利用車載GPS接收機實時獲得車輛軌跡，進而確定其在交通矢量地圖道路上的位置，是當前車載導航系統的基礎。獨立GPS車載導航系統中克服GPS誤差以及地圖誤差顯示車輛在道路網上的位置主要是通過地圖匹配算法，也就是根據GPS信號中的數據和地圖道路網信息，利用幾何方法、概率統計方法、模式識別
或者人工神經網路等技術將車輛位置匹配到地圖道路上的相應位置 [8-12]。由於行駛中的車輛絕大部分都是在道路上的，所以通常的地圖算法都有壹個車輛在道路上的默認前提。地圖匹配的準確性決定了
GPS車輛導航系統的準確性、實時性與可靠性。具體來說取決於兩方面：確定當前車輛正在行駛的路段的準確性與確定車輛在行駛路段上的位置的準確性。前者是現有算法的研究重點，而後者涉及到沿道路方向的誤差校正，在現有算法中還沒有得以有效解決。地圖匹配的目標是將軌跡匹配到道路上，當道路是準確的時，也就成了確定GPS的準確位置，然後利用垂直映射方法完成匹配。要實時獲得車輛所在的道路及位置通過地圖匹配來實現是壹種比較普遍而且成本較低的方法。車輛導航與定位系統中的地圖匹配問題概括來講就是將車載GPS接收機獲得的帶有誤差的GPS軌跡位置匹配到帶有誤差的交通矢量地圖道路上的相應位置。下面我們通過具體的數學模型來給地圖匹配問題以詳細的數學描述。
地圖匹配的基本過程如圖4.1所示。符號定義及其物理意義說明如下：
1) g(k)是車輛GPS軌跡點，內容為k時刻車輛上的GPS定位數據（經緯度），對應於矢量地圖上相應的經緯度位置點。由於GPS誤差和矢量地圖誤差的存在，當車輛在道路弧段Si 上行駛時，g(k)通常並不位於弧段Si 上。
2) p(k )為g(k)的地圖道路匹配點，表示地圖匹配算法對g(k)進行偏差修正獲得的車輛k時刻在矢量地圖道路上的對應點，簡稱g(k)的匹配點。匹配點所在矢量地圖弧段Si上的位置，應該盡可能反映出實際車輛在該段道路上的相應位置。
3) e(k)為g(k)的地圖匹配修正量，表示g(k)與其匹配點p(k)間的誤差修正。需要指明匹配點所在的弧段p(k) .Si 時，使用符號e(k)[Si ] 表示g(k)對於弧段Si 上的匹配點所使用的匹配修正量。上述3個基本量之間的關系如圖畫所示，即p(k) = g(k) + e(k) (4)
地圖匹配修正量e(k)源自於GPS定位誤差和交通矢量地圖精度誤差的綜合誤差效應。