分析全球定位系統(tǒng)與交通運(yùn)輸
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【關(guān)鍵詞】交通運(yùn)輸,系統(tǒng),定位,全球,分析,GPS,導(dǎo)航,車輛,路線,
GPS還在陸地和空中有很大作用。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合,可以實現(xiàn)車輛跟蹤、提供出行路線和導(dǎo)航、信息查詢、話務(wù)指揮、緊急救援等許多功能。
GPS在公共交通車輛導(dǎo)航中的作用可具體地例證它的功能,如其智能調(diào)度功能,使裝有GPS的出租車配備合理,能最大程度地滿足乘客需求,減少空載率,降低能源消耗,節(jié)省運(yùn)行成本,并使行車、乘車安全系數(shù)大大提高等。
二、GPS在道路工程中的應(yīng)用
目前,GPS在道路工程中主要用于建立各種道路工程控制網(wǎng)及測定航測外控點等。隨著高等級公路的迅速發(fā)展,對勘測技術(shù)提出了更高的要求,由于線路長,已知點少,用常規(guī)測量手段不僅布網(wǎng)困難,而且難以滿足高精度的要求。目前,國內(nèi)已逐步采用GPS技術(shù)建立線路首級高精度控制網(wǎng),如滬寧、滬杭高速公路的上海段就是利用GPS建立了首級控制網(wǎng),然后用常規(guī)方法布設(shè)導(dǎo)線加密。實踐證明,在幾十千米范圍內(nèi)的點位誤差只有2厘米左右,達(dá)到了常規(guī)方法難以實現(xiàn)的精度,同時也大大提前了工期。GPS技術(shù)也同樣應(yīng)用于特大橋梁的控制測量。由于無需通視,可構(gòu)成較強(qiáng)的網(wǎng)形,提高點位精度,同時對檢測常規(guī)測量的支點也非常有效。如在江陰長江大橋的建設(shè)中,首先用常規(guī)方法建立了高精度邊角網(wǎng),然后利用GPS對該網(wǎng)進(jìn)行了檢測,GPS檢測網(wǎng)達(dá)到了毫米級精度,與常規(guī)精度網(wǎng)符合較好。GPS技術(shù)在隧道測量中具有廣泛的應(yīng)用前景,其測量無需通視,減少了常規(guī)方法的中間環(huán)節(jié),因此,速度快、精度高,具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
三、GPS在汽車導(dǎo)航和交通管理中的應(yīng)用
三維導(dǎo)航是GPS的首要功能,飛機(jī)、船舶、地面車輛以及步行者都可利用GPS導(dǎo)航接收器進(jìn)行導(dǎo)航。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是在全球定位系統(tǒng)GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新型技術(shù),由GPS導(dǎo)航、自律導(dǎo)航、微處理器、車速傳感器、陀螺傳感器、CD—ROM驅(qū)動器、LCD顯示器組成。
GPS導(dǎo)航是由GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星信號(三顆以上),求出該點的經(jīng)緯度坐標(biāo)、速度、時間等信息。為提高汽車導(dǎo)航定位精度,通常采用差分GPS技術(shù)。當(dāng)汽車行駛到地下隧道、高層樓群、高速公路等遮掩物而捕獲不到GPS衛(wèi)星信號時,系統(tǒng)可自動導(dǎo)入自律導(dǎo)航系統(tǒng),此時由車速傳感器檢測出汽車的行進(jìn)速度,通過微處理單元的數(shù)據(jù)處理,從速度和時間中直接算出前進(jìn)的距離,陀螺傳感器直接檢測出前進(jìn)的方向,陀螺儀還能自動存儲各種數(shù)據(jù),即使在更換輪胎暫時停車時,系統(tǒng)也可以重新設(shè)定。
由GPS衛(wèi)星導(dǎo)航和自律導(dǎo)航所測到的汽車位置坐標(biāo)、前進(jìn)的方向都與實際行駛的路線軌跡存在一定誤差,為修正這兩者間的誤差,使之與地圖上的路線統(tǒng)一,需采用地圖匹配技術(shù),加一個地圖匹配電路,對汽車行駛的路線與電子地圖上道路的誤差進(jìn)行實時相關(guān)匹配,并做自動修正,此時,地圖匹配電路通過微處理單元的整理程序進(jìn)行快速處理,得到汽車在電子地圖上的正確位置,以指示出正確行駛路線。CD-ROM用于存儲道路數(shù)據(jù)等信息,LCD顯示器用于導(dǎo)航的相關(guān)信息。
導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合,可以實現(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。
車輛跟蹤即利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置,并任意放大、縮小、還原、換圖;可以隨目標(biāo)移動,使目標(biāo)始終保持在屏幕上;還可以實現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤,利用該功能可對重要車輛和貨物進(jìn)行跟蹤運(yùn)輸。
出行路線規(guī)劃和導(dǎo)航主要包括以下幾方面。
自動線路規(guī)劃。由駕駛員確定起點和終點,由計算機(jī)軟件按照要求自動設(shè)計最佳行駛路線,包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數(shù)最少的路線等。
人工線路設(shè)計。由駕駛員根據(jù)自己的目的地設(shè)計起點、終點和途經(jīng)點等,自動建立線路庫。線路規(guī)劃完畢后,顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計路線,并同時顯示汽車運(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、賓館、醫(yī)院等數(shù)據(jù)庫,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、語言及圖象的形式顯示,并在電子地圖上顯示其位置。同時,監(jiān)測中心可以利用監(jiān)測控制臺對區(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。
話務(wù)指揮。指揮中心可以監(jiān)測區(qū)域內(nèi)車輛的運(yùn)行狀況,對被監(jiān)控車輛進(jìn)行合理調(diào)度。指揮中心也可以隨時與被跟蹤目標(biāo)通話,實行管理。
緊急援助。通過GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)可以對遇有險情或發(fā)生事故的車輛進(jìn)行緊急援助。監(jiān)控臺的電子地圖可顯示求助信息和報警目標(biāo),并以報警聲、光提醒值班人員進(jìn)行應(yīng)急處理。
GPS還在陸地和空中有很大作用。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合,可以實現(xiàn)車輛跟蹤、提供出行路線和導(dǎo)航、信息查詢、話務(wù)指揮、緊急救援等許多功能。
GPS在公共交通車輛導(dǎo)航中的作用可具體地例證它的功能,如其智能調(diào)度功能,使裝有GPS的出租車配備合理,能最大程度地滿足乘客需求,減少空載率,降低能源消耗,節(jié)省運(yùn)行成本,并使行車、乘車安全系數(shù)大大提高等。
二、GPS在道路工程中的應(yīng)用
目前,GPS在道路工程中主要用于建立各種道路工程控制網(wǎng)及測定航測外控點等。隨著高等級公路的迅速發(fā)展,對勘測技術(shù)提出了更高的要求,由于線路長,已知點少,用常規(guī)測量手段不僅布網(wǎng)困難,而且難以滿足高精度的要求。目前,國內(nèi)已逐步采用GPS技術(shù)建立線路首級高精度控制網(wǎng),如滬寧、滬杭高速公路的上海段就是利用GPS建立了首級控制網(wǎng),然后用常規(guī)方法布設(shè)導(dǎo)線加密。實踐證明,在幾十千米范圍內(nèi)的點位誤差只有2厘米左右,達(dá)到了常規(guī)方法難以實現(xiàn)的精度,同時也大大提前了工期。GPS技術(shù)也同樣應(yīng)用于特大橋梁的控制測量。由于無需通視,可構(gòu)成較強(qiáng)的網(wǎng)形,提高點位精度,同時對檢測常規(guī)測量的支點也非常有效。如在江陰長江大橋的建設(shè)中,首先用常規(guī)方法建立了高精度邊角網(wǎng),然后利用GPS對該網(wǎng)進(jìn)行了檢測,GPS檢測網(wǎng)達(dá)到了毫米級精度,與常規(guī)精度網(wǎng)符合較好。GPS技術(shù)在隧道測量中具有廣泛的應(yīng)用前景,其測量無需通視,減少了常規(guī)方法的中間環(huán)節(jié),因此,速度快、精度高,具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
三、GPS在汽車導(dǎo)航和交通管理中的應(yīng)用
三維導(dǎo)航是GPS的首要功能,飛機(jī)、船舶、地面車輛以及步行者都可利用GPS導(dǎo)航接收器進(jìn)行導(dǎo)航。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是在全球定位系統(tǒng)GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新型技術(shù),由GPS導(dǎo)航、自律導(dǎo)航、微處理器、車速傳感器、陀螺傳感器、CD—ROM驅(qū)動器、LCD顯示器組成。
GPS導(dǎo)航是由GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星信號(三顆以上),求出該點的經(jīng)緯度坐標(biāo)、速度、時間等信息。為提高汽車導(dǎo)航定位精度,通常采用差分GPS技術(shù)。當(dāng)汽車行駛到地下隧道、高層樓群、高速公路等遮掩物而捕獲不到GPS衛(wèi)星信號時,系統(tǒng)可自動導(dǎo)入自律導(dǎo)航系統(tǒng),此時由車速傳感器檢測出汽車的行進(jìn)速度,通過微處理單元的數(shù)據(jù)處理,從速度和時間中直接算出前進(jìn)的距離,陀螺傳感器直接檢測出前進(jìn)的方向,陀螺儀還能自動存儲各種數(shù)據(jù),即使在更換輪胎暫時停車時,系統(tǒng)也可以重新設(shè)定。
由GPS衛(wèi)星導(dǎo)航和自律導(dǎo)航所測到的汽車位置坐標(biāo)、前進(jìn)的方向都與實際行駛的路線軌跡存在一定誤差,為修正這兩者間的誤差,使之與地圖上的路線統(tǒng)一,需采用地圖匹配技術(shù),加一個地圖匹配電路,對汽車行駛的路線與電子地圖上道路的誤差進(jìn)行實時相關(guān)匹配,并做自動修正,此時,地圖匹配電路通過微處理單元的整理程序進(jìn)行快速處理,得到汽車在電子地圖上的正確位置,以指示出正確行駛路線。CD-ROM用于存儲道路數(shù)據(jù)等信息,LCD顯示器用于導(dǎo)航的相關(guān)信息。
導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合,可以實現(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。
車輛跟蹤即利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置,并任意放大、縮小、還原、換圖;可以隨目標(biāo)移動,使目標(biāo)始終保持在屏幕上;還可以實現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤,利用該功能可對重要車輛和貨物進(jìn)行跟蹤運(yùn)輸。
出行路線規(guī)劃和導(dǎo)航主要包括以下幾方面。
自動線路規(guī)劃。由駕駛員確定起點和終點,由計算機(jī)軟件按照要求自動設(shè)計最佳行駛路線,包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數(shù)最少的路線等。
人工線路設(shè)計。由駕駛員根據(jù)自己的目的地設(shè)計起點、終點和途經(jīng)點等,自動建立線路庫。線路規(guī)劃完畢后,顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計路線,并同時顯示汽車運(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、賓館、醫(yī)院等數(shù)據(jù)庫,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、語言及圖象的形式顯示,并在電子地圖上顯示其位置。同時,監(jiān)測中心可以利用監(jiān)測控制臺對區(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。
話務(wù)指揮。指揮中心可以監(jiān)測區(qū)域內(nèi)車輛的運(yùn)行狀況,對被監(jiān)控車輛進(jìn)行合理調(diào)度。指揮中心也可以隨時與被跟蹤目標(biāo)通話,實行管理。
緊急援助。通過GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)可以對遇有險情或發(fā)生事故的車輛進(jìn)行緊急援助。監(jiān)控臺的電子地圖可顯示求助信息和報警目標(biāo),并以報警聲、光提醒值班人員進(jìn)行應(yīng)急處理。