鄧勉順，陳軍衛(wèi)，朱維德，劉玉萍

中石油吐哈油田分公司工程技術(shù)研究院，新疆 哈密 839009

1 GPS定位系統(tǒng)的基本原理

GPS定位系統(tǒng)是一種衛(wèi)星無線電導(dǎo)航系統(tǒng),它由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)三大部分組成：

空間部分：21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成,其運(yùn)行高度為2.02萬千米，分布在6個(gè)傾角為55度的軌道面上，偏心率約為0,運(yùn)行周期約為11小時(shí)58分。

地面監(jiān)控部分：主要由1個(gè)主控站、3個(gè)注入站、5個(gè)監(jiān)測站組成。

用戶接收機(jī)：主要接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號，獲得必要的導(dǎo)航和定位信息，經(jīng)信號變換、放大和處理，完成定位、導(dǎo)航、跟蹤、測繪及定時(shí)工作。

它的工作原理是由地面主控站收集各監(jiān)測站的觀測資料和氣象信息,計(jì)算各衛(wèi)星的星歷表及衛(wèi)星鐘改正數(shù),按規(guī)定的格式編輯導(dǎo)航電文,通過地面上的注入站向GPS衛(wèi)星注入這些信息。測量定位時(shí),用戶可以利用接收機(jī)的儲(chǔ)存星歷得到各個(gè)衛(wèi)星的粗略位置。根據(jù)這些數(shù)據(jù)和自身位置,由計(jì)算機(jī)選擇衛(wèi)星與用戶聯(lián)線之間張角較大的四顆衛(wèi)星作為觀測對象。觀測時(shí),接收機(jī)利用碼發(fā)生器生成的信息與衛(wèi)星接收的信號進(jìn)行相關(guān)處理,并根據(jù)導(dǎo)航電文的時(shí)間標(biāo)和子幀計(jì)數(shù)測量用戶和衛(wèi)星之間的偽距。將修正后的偽距及輸入的初始數(shù)據(jù)及四顆衛(wèi)星的觀測值列出3個(gè)觀測方程式,即可解出接收機(jī)的位置,并轉(zhuǎn)換所需要的坐標(biāo)系統(tǒng),以達(dá)到定位目的。

2 GPS在車輛管理中的作用

2.1 車輛跟蹤

利用GPS和電子地圖可以實(shí)時(shí)顯示出車輛的實(shí)際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標(biāo)移動(dòng)，使目標(biāo)始終保持在屏幕上；還可實(shí)現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時(shí)跟蹤。利用該功能可對重要車輛和貨物進(jìn)行跟蹤運(yùn)輸。GPS系統(tǒng)在長途運(yùn)輸車監(jiān)控中的應(yīng)用，體現(xiàn)在對車輛行使?fàn)顟B(tài)的管理，以及貨物流動(dòng)的查詢。用戶只需在每輛長途運(yùn)輸車輛上安裝GPS接收設(shè)備，便可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤、管理記錄功能。

2.2 對出行路線進(jìn)行規(guī)劃和導(dǎo)航

對出行路線進(jìn)行規(guī)劃是汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的一項(xiàng)重要輔助功能，它包括自動(dòng)線路規(guī)劃和人工線路設(shè)計(jì)。自動(dòng)線路規(guī)劃是由駕駛者確定起點(diǎn)和目的地，GPS監(jiān)控系統(tǒng)主要對運(yùn)行車輛的行車路線、速度等情況進(jìn)行全程監(jiān)控，監(jiān)控到車輛網(wǎng)絡(luò)定位后，可以及時(shí)反饋車輛的位置，然后根據(jù)車輛的位置判斷其運(yùn)行情況。比如：鄯善至三塘湖的車輛，在靠近紅山口附近有一條通往三塘湖的近道，過去，有的駕駛員往往會(huì)有偷懶心理，走捷徑，存在很大的安全隱患。監(jiān)控中心通過GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控或軌跡回放，監(jiān)測經(jīng)過這個(gè)路段的車輛是否行駛在正常的路線上，如果走近道就及時(shí)通知駕駛員，要求其按規(guī)定的路線行駛。

2.3 信息查詢

GPS監(jiān)控系統(tǒng)可以記錄車輛行駛的歷史軌跡、行駛狀態(tài)等信息，可供隨時(shí)查詢，這給事后處理提供了有力的證據(jù)。在使用GPS監(jiān)控系統(tǒng)之前，對車輛的行駛位置、超速行駛、亂停亂放、不按規(guī)定路線行駛、夜間行車等情況無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，只有依靠路檢路查等手段來進(jìn)行，這樣既浪費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力，也無法實(shí)現(xiàn)一個(gè)好的效果。在安裝GPS監(jiān)控系統(tǒng)后，這些問題都得到了有效的解決。而且，如果出現(xiàn)異議的話，可以通過回放該車輛的歷史軌跡來再現(xiàn)其違章行為，為處理違章行為提供有力證據(jù)。

2.4 話務(wù)指揮

GPS系統(tǒng)帶來了多種增值服務(wù)功能，如：天氣、路況信息播報(bào)，公務(wù)信息傳遞等，利用GPS防暴反劫功能，將為車輛提供了更多的安全保障。利用這些功能，就可以將掌握的道路交通狀況、天氣變化情況、行駛路線中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)等相關(guān)信息及時(shí)向駕駛員發(fā)出預(yù)警信息，提醒其采取相應(yīng)措施，做到安全行車。

2.5 緊急援助

GPS能發(fā)送運(yùn)行車輛危險(xiǎn)信號，駕駛員在遇到緊急情況時(shí)，可以按緊急按鈕，發(fā)出緊急求助信息，監(jiān)控系統(tǒng)以報(bào)警聲光提醒GPS監(jiān)控人員，監(jiān)控中心接到報(bào)警后，通過GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)可以顯示求助信息和報(bào)警目標(biāo)所在位置，然后根據(jù)具體情況規(guī)劃最優(yōu)援助方案，對遇險(xiǎn)或發(fā)生事故的車輛進(jìn)行緊急援助和應(yīng)急處理。

2.6 監(jiān)控車輛超速

利用GPS的監(jiān)控功能，結(jié)合各道路的最高限速，設(shè)定車輛運(yùn)行的最高時(shí)速，比如油田道路限速60km，312國道限速100km，小區(qū)主干道限速40km，支線限速20km等。車管部門和質(zhì)量安全科利用GPS 監(jiān)控系統(tǒng)每天對所有車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對超速車輛進(jìn)行嚴(yán)肅查處，大大提高了車輛行駛過程中的安全系數(shù)。

3 結(jié)論

目前GPS技術(shù)在我國車輛管理中的應(yīng)用處于起步階段，但取得了令人矚目的成果，不少功能填補(bǔ)了國內(nèi)空白，逐漸獲得全方位應(yīng)用。GPS技術(shù)的應(yīng)用更保證了車輛運(yùn)行的安全，確保萬無一失。相信隨著我國GPS技術(shù)在車輛上的應(yīng)用研究逐步深入和廣泛，必將發(fā)揮更大的作用。