公衍海

一個(gè)實(shí)用的GPS智能車輛監(jiān)控系統(tǒng)在硬件上分為基礎(chǔ)監(jiān)控中心加上全部移動(dòng)車臺(tái)兩大部分；在環(huán)境上分為連系中心和移動(dòng)車臺(tái)的集群移動(dòng)通訊網(wǎng)加上監(jiān)控中心局域網(wǎng)兩大部分；在軟件上分為基地中心包括向量地圖。GIS車輛監(jiān)控系統(tǒng)可以分成三個(gè)部分：移動(dòng)單元.中央控制單元和監(jiān)控平臺(tái)。移動(dòng)單元負(fù)責(zé)接收GPS衛(wèi)星定位信號(hào)，解算出其定位信息，然后在中央控制單元的控制下，把信息編碼發(fā)往監(jiān)控中心；中央控制單元負(fù)責(zé)控制整個(gè)無(wú)線通訊網(wǎng)的運(yùn)行，接收移動(dòng)單元傳來(lái)的信息，并把信息送到監(jiān)控平臺(tái)。監(jiān)控平臺(tái)則是主要以電子地圖為基礎(chǔ)的監(jiān)視和控制操作平臺(tái)，具有很方便的信息數(shù)據(jù)庫(kù)和強(qiáng)大的電子地圖操作功能.。

GPS智能車輛監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)涉及綜合性的高科技研制開(kāi)發(fā)，從技術(shù)上看主要是融合全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）交通地理信息系統(tǒng)（GIS）和無(wú)線數(shù)字通信技術(shù)（GMS）三項(xiàng)高新技術(shù)為一體的最新高科技研制任務(wù)，當(dāng)然設(shè)計(jì)試驗(yàn)過(guò)場(chǎng)中離不開(kāi)巨量的計(jì)算機(jī)軟件編程及調(diào)試優(yōu)化工作。我們認(rèn)為，在這一高科技研制過(guò)程中，當(dāng)前急需解決的有三項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題。

一是監(jiān)控系統(tǒng)的速度，亦即監(jiān)控系統(tǒng)的容量工程驗(yàn)證的效果表現(xiàn)為最快速的巡視速度，在使用已內(nèi)含向量地圖的中心監(jiān)控軟件基礎(chǔ)上，決定全系統(tǒng)快速響應(yīng)，即該報(bào)警的關(guān)鍵是發(fā)展為監(jiān)控目的專用的無(wú)線數(shù)字通信技術(shù)，其次是壓縮數(shù)據(jù)處理技術(shù).。

二、是智能化監(jiān)控軟件。工程驗(yàn)證的效果表現(xiàn)為監(jiān)控中心顯示界面的向量化地圖結(jié)構(gòu)和多層次的供用戶管理的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)。特別應(yīng)含有能與美國(guó)政府人為設(shè)立的100米民用GPS隨機(jī)定位偏差政策對(duì)抗，能對(duì)車輛位置與實(shí)際運(yùn)行路面之間的偏差進(jìn)行實(shí)時(shí)修正的智能軟件，避免目前國(guó)內(nèi)外車輛監(jiān)控中心普遍存在的所謂“車在路外跑”的現(xiàn)象。

三、是研制能自動(dòng)生成城市車輛導(dǎo)航監(jiān)控用向量地圖并能利用現(xiàn)場(chǎng)GPS定位數(shù)據(jù)快速修正的GIS環(huán)境支持平臺(tái)軟件，使得實(shí)用于中等城市的一幅導(dǎo)航監(jiān)控用向量地圖的生成周期，由一般數(shù)百天縮短為數(shù)天。

公路測(cè)量：

公路路線—般處在一條帶狀走廊內(nèi)。其平面控制測(cè)量往往采用導(dǎo)線形式，包括附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線、結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線等導(dǎo)線網(wǎng)形式。對(duì)于重要構(gòu)造物如大橋。特大橋、長(zhǎng)大隧道等，也有布設(shè)成三角網(wǎng)，線形鎖等形式.

GPS測(cè)量主要有以下特點(diǎn)：（1）測(cè)站之間無(wú)需通視。測(cè)站間相互通視一直是測(cè)量學(xué)的難題。GPS這一特點(diǎn)，使得選點(diǎn)更加靈活方便。但測(cè)站上空必須開(kāi)闊，以使接收GPS衛(wèi)星信號(hào)不受干擾。（2）定位精度高。一般雙頻GPS接收機(jī)基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+5ppm。GPS測(cè)量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長(zhǎng)，GPS測(cè)量?jī)?yōu)越性愈加突出。大量實(shí)驗(yàn)證明，在小于50公里的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá)12 x 10的負(fù)6次方，而在100～500公里的基線上可達(dá)10的負(fù)6次～10的負(fù)7次。（3）觀測(cè)時(shí)間短。在小于20公里的短基線上，快速相對(duì)定位一般只需5分鐘觀測(cè)時(shí)間即可。（4）提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程。（5）操作簡(jiǎn)便。GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高。在觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)是安裝并開(kāi)關(guān)儀器，量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其它觀測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲.跟蹤觀測(cè)等均由儀器自動(dòng)完成。（6）全大候作業(yè)。GPS觀測(cè)可在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行，一般不受天氣狀況的影口向.。

京珠國(guó)道主干線粵境高速公路湯塘至廣州北二環(huán)段長(zhǎng)約60公里，所處地形為重丘區(qū)，路線設(shè)計(jì)為6車道。該段有㈠個(gè)各種系統(tǒng)的平面控制點(diǎn)。經(jīng)過(guò)實(shí)地尋找，找出了7個(gè)，有4個(gè)被破壞，破壞中有2個(gè)國(guó)家11等點(diǎn)。在已找出的7個(gè)控制點(diǎn)中，國(guó)家測(cè)繪局系統(tǒng)1等點(diǎn)1個(gè)，111等點(diǎn)1個(gè)；城市測(cè)量系統(tǒng)點(diǎn)2個(gè)；總參軍控點(diǎn)3個(gè)。這些平面控制點(diǎn)分屬不同測(cè)量系統(tǒng)，且等級(jí)不同。為提高京珠國(guó)道粵境高速公路湯塘至廣州北二環(huán)段測(cè)設(shè)質(zhì)量，決定在國(guó)家測(cè)繪系統(tǒng)基礎(chǔ)進(jìn)行控制點(diǎn)的加密。加密的控制點(diǎn)布市方案是：沿公路路線每10km布設(shè)一對(duì)點(diǎn)，加密點(diǎn)的精度要達(dá)到四等控制網(wǎng)的要求。

從GPS測(cè)量中，可以看出GPS具有很大的發(fā)展前景。首先，GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受距離限制，非常適合于國(guó)家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重的地區(qū)。它不受人為因素的影響。整個(gè)作業(yè)過(guò)程全由微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)控制，自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動(dòng)平差計(jì)算。第三、GPSRTK技術(shù)將徹底改變公路測(cè)量模式。RTK能實(shí)時(shí)地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)非常適合路線，橋、隧勘察。它可以直接進(jìn)行實(shí)地實(shí)時(shí)放樣。中樁測(cè)量、點(diǎn)位測(cè)量等。第四，GPS測(cè)量可以極大地降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，減少野外砍伐工作量，提高作業(yè)效率。一般GPS測(cè)量作業(yè)效率為常規(guī)測(cè)量方法的3倍以上。第五，GPS高精度高程測(cè)量同高精度的平面測(cè)量一樣，是GPS測(cè)量應(yīng)用的重要領(lǐng)域。特別是在當(dāng)前高等級(jí)公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展的形勢(shì)下，往往由于這些地區(qū)地形條件的限制，實(shí)施常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量有困難，GPS高程測(cè)量無(wú)疑是一種有效的手段。

導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖，無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤和交通管理等許多功能，如車輛跟蹤、出行路線的規(guī)劃和導(dǎo)航、信息查詢、話務(wù)指揮、緊急援助等.

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以實(shí)現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時(shí)跟蹤，利用該功能可對(duì)重要車輛和貨物進(jìn)行跟蹤服務(wù)。

出行路線的規(guī)劃和導(dǎo)航：規(guī)劃出行路線是汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的一項(xiàng)重要輔助功能，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)劃由駕駛員確定起點(diǎn)和終點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)軟件按照要求自動(dòng)設(shè)計(jì)最佳行駛路線，包括最快的路線。最簡(jiǎn)單的路線，通過(guò)高速公路路段次數(shù)最少的路線等人王線路設(shè)計(jì)由駕駛員根據(jù)自己的目的地設(shè)計(jì)起點(diǎn)。終點(diǎn)和途經(jīng)點(diǎn)等，自動(dòng)建立線路庫(kù)。線路規(guī)劃完畢后，顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計(jì)路線，并同時(shí)顯示汽車運(yùn)行路徑和運(yùn)行方法.

信息查詢：為用戶提供主要物標(biāo)，如旅游景點(diǎn)，賓館。醫(yī)院等數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶能夠在電子地圖上根據(jù)需要進(jìn)行查詢。查詢資料可以文字，語(yǔ)言及圖像的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。同時(shí)，監(jiān)測(cè)中心可以利用監(jiān)測(cè)控制臺(tái)對(duì)區(qū)域內(nèi)任意目標(biāo)的所在位置進(jìn)行查詢，車輛信息將以數(shù)字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來(lái).

話務(wù)指揮：指揮中心可以監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)車輛的運(yùn)行狀況，對(duì)被監(jiān)控車輛進(jìn)行合理調(diào)度。指揮中心也可以隨時(shí)與被跟蹤目標(biāo)通話，實(shí)行管理.緊急援助：通過(guò)GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)，可以對(duì)遇險(xiǎn)或發(fā)生事故的車輛進(jìn)行緊急援助。監(jiān)控臺(tái)的電子地圖可顯示求助信息和報(bào)警目標(biāo)，規(guī)劃出最優(yōu)援助方案，并以報(bào)警聲，光提醒值班人員進(jìn)行應(yīng)急處理.

近些年來(lái)，國(guó)外研制了各種用于車輛誘導(dǎo)的系統(tǒng)，其中對(duì)車輛位置的實(shí)時(shí)確定主要依靠慣性測(cè)量系統(tǒng)以及車輪傳感器。隨著技術(shù)的發(fā)展，GPS將能接收基準(zhǔn)站發(fā)射的信息，經(jīng)過(guò)差分處理便可計(jì)算出實(shí)時(shí)位置，然后把目前所處位置與所要到達(dá)的目標(biāo)在道路網(wǎng)中進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，最后在道路電子地圖上顯示出到達(dá)目標(biāo)的最佳路線，為公安、消防、搶修、急救等車輛服務(wù)。