gps技术在交通中应用设计

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1、GPS技术在交通中应用设计　　摘要：GPS系统技术在道路勘探设计上的应用越来越广泛，在“数字交通”的规划建设中，如何结合GPS技术解决交通堵塞、运营车灵活调度并大力发展交通智能化管理，显得特别重要。本文就GPS移动目标监控系统的设计、实现模式进行分析和探讨。关键词：交通；GPS；数字交通；GIS中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：GPS全球定位系统（GlobalPositioningSystem）是美国国防部于1973年11月授权开始研制的海陆空三军共用的美国第二代卫星导航系统，耗资近100亿美元，是美国继阿波罗登月飞

2、船和航天飞机之后的第三大工程。GPS定位技术具有精度高、速度快、成本低的显著优点，成为目前世界上应用范围最广泛、实用性最强的全球精密授时、测距、导航、定位系统。我国GPS技术也在测量、海空导航、车辆引行、导弹制导、精密定位、动态观测、时间传递、速度测量等方面加以应用。本文结合当前“数字交通”的建设，就GPS技术目前在交通中的背景描述、系统设计、实现模式分析和典型应用等方面进行探讨。1.GPS的工程原理7GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置P点架设GPS接收机，在某一时刻ti,同时接收了3颗（A、B、C）以

3、上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP、SBP、SCP，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置（三维坐标）。从而用距离交会的方法求得P点的维坐标（Xp，Yp，Zp），其数学式为：SAP2=[(Xp-XA)2+(Yp-YA)2+(Zp+ZA)2];SBP2=[(Xp-XB)2+(Yp-YB)2+(Zp+ZB)2];SCP2=[(Xp-XC)2+(Yp-YC)2+(Zp+ZC)2]。式中（XA，YA，ZA），（XB，YB，ZB），（XC，YC，ZC）分别为

4、卫星A，B，C在时刻ti,的空间直角坐标。在GPS测量中通常采用两类坐标系统，一类是在空间固定的坐标系统，另一类是与地球体相固联的坐标系统，称地固坐标系统。我们在公路工程控制测量中常用地固坐标系统。（如：WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。）在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换，来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果，因此在测量中被得到了广泛的应用。2.“数字交通”移动目标监控系统设计7移动目标监控系统主要是采用GPS技术、GIS技术和无线通信技术

5、、IC卡技术的结合，实现了对移动目标全天候的监控、报警、指挥、防盗和调度的功能。它的应用不仅仅是车辆，而且包括各种飞机、船舶等运动载体。2.1车载移动单元车载移动单元主要完成车辆定位数据、报警信息的传送及监控中心控制、配置命令的接收和执行。通常还可以在车载GPS接收机安装一个汉字LCD显示器。另一方面，GSM短消息的传送速率达到1200bits，最多可传送160个字节的信息，而目前传送GPS定位信息仅占用了其中的100个字节，完全可满足车辆调度的需要。通过短信实现车载系统和中央监控系统的通信，是目前GPS车辆定位系统最常用的通信模

6、式。2.2中央监控系统设计作为“数字交通”的重要组成部分的移动目标中央监控系统，是基于大型关系数据库管理技术和地理信息数据技术相结合的应用，主要由GPS监控终端GIS终端、业务处理终端、前端接入设备、服务器、路由器交换机、大屏幕监控投影仪等硬件组成。2.2.1系统概述7中央监控系统接收当前所有车载监控单元回传的GPS定位信息和传感器监控数据，在GIS系统的配合下，这些信息可以显示在监控中心的电子地图上。监控中心工作人员可以很方便地查询所有移动目标的运行状态及系统自动生成的交通中车辆准班准点状况，并完成相应的显示、监控、分析、查询和

7、记录工作。同时，某些调度信息也可以通过系统传输到车载设备的LCD显示屏上。中央监控系统主要是完成车辆调度、监控报警、信息查询和远程安全遥控的功能，保障车辆出现意外时，及时报警或维修，提高运行车辆的安全性。同时，针对道路交通状况，进行全方位的智能化管理，为驾驶者提供路线规划和自动导航，提高工作车辆的效率和医疗、救援等行业的反应速度，减少城市交通堵塞现象。2.2.2软件平台结构监控中心软件平台由GIS地图、GPS监控软件、数据库管理系统、中心服务处理软件、网络通信平台和网上查询系统组成。在此平台开发上，采用当前业界流行的B/S三层结构

8、。2.3无线通信平台选择无线通信平台作为中央监控系统与各移动目标进行信息交换的枢纽，是移动目标监控系统的重要组成部分，它的实现模式有以下几种：（1）无线数据公网:GSM、CDMA。（2）集群通信:如公安上用的350Ｍ、800Ｍ集群系统。（3）常规电