法。导航系统的检修方法。1.故障诊断步骤故障诊断步骤一汽威驰轿车导航系统的故障诊断步骤如下一汽威驰轿车导航系统的故障诊
21、断步骤如下:(1)对车主所述故障的症状进行分析对车主所述故障的症状进行分析;(2)确认故障症状，若症状出现，则进行确认故障症状，若症状出现，则进行(5)步否则进行下一步步否则进行下一步;(3)症状模拟症状模拟;(4)检查故障码，若为正常码，则进行检查故障码，若为正常码，则进行(6)步，否则进行下一步步，否则进行下一步;(5)参阅故障码表，然后进行参阅故障码表，然后进行(7)步步;下一页返回上一页7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除的基本方法的基本方法(6)参阅故障症状参阅故障症状表表7一一2;(7) ECU端子检查端子检查;(8)确认试验确认试验;(9)进行修理或
22、更换部件和进行修理或更换部件和/或线束或线束;(10)确认试验确认试验;(11)结束。结束。下一页返回上一页7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除的基本方法的基本方法 2.预检查预检查 1)导航系统正常情况下可能出现的问题导航系统正常情况下可能出现的问题 (1)威驰轿车导航系统即使其处于正常情况，但存在以下情况，也不威驰轿车导航系统即使其处于正常情况，但存在以下情况，也不会执行语音导航会执行语音导航: 未设定行驶目的地未设定行驶目的地; 轿车未按指定路线行驶轿车未按指定路线行驶(指示轿车当前位置所剩余距离不显示在地指示轿车当前位置所剩余距离不显示在地图屏幕左下角图屏
23、幕左下角); 未在其他模式中设置导航功能未在其他模式中设置导航功能(在这种情况下只有地图屏幕，但无在这种情况下只有地图屏幕，但无语音提示语音提示)。 下一页返回上一页7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除的基本方法的基本方法(2)即使导航系统处于正常状态，而轿车图像在屏幕上是随意转动。若即使导航系统处于正常状态，而轿车图像在屏幕上是随意转动。若点火开关处于点火开关处于ACC或或ON位置，当轿车正在转弯时，导航系统把记位置，当轿车正在转弯时，导航系统把记录此时的角速度作为标准图像。为了解决此问题，则应在轿车停录此时的角速度作为标准图像。为了解决此问题，则应在轿车停车时
24、，断开点火开关后再将其置于车时，断开点火开关后再将其置于ACC或或ON位置，并观察此故障位置，并观察此故障是否再次出现。是否再次出现。 2)检查故障发生时的位置检查故障发生时的位置 检查轿车图像显示错误是否发生在相同或不同地点。注意检查轿车图像显示错误是否发生在相同或不同地点。注意:当当轿车在高速公路上行驶或在环形路，与另外一条平行的路面行驶，轿车在高速公路上行驶或在环形路，与另外一条平行的路面行驶，或轿车刚驶出停车场时，此时轿车图像可能偏离其实际所处位置。或轿车刚驶出停车场时，此时轿车图像可能偏离其实际所处位置。下一页返回上一页7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除系统故障诊断与排
25、除的基本方法的基本方法3)诊断系统模式诊断系统模式 威驰轿车导航系统的诊断系统模式如威驰轿车导航系统的诊断系统模式如图图7一一10所示。所示。3.威驰轿车导航系统故障症状见威驰轿车导航系统故障症状见表表7一一2，其误诊故障实例见，其误诊故障实例见表表7一一3。4.常见故障排除常见故障排除 1)按下按下MAP/VOICE, MENU或或DEST开关时不显示导航屏幕开关时不显示导航屏幕(不能切不能切换屏幕换屏幕)故障的检查故障的检查 (1)检查用电路如检查用电路如图图7一一13所示。所示。 (2)检查程序检查程序: 维修检查模式维修检查模式(导航导航)。下一页返回上一页7. 3任务汽车任务汽车GP
26、S系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除的基本方法的基本方法 在不拔下导航在不拔下导航ECU线束插接器的情况下拆下导航线束插接器的情况下拆下导航ECU，并检测图，并检测图7一一14所示导航所示导航ECU线束插接器端子线束插接器端子+B, ACC分别与分别与GND间电压其间电压其值应符合值应符合表表7一一4中的规定。检查中的规定。检查图图7一一14所示端子所示端子GVD与搭铁间的与搭铁间的导通性，应导通。若检查结果正常，则进行下一步，否则应修理导通性，应导通。若检查结果正常，则进行下一步，否则应修理或更换线束。或更换线束。 检查线束及其插接器检查线束及其插接器(收音机总成与导航收音机总成与导航EC
27、U间间)。 2)轿车严重偏离正确位置故障的检查轿车严重偏离正确位置故障的检查 (1)检查显示检查显示 (2)检查何时发生检查何时发生 (3)显示检查显示检查 (4)导航检查模式导航检查模式下一页返回上一页7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除的基本方法的基本方法(5)再次检查和操作。若仍不正常，则检查导航再次检查和操作。若仍不正常，则检查导航ECU，必要时予以更换。，必要时予以更换。(6)检查导航检查导航ECU3) GPS标记不出现故障的检查标记不出现故障的检查(1)检查标记显示检查标记显示(2)检查选装附件检查选装附件(3)检查导航天线总成检查导航天线总成4)轿车
28、位置标记失控轿车位置标记失控(地图失控地图失控)故障的检查故障的检查(1)电路。轿车位置标记失控故障检查参考电路如电路。轿车位置标记失控故障检查参考电路如图图7一一18所示。所示。下一页返回上一页7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除的基本方法的基本方法 (2)检查程序检查程序: 再次检查和操作再次检查和操作 导航检查模式导航检查模式 检查导航检查导航ECU 5)行驶方向与轿车位置标记运动方向相反故障的检查行驶方向与轿车位置标记运动方向相反故障的检查 (1)检查电路。行驶方向与轿车位置标记运动方向相反故障的检查参检查电路。行驶方向与轿车位置标记运动方向相反故障的检查
29、参考电路如考电路如图图7一一19所示。所示。 (2)检查程序检查程序: 导航检查模式。执行导航检查模式的轿车信号检查，启动诊断导航检查模式。执行导航检查模式的轿车信号检查，启动诊断系统，检测轿车信号检查模式系统，检测轿车信号检查模式REV信号的结果如信号的结果如图图7一一20所示。若所示。若输输入信号正常，则检查导航入信号正常，则检查导航ECU，必要时予以更换，否则应进行，必要时予以更换，否则应进行下一步。下一步。 下一页返回上一页7. 3任务汽车任务汽车GPS系统故障诊断与排除系统故障诊断与排除的基本方法的基本方法 检查导航检查导航ECU。在不拔下导航。在不拔下导航ECU线束插接器的情况下，
30、拆下导线束插接器的情况下，拆下导航航ECU，如，如图图7一一21所示，检测导航所示，检测导航ECU线束插接器端子线束插接器端子REV与与GVD间电压。若其值在接通点火开关并把变速杆置于倒挡时为间电压。若其值在接通点火开关并把变速杆置于倒挡时为10V14V，则检查导航，则检查导航 ECU,必要时予以更换，否则应修理必要时予以更换，否则应修理/更换更换线束或线束插接器。线束或线束插接器。返回上一页图图7一一1导航模块遥控器导航模块遥控器返回图图7一一6车载导航系统的硬件及其布置车载导航系统的硬件及其布置返回图图7一一9导航系统工作原理框图导航系统工作原理框图返回图图7一一10导航系统诊断系统模式导
31、航系统诊断系统模式返回图图7一一13按下开关时不显示导航屏幕故按下开关时不显示导航屏幕故障险查用电路障险查用电路返回图图7一一14端子间电压险测端子间电压险测返回图图7一一18轿车位置标记失控故障的险查轿车位置标记失控故障的险查电路电路返回图图7一一19行驶方向与轿车位置标记运动行驶方向与轿车位置标记运动方向相反故障险查方向相反故障险查返回图图7一一20电压险测电压险测返回图图7一一21多功能显示器总成险查多功能显示器总成险查返回表表7一一2导航系统故障症状表导航系统故障症状表返回表表7一一2导航系统故障症状表导航系统故障症状表返回表表7一一3导航系统误诊故障实例导航系统误诊故障实例返回下一页表表7一一3导航系统误诊故障实例导航系统误诊故障实例返回上一页表表7一一4导航导航ECU线束连接器线束连接器 端子间电压检测端子间电压检测返回
