王　平

（內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古　赤峰　024005）

交通運(yùn)輸工程中的GPS系統(tǒng)應(yīng)用

王平

（內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古赤峰024005）

隨著高速公路網(wǎng)絡(luò)工程及交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，GPS的應(yīng)用越來(lái)越廣泛與普及。GPS在交通工程控制網(wǎng)、外控點(diǎn)等諸多方面的科學(xué)性得到了實(shí)踐的驗(yàn)證，提高了交通運(yùn)輸工程網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的精度與效率。

GPS系統(tǒng)；公路；交通運(yùn)輸工程

1　GPS技術(shù)特點(diǎn)

GPS全球定位系統(tǒng)，是美國(guó)于20世紀(jì)70年代在“子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航定位”技術(shù)上發(fā)展而來(lái)的全新技術(shù)，具有全球性、全能性、全天候性等特點(diǎn)，具備導(dǎo)航定位、定時(shí)、測(cè)速等功能。GPS系統(tǒng)有三大子系統(tǒng)構(gòu)成：一是空間部分，GPS衛(wèi)星星座；二是地面控制部分，地面監(jiān)控系統(tǒng)；三是用戶設(shè)備部分，GPS信號(hào)接收機(jī)。

目前國(guó)際上，GPS在交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，我國(guó)在這方面的網(wǎng)格建設(shè)還處在初級(jí)階段，不具規(guī)模。實(shí)時(shí)智能車輛監(jiān)控系統(tǒng)GIS、交通智能化管理ITM都需要借助GPS數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)作用，通過(guò)GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，把相關(guān)的交通道路信息發(fā)往控制中心，信息在經(jīng)過(guò)處理后再傳輸?shù)礁鞅O(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過(guò)電子地圖實(shí)時(shí)把控道路的運(yùn)輸情況。

2　交通運(yùn)輸工程中的GPS支持技術(shù)

（1）電子地圖技術(shù)。電子地圖是對(duì)道路空間信息的可視化產(chǎn)品，在時(shí)下日常生活中已經(jīng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。電子地圖是整個(gè)GPS系統(tǒng)成型的基礎(chǔ)，是對(duì)電子數(shù)據(jù)信息的直觀反映，方便用戶查看周邊的道路交通環(huán)境，是智能化交通運(yùn)輸工程的數(shù)據(jù)輸出終端。

（2）智能導(dǎo)航技術(shù)。智能導(dǎo)航，是在電子地圖的基礎(chǔ)上，對(duì)道路交通信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與建模，建立多種不同的信息組織機(jī)制及流程控制機(jī)制，并根據(jù)用戶的選擇，實(shí)時(shí)引導(dǎo)車輛在經(jīng)濟(jì)方便的道路上行駛，部分替代人們的主觀作用。目前，應(yīng)用最為廣泛的依然是GPS智能導(dǎo)航，我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也在發(fā)展當(dāng)中，對(duì)于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、電子地圖、語(yǔ)音提示、測(cè)速等功能具有進(jìn)一步的技術(shù)支撐。

（3）無(wú)線通信技術(shù)。無(wú)線通信技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)信息與用戶終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，是信息傳遞的橋梁。目前，GPS系統(tǒng)采用的無(wú)線通信技術(shù)多是較為成熟的公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣且技術(shù)成熟，可靠性高。GPRS網(wǎng)、CDMA1X是較為先進(jìn)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸速率更高。GPRS網(wǎng)的理論傳輸速度100kbps，CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)是世界各國(guó)采用的第三代移動(dòng)通信技術(shù)中，技術(shù)最成熟、商用化最快的，該網(wǎng)絡(luò)采用反向相干解調(diào)、前向快速功率控制等技術(shù)，理論帶寬可以達(dá)到300kb/s，目前實(shí)際應(yīng)用中采用雙向?qū)ΨQ傳輸，帶寬在100kb/s左右，傳輸速率高于GPRS，在中高速數(shù)據(jù)傳輸方面更有優(yōu)勢(shì)。

3　GPS系統(tǒng)在交通工程建設(shè)中的應(yīng)用

道路網(wǎng)絡(luò)的完善是現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)，在道路工程建設(shè)運(yùn)行中，GPS系統(tǒng)主要用于建立工程控制網(wǎng)，測(cè)定航測(cè)外控點(diǎn)。GPS技術(shù)較之常規(guī)方法具有明顯的優(yōu)越性，首先在各測(cè)量站中間無(wú)需通視，使地點(diǎn)的選擇更加的靈活。其次是定位的精度高，在小于50km的道路基線上，GPS技術(shù)的相對(duì)定位精度可達(dá)12×10-6，而在100～500km的道路基線上可達(dá)10-6～10-7。除此之外，GPS技術(shù)在測(cè)量時(shí)可以提供各個(gè)站點(diǎn)的三維立體坐標(biāo)，耗費(fèi)的時(shí)間也較短，20km的道路基線測(cè)量一般只需5min左右，大大提高

了工作效率。高等級(jí)公路的建設(shè)如火如荼，時(shí)常需要穿越山脈或者人口較少的地區(qū)，路網(wǎng)線路多、長(zhǎng)，對(duì)道路環(huán)境的了解偏少，常規(guī)的測(cè)量手段不僅給道路的布網(wǎng)建設(shè)帶來(lái)了較大的困難，在精準(zhǔn)度的要求上也難以達(dá)標(biāo)。在我國(guó)的高等級(jí)公路建設(shè)中，已經(jīng)在技術(shù)層面進(jìn)行革新，運(yùn)用GPS技術(shù)建立首級(jí)高精度控制網(wǎng)。在滬杭高速公路的上海段就是采用GPS技術(shù)建立首級(jí)控制網(wǎng)，再以常規(guī)的測(cè)量手段進(jìn)行導(dǎo)線布設(shè)，進(jìn)一步的加密。上海段的建設(shè)，點(diǎn)位誤差達(dá)到了2cm，這是常規(guī)方法難以實(shí)現(xiàn)的精準(zhǔn)度。由于GPS技術(shù)不需要通視，具有較高的點(diǎn)位精準(zhǔn)度，減少了常規(guī)方法的中間環(huán)節(jié)，在橋梁、隧道的建設(shè)中應(yīng)用廣泛。

4　GPS技術(shù)在交通運(yùn)輸及管理中運(yùn)用

（1）GPS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。交通運(yùn)輸智能化的發(fā)展，需要GPS技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行。GPS與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，可以構(gòu)建統(tǒng)一的信息控制平臺(tái)，提升信息數(shù)據(jù)的實(shí)效性。交通運(yùn)輸工程的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)道路交通進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，如果由各個(gè)物流公司自行構(gòu)建控制平臺(tái)，其成本較高，會(huì)成為GPS技術(shù)推廣的障礙。GPS技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化，可以同時(shí)接入多個(gè)用戶群體，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)實(shí)地查詢，簡(jiǎn)化操作，也提升了效率。

（2）GPS導(dǎo)航作用。GPS導(dǎo)航是與用戶密切相關(guān)的，是交通運(yùn)輸中最直接的體驗(yàn)。導(dǎo)航是在GPS技術(shù)上發(fā)展而來(lái)的，汽車、飛機(jī)、輪船等各種運(yùn)輸工具都可以通過(guò)GPS導(dǎo)航接收器進(jìn)行導(dǎo)航，方便了用戶對(duì)道路的識(shí)別。GPS導(dǎo)航是由GPS接收器接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，至少是三顆衛(wèi)星以上的實(shí)時(shí)立體數(shù)據(jù)，確定某一地點(diǎn)的準(zhǔn)確經(jīng)緯度坐標(biāo)、時(shí)間等信息。為提高導(dǎo)航定位的精度，通常采用差分GPS技術(shù)。GPS導(dǎo)航的首要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)交通線路的合理規(guī)劃，在道路網(wǎng)絡(luò)日益密集的今天，合理道路的選擇可以大大節(jié)省運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間成本，提升效益。導(dǎo)航還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通工具的實(shí)時(shí)跟蹤，語(yǔ)音指揮，方便用戶對(duì)信息的查詢，對(duì)于停車場(chǎng)、賓館、醫(yī)院等信息實(shí)時(shí)更新，為用戶提供了更便捷的服務(wù)。此外，GPS導(dǎo)航對(duì)于緊急救援更具重大指導(dǎo)作用，通過(guò)GPS導(dǎo)航及定位系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)事故車輛地理位置的準(zhǔn)確定位，第一時(shí)間聯(lián)系救助人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)揮出救助的時(shí)間作用。

5　結(jié)語(yǔ)

GPS技術(shù)在道路工程修建及交通運(yùn)輸中作用明顯，可以提供傳統(tǒng)方式無(wú)法匹及的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，方便了道路的施工、車輛的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通運(yùn)輸?shù)膶?shí)時(shí)調(diào)控，盡可能的避免擁堵，發(fā)揮出道路的最大效用。如以城市電子地圖為基礎(chǔ)的TCGIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市道路環(huán)境的三維立體真實(shí)模擬，交通信號(hào)燈、交通標(biāo)志、路欄等信息誤差率接近于零，對(duì)于城市交通的控制起到重要的指導(dǎo)作用。在科技飛速發(fā)展的今天，GPS系統(tǒng)技術(shù)在交通運(yùn)輸工程中必然得到進(jìn)一步的升級(jí)革新，發(fā)展空間巨大。

The Application of GPS System in Transportation Engineering

WANG Ping
（Inner Mongolia Traffic Vocational Technical College，Chifeng，Inner Mongolia 024005，China）

With the rapid development of highway network engineering and transportation，the application of GPS is more and more widely.The scientific characteristic of GPS has been proved in aspects such as the traffic engineering control network and external locus of control，improving the accuracy and efficiency of the transportation engineering network operation.

GPS system；traffic way；transportation engineering

U495

A

2095-980X（2015）11-0059-02

2015-10-06

王平（1980-），內(nèi)蒙古喀喇沁旗人，大學(xué)本科，講師，主要研究方向：交通運(yùn)輸工程。