随着地理信息系统(Geographic information system,GIS)、全球卫星定位系统(Global positioning System,GPS)及通信技术(General Packet Radio Service,GPRS)的日益成熟,车载导航系统的开发与应用在交通领域越来越受到人们的关注,并发挥出巨大的经济和社会效益。但任何定位技术都存在一定程度的定位误差,如果误差超出某个范围,车载导航系统将不能发挥其应有的作用,甚至会失去自身存在的价值。为了提高导航精度,人们通常在硬件上下功夫,这样势必增加导航系统的成本。一种既不增加成本,又能抑制误差的办法是采用软件——地图匹配来修正定位数据,提高导航精度。地图匹配MM(Map-Matching)是一种利用算法来消除测量位置点与真实位置点之间定位误差的修正方法。由于GPS系统固有的误差,某一时刻车辆的测量位置点并不是其当前的真实位置点,消除二者之间的误差,把测量位置点修正到行进道路上的真实位置点,这就是地图匹配。本文详细论述了地图匹配算法及其在定位导航系统中的作用,分析了影响导航精度的各种因素,研究了几种常见的匹配算法。由于采取的方法不同,选取的角度不同,涉及的要素不同,每种方法虽然都能解决某个方面的问题,但也存在着一些缺憾。本文在借鉴前人研究成果的基础上,充分利用道路空间的可用信息,从道路空间的三种要素出发,分别设计匹配方法与匹配准则。尤其是在以距离要素为研究对象时,引用了制图学中基于面积法求直线之间距离的思想求两条曲线之间的距离,合理运用高等数学定积分思想求多边曲形的面积与曲线弧长,采用曲线拟合方法求取曲线的表达式。为了使匹配算法更具综合性与适用性,对距离、角度、拓扑关系作了算法融合,给出了融合函数表达式。为了验证算法的合理性与可靠性,特进行了跑车实验,从定性与定量两个方面说明基于道路空间关系的地图匹配算法的合理性与可靠性。实验结果说明,该设计明显地改善了匹配精度。