【摘 要】衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）作為一種先進(jìn)實(shí)時(shí)跟蹤定位技術(shù)運(yùn)用到現(xiàn)在交通系統(tǒng)的車輛調(diào)度、跟蹤、里程計(jì)算和安全以及費(fèi)用控制等進(jìn)行實(shí)時(shí)管理已越來越被企業(yè)管理者所青睞，并在實(shí)際的工作中發(fā)揮十分重要的作用。本論文主要針對(duì)GPS在車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了論述，該系統(tǒng)是目前日益興起的智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，具有廣闊的市場(chǎng)前景和應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星定位系統(tǒng) 車輛定位監(jiān)控

所謂GPS又稱全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System），最初是美國(guó)科學(xué)家歷時(shí)20年，耗資200億美元建成的，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)是迅速發(fā)展并且逐步完善起來的新一代具有精密星導(dǎo)航功能和定位功能的系統(tǒng)，其具有全球性、全天候、導(dǎo)航、定位以及授時(shí)能力，并且具有較強(qiáng)的抗干擾能力和較高的保密性。 隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，GPS定位技術(shù)在基礎(chǔ)應(yīng)用的研究、新應(yīng)用領(lǐng)域的開拓、軟硬件的開發(fā)等方面都取得了迅速發(fā)展。

目前，GPS定位技術(shù)已經(jīng)廣泛地滲透到了經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域以及科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域當(dāng)中。隨著GPS技術(shù)在車輛管理系統(tǒng)中的逐漸深入， 駕駛員可以通過在車體本身裝設(shè)數(shù)據(jù)中斷處理裝置，在正常駕駛狀態(tài)下獲取網(wǎng)絡(luò)新聞、電子郵件、股市行情、天氣預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)信息，與此同時(shí)，駕駛員也能將自身的動(dòng)態(tài)位置信息采用文字或者音頻信息的方式進(jìn)行上傳，在通用服務(wù)網(wǎng)絡(luò)上獲取其他車輛的位置，這對(duì)未來的社會(huì)交通管理有著不可忽視的影響。

GPS系統(tǒng)由三大部分組成：空間部分、位置服務(wù)部分和用戶管理部分。其中，第一部分是GPS環(huán)球檢測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)。繞地運(yùn)行的監(jiān)測(cè)衛(wèi)星在離地約二萬公里的外太空同步運(yùn)行，運(yùn)行軌道呈橢圓狀，且地球本身處于運(yùn)行軌道的一個(gè)焦點(diǎn)處；

通常來說，繞地衛(wèi)星的運(yùn)行周期為半天，在6個(gè)傾角約55°的運(yùn)行軌道包絡(luò)面上已經(jīng)非均勻分布了多達(dá)數(shù)十顆地球?qū)Ш叫l(wèi)星。通過精密的控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的操控導(dǎo)航衛(wèi)星的工作啟停狀態(tài)。在GPS系統(tǒng)中，通過衛(wèi)星的已經(jīng)位置信息，可以獲取用戶基于衛(wèi)星位置點(diǎn)的相對(duì)位置信息，發(fā)送 “星歷”而計(jì)算得到用戶的具體位置。GPS星歷，實(shí)際上是一系列描述GPS衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及軌道的實(shí)時(shí)狀態(tài)參數(shù)。對(duì)于整個(gè)GPS系統(tǒng)來說，地面控制系統(tǒng)是核心組成部分，地面上所分布的5個(gè)監(jiān)控站將會(huì)為所有的導(dǎo)航衛(wèi)星提供確定目標(biāo)位置所需的星歷。通過實(shí)時(shí)的收集衛(wèi)星的工作數(shù)據(jù)和導(dǎo)航信息、狀態(tài)診斷以及修正軌道等，進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的制定。GPS模塊不對(duì)外播發(fā)信號(hào)，因此為被動(dòng)定位。

通過運(yùn)算與每個(gè)衛(wèi)星之間的偽距離，采用距離交會(huì)法求出接收機(jī)的經(jīng)度、緯度、高度以及時(shí)間修正量這四個(gè)主要參數(shù)，其特點(diǎn)是定位速度快，但是誤差比較大。初次定位的模塊通常需要至少4顆衛(wèi)星參與計(jì)算，這種方式被稱為3D定位，而3顆衛(wèi)星就可實(shí)現(xiàn)2D定位，但精度不太高。GPS模塊通過串口不斷輸出NMEA格式的定位信息以及輔助信息給接收者以供選擇應(yīng)用。

定位導(dǎo)航是GPS的基本功能，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，使得城市整體規(guī)模持續(xù)增大，城市車輛保有總量不斷增加，交通管理的效率將直接影響城市生活質(zhì)量，GPS技術(shù)的發(fā)展和民用化的普及，使得其在城市狀態(tài)監(jiān)控和交通管理上具備極大的優(yōu)勢(shì)，GPS技術(shù)在交通管理上的應(yīng)用前景十分廣泛。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與Electronic mapping、無線電通信網(wǎng)以及自動(dòng)化車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤以及交通管理等多種功能。利用GPS全面監(jiān)控車輛，在電子地圖上實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地了解車輛的位置、速度、方向等，對(duì)車輛的行駛軌跡進(jìn)行跟蹤記錄，同時(shí)能將駕駛員的超速紀(jì)錄、違規(guī)情況等多元信息存儲(chǔ)到中心數(shù)據(jù)庫，豐富管理理念，提高信息化程度，加強(qiáng)對(duì)車輛以及人員的管理。

目前，GPS車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)有著非常好的市場(chǎng)前景，其發(fā)展可以促進(jìn)中國(guó)地理信息數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著GPS系統(tǒng)的發(fā)展以及技術(shù)的不斷更新， GPS車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)未來的發(fā)展前景是巨大的。通過該系統(tǒng)，用戶不僅可以監(jiān)控和調(diào)度所有在GSM網(wǎng)信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的車輛，還可以遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)度在GSM網(wǎng)信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的車輛，并進(jìn)行卓有成效的運(yùn)輸管理。

目前在全球有四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS，中國(guó)的北斗以及歐洲的伽利略系統(tǒng)，其中應(yīng)用最廣泛的是美國(guó)的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，占據(jù)全球90%以上市場(chǎng)。衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)有關(guān)地理位置信息，涉及國(guó)家安全，所以我國(guó)非常重視，目前北斗二代系統(tǒng)已完成亞太區(qū)覆蓋并正式提供服務(wù)，并計(jì)劃至2020年實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。北斗二代系統(tǒng)促進(jìn)移動(dòng)位置服務(wù)的核心是其能提供精確的位置，目前GPS系統(tǒng)民用的定位精度是米級(jí)，能滿足車載導(dǎo)航等一般應(yīng)用，但若用于更精確的位置應(yīng)用領(lǐng)域則顯不足。北斗二代系統(tǒng)設(shè)計(jì)定位精度為10米，建設(shè)地基增強(qiáng)網(wǎng)后可提高至厘米級(jí)，從而使精細(xì)的移動(dòng)位置服務(wù)成為可能。

當(dāng)前GPS可用GPRS網(wǎng)和CDMA1X等較為先進(jìn)的通信網(wǎng)。基于GPRS網(wǎng)的傳輸速度在理論上可以達(dá)到100kbps以上，而2003年開通的CDMA1X網(wǎng)絡(luò)，由于采用了反向相干解調(diào)、前向快速功率控制等技術(shù)，其理論帶寬可以達(dá)到300kbps，目前實(shí)際使用的帶寬在100kbps左右（雙向?qū)ΨQ傳輸），傳輸速率高于GPRS，可以提供更多的中高速率業(yè)務(wù)。隨著2.5G的CDMA1X/GPRS向3G網(wǎng)絡(luò)過渡，頻譜效率越來越高，支持的速率也將越來越高，增加到3G初期的幾百kbps，再到3G增強(qiáng)型的幾Mbps，然后在3G進(jìn)一步增強(qiáng)型的幾十到上百M(fèi)bps，再到超3G（B3G）的上百M(fèi)bps-1Gbps，GPS將可以實(shí)現(xiàn)更多視頻新業(yè)務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁安存 《全球定位系統(tǒng)原理及應(yīng)用》 大連海事大學(xué)出版社 1999.11

[2]張勤 《GPS測(cè)量原理及應(yīng)用》 科學(xué)出版社 2005.7

[3]吳廣華 《衛(wèi)星導(dǎo)航》 人民交通出版社 1998.4

[4]鄧中衛(wèi) 《GPS技術(shù)、應(yīng)用及市場(chǎng)》北京航空工業(yè)出版社 1996.10

[5]富立，范耀祖 《車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)》中國(guó)鐵道出版社 2004.11

[6][美]趙亦林 《車輛定位與導(dǎo)航系統(tǒng)》 電子工業(yè)出版社.1999