張金煥 雷琳(沈陽理工大學(xué),遼寧 沈陽 110168)

GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

張金煥 雷琳(沈陽理工大學(xué),遼寧 沈陽 110168)

隨著科學(xué)家對全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的不斷探索和革新，使現(xiàn)代人類文明邁向了全新的科技時代，定位技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)得以開發(fā)，并有效的應(yīng)用于現(xiàn)代社會生活之中。本文通過對現(xiàn)代通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、三維GIS及GPS接口等相關(guān)技術(shù)的分析，對GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與研究進(jìn)行了探索與研究。

GPS定位；監(jiān)控系統(tǒng)；技術(shù)開發(fā)；

1 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的概念

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem簡稱為GPS），是通過向太空發(fā)射人造衛(wèi)星，以人造衛(wèi)星為基點感受傳送電波的強(qiáng)度，確定目標(biāo)所在的具體為止，是以中距離圓形軌道衛(wèi)星導(dǎo)航為主要系統(tǒng)的定位技術(shù)，通過圍繞地球的24顆人造衛(wèi)星組成，24小時向地面的主控站發(fā)送數(shù)據(jù)定位信息。我們生活中最常使用的手機(jī)以及車載GPS定位系統(tǒng)，只需接受4顆人造衛(wèi)星傳送的數(shù)據(jù)信號，再經(jīng)過縝密的計算整理，就可以通過儀器報告出所需目標(biāo)的準(zhǔn)確位置、天氣狀況以及運(yùn)動情況。GPS定位系統(tǒng)由美國軍方開發(fā)研究，隨其技術(shù)公開在全球范圍內(nèi)大范圍應(yīng)用，已經(jīng)與人類現(xiàn)代科技生活密不可分。

2 GIS地理信息系統(tǒng)的概念

三維GIS地理信息系統(tǒng)是隨著定位系統(tǒng)的不斷發(fā)展開發(fā)出來的新的定位系統(tǒng)。它是以多種學(xué)科融合而產(chǎn)生的科技產(chǎn)物，其中包含了制圖學(xué)、遙感、統(tǒng)計、地理、測繪、通訊、電子技術(shù)等多門學(xué)科。GIS技術(shù)主要通過計算機(jī)技術(shù)對現(xiàn)實環(huán)境的仿真以及對受控目標(biāo)的信息整理，提供正確全面的三維信息。

3 GPS技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)邏輯設(shè)計結(jié)構(gòu)

GPS導(dǎo)航系統(tǒng)通過衛(wèi)星計算與接收器之間的距離，再結(jié)合其它多顆衛(wèi)星之間的數(shù)據(jù)信息，就可以確定接收器的具體位置，主控臺通過GPRS模塊傳送信息到用戶的GPS操作器上，就可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)監(jiān)控定位、實時操作和報警等功能。

3.2 定位信息采樣估算

終端設(shè)備主要有手機(jī)以及汽車設(shè)備兩種形式，為了信息的正確軌跡查詢，需要保證車輛200米、人員20米的識別精度，并且保存這些數(shù)據(jù)至少3個月的時間。汽車設(shè)備終端采樣頻率為10秒一次，手機(jī)采樣頻率為20秒一次。為了保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和有效性，可以在移動終端安裝功能模塊，從而監(jiān)控位置的具體變化。此外，系統(tǒng)可以采用Oracle數(shù)據(jù)庫，通過儲存空間表的形式實現(xiàn)儲存空間的最大化，對傳送信息進(jìn)行保存，從而對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化管理。

4 GPS技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的主要功能

4.1 實時監(jiān)測與跟蹤

在手機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，通過GPS技術(shù)平臺，用戶只需在移動終端設(shè)定專屬的賬號密碼就可以與手機(jī)實現(xiàn)實時跟蹤與定位，能夠準(zhǔn)確的幫助用戶確定所屬手機(jī)的具體位置。

這項功能在如今一倍廣泛的應(yīng)用于汽車系統(tǒng)之中，車輛實時監(jiān)測與跟蹤實際上就是向用戶或者技術(shù)人員提供車輛的具體情況，從而使操作人員能隨時掌握車輛的狀況。通過GIS、GPS、GSM等技術(shù)的應(yīng)用向用戶們提供有效的車輛監(jiān)測功能，同時為用戶提供精準(zhǔn)的地理信息服務(wù)，用戶通過簡單的操作就可以確定精準(zhǔn)的地理位置信息。

在手機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，通過GPS技術(shù)平臺，用戶只需在移動終端設(shè)定專屬的賬號密碼就可以與手機(jī)實現(xiàn)實時跟蹤與定位，能夠準(zhǔn)確的幫助用戶確定所屬手機(jī)的具體位置。

在對車輛進(jìn)行實時跟蹤時，操作點可以通過操作設(shè)備對汽車下達(dá)具體指令，同時通過通訊技術(shù)實現(xiàn)與車輛內(nèi)部人員進(jìn)行實時信息交流。

4.2 軌跡查詢

軌跡查詢就是需要對車輛進(jìn)行歷史跟蹤，要求汽車系統(tǒng)能夠提供汽車以往歷史的行程以及行駛狀況的查詢功能。

（1）行程軌跡回放功能

通過GPS技術(shù)對汽車進(jìn)行實時定位，再整合數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，方便用戶在需要的時候?qū)ζ嚉v史行程的狀況進(jìn)行回放查找，能夠在地圖上準(zhǔn)確描述出汽車的歷史行程軌跡。

（2）定點行程查詢

定點行程查詢就是通過檢索詞進(jìn)行查詢，例如具體地理名稱、時間段等。系統(tǒng)通過檢索詞在數(shù)據(jù)庫中提取車輛當(dāng)時的行駛記錄，從而確定汽車當(dāng)時的行程狀態(tài)。

4.3 調(diào)度管理

調(diào)度管理實際上就是監(jiān)控操作中心通過GPS定位技術(shù)以文本信息的方式對目標(biāo)進(jìn)行調(diào)度和管理。文本數(shù)據(jù)和圖片數(shù)據(jù)可以通過短信信道的方式傳送到終端，監(jiān)控操作中心能夠顯示具體數(shù)據(jù)文本。

4.4 智能報警

智能報警的方式改變傳統(tǒng)終端主動報警形式，代替了在緊急情況下需要操作人員觸發(fā)按鈕才可以完成報警的操作形式，以智能監(jiān)控人員或設(shè)備的行動狀況，如果人員或設(shè)備觸發(fā)了某些報警條件，則自動向監(jiān)控中心發(fā)送報警信號。

車輛智能報警主要有以下兩種形式：

（1）智能超速報警：監(jiān)控目標(biāo)是車輛，通過GPS定位車輛所屬區(qū)域限定的時速對車輛進(jìn)行速度監(jiān)控，一旦超出限定速度，系統(tǒng)自動報警。

（2）智能區(qū)域報警：通過GPS對地圖區(qū)域進(jìn)行劃分，一旦車輛進(jìn)入危險區(qū)域或是即將進(jìn)入危險區(qū)域，自動發(fā)出報警信號。

對人員進(jìn)行身體監(jiān)測，同樣如此，可以通過設(shè)備對人的心跳頻率或是行動軌跡進(jìn)行整理和記錄，一旦心跳出現(xiàn)異常現(xiàn)象，可以通過GPS發(fā)送用戶具體定位自動報警和撥打急救電話，確保人員第一時間接受治療。

5 結(jié)語

GPS定位技術(shù)在當(dāng)今現(xiàn)代生活中十分常見。GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)可以通過人造衛(wèi)星傳送數(shù)據(jù)獲得準(zhǔn)確的監(jiān)控對象的位置信息和具體狀況，隨著GPS技術(shù)的成熟發(fā)展，結(jié)合三維GIS技術(shù)可以完美的對車輛、手機(jī)下達(dá)指令，實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時調(diào)度、跟蹤、報警等功能。三維地圖的應(yīng)用使GPS監(jiān)控系統(tǒng)更加直觀、真實，在各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合GPS無線通訊技術(shù)、計算機(jī)數(shù)據(jù)庫處理等技術(shù)構(gòu)成三維GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)，可以通過衛(wèi)星定位全天候的對手機(jī)、車輛等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理，在現(xiàn)代科技市場中得到了成功的應(yīng)用。

[1]姚劍琴.基于GPS技術(shù)的定位監(jiān)控系統(tǒng)[J].制造業(yè)自動化，2012,34（7）.

[2]徐述書，葉樺，仰燕蘭.GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的分區(qū)優(yōu)化及其實現(xiàn).東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011,41（z1）.

遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目資助201510144027。

張金煥（1994-），女，沈陽理工大學(xué)；

雷琳（1996-），女，沈陽理工大學(xué)。