分析全球定位系統與交通運輸
【關鍵詞】交通運輸,系統,定位,全球,分析,GPS,導航,車輛,路線,
GPS還在陸地和空中有很大作用。GPS導航系統與電子地圖、無線電通訊網路及計算機車輛管理資訊系統相結合,可以實現車輛跟蹤、提供出行路線和導航、資訊查詢、話務指揮、緊急救援等許多功能。
GPS在公共交通車輛導航中的作用可具體地例證它的功能,如其智慧排程功能,使裝有GPS的計程車配備合理,能最大程度地滿足乘客需求,減少空載率,降低能源消耗,節省執行成本,並使行車、乘車安全係數大大提高等。
二、GPS在道路工程中的應用
目前,GPS在道路工程中主要用於建立各種道路工程控制網及測定航測外控點等。隨著高等級公路的迅速發展,對勘測技術提出了更高的要求,由於線路長,已知點少,用常規測量手段不僅佈網困難,而且難以滿足高精度的要求。目前,國內已逐步採用GPS技術建立線路首級高精度控制網,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,然後用常規方法佈設導線加密。實踐證明,在幾十千米範圍內的點位誤差只有2釐米左右,達到了常規方法難以實現的精度,同時也大大提前了工期。GPS技術也同樣應用於特大橋樑的控制測量。由於無需通視,可構成較強的網形,提高點位精度,同時對檢測常規測量的支點也非常有效。如在江陰長江大橋的建設中,首先用常規方法建立了高精度邊角網,然後利用GPS對該網進行了檢測,GPS檢測網達到了毫米級精度,與常規精度網符合較好。GPS技術在隧道測量中具有廣泛的應用前景,其測量無需通視,減少了常規方法的中間環節,因此,速度快、精度高,具有明顯的經濟和社會效益。
三、GPS在汽車導航和交通管理中的應用
三維導航是GPS的首要功能,飛機、船舶、地面車輛以及步行者都可利用GPS導航接收器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新型技術,由GPS導航、自律導航、微處理器、車速感測器、陀螺感測器、CD—ROM驅動器、LCD顯示器組成。
GPS導航是由GPS接收機接收GPS衛星訊號三顆以上,求出該點的經緯度座標、速度、時間等資訊。為提高汽車導航定位精度,通常採用差分GPS技術。當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衛星訊號時,系統可自動匯入自律導航系統,此時由車速感測器檢測出汽車的行進速度,通過微處理單元的資料處理,從速度和時間中直接算出前進的距離,陀螺感測器直接檢測出前進的方向,陀螺儀還能自動儲存各種資料,即使在更換輪胎暫時停車時,系統也可以重新設定。
由GPS衛星導航和自律導航所測到的汽車位置座標、前進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一,需採用地圖匹配技術,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行實時相關匹配,並做自動修正,此時,地圖匹配電路通過微處理單元的整理程式進行快速處理,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用於儲存道路資料等資訊,LCD顯示器用於導航的相關資訊。
導航系統與電子地圖、無線電通訊網路及計算機車輛管理資訊系統相結合,可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能,如車輛跟蹤、出行路線的規劃和導航、資訊查詢、話務指揮、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,並任意放大、縮小、還原、換圖;可以隨目標移動,使目標始終保持在螢幕上;還可以實現多視窗、多車輛、多螢幕同時跟蹤,利用該功能可對重要車輛和貨物進行跟蹤運輸。
出行路線規劃和導航主要包括以下幾方面。
自動線路規劃。由駕駛員確定起點和終點,由計算機軟體按照要求自動設計最佳行駛路線,包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數最少的路線等。
人工線路設計。由駕駛員根據自己的目的地設計起點、終點和途經點等,自動建立線路庫。線路規劃完畢後,顯示器能夠在電子地圖上顯示設計路線,並同時顯示汽車執行路徑和執行方法。
資訊查詢。為使用者提供主要物標,如旅遊景點、賓館、醫院等資料庫,使用者能夠在電子地圖上根據需要進行查詢。查詢資料可以文字、語言及圖象的形式顯示,並在電子地圖上顯示其位置。同時,監測中心可以利用監測控制檯對區域內任意目標的所在位置進行查詢,車輛資訊將以數字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來。
話務指揮。指揮中心可以監測區域內車輛的執行狀況,對被監控車輛進行合理排程。指揮中心也可以隨時與被跟蹤目標通話,實行管理。
緊急援助。通過GPS定位和監控管理系統可以對遇有險情或發生事故的車輛進行緊急援助。監控臺的電子地圖可顯示求助資訊和報警目標,並以報警聲、光提醒值班人員進行應急處理。
GPS還在陸地和空中有很大作用。GPS導航系統與電子地圖、無線電通訊網路及計算機車輛管理資訊系統相結合,可以實現車輛跟蹤、提供出行路線和導航、資訊查詢、話務指揮、緊急救援等許多功能。
GPS在公共交通車輛導航中的作用可具體地例證它的功能,如其智慧排程功能,使裝有GPS的計程車配備合理,能最大程度地滿足乘客需求,減少空載率,降低能源消耗,節省執行成本,並使行車、乘車安全係數大大提高等。
二、GPS在道路工程中的應用
目前,GPS在道路工程中主要用於建立各種道路工程控制網及測定航測外控點等。隨著高等級公路的迅速發展,對勘測技術提出了更高的要求,由於線路長,已知點少,用常規測量手段不僅佈網困難,而且難以滿足高精度的要求。目前,國內已逐步採用GPS技術建立線路首級高精度控制網,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,然後用常規方法佈設導線加密。實踐證明,在幾十千米範圍內的點位誤差只有2釐米左右,達到了常規方法難以實現的精度,同時也大大提前了工期。GPS技術也同樣應用於特大橋樑的控制測量。由於無需通視,可構成較強的網形,提高點位精度,同時對檢測常規測量的支點也非常有效。如在江陰長江大橋的建設中,首先用常規方法建立了高精度邊角網,然後利用GPS對該網進行了檢測,GPS檢測網達到了毫米級精度,與常規精度網符合較好。GPS技術在隧道測量中具有廣泛的應用前景,其測量無需通視,減少了常規方法的中間環節,因此,速度快、精度高,具有明顯的經濟和社會效益。
三、GPS在汽車導航和交通管理中的應用
三維導航是GPS的首要功能,飛機、船舶、地面車輛以及步行者都可利用GPS導航接收器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新型技術,由GPS導航、自律導航、微處理器、車速感測器、陀螺感測器、CD—ROM驅動器、LCD顯示器組成。
GPS導航是由GPS接收機接收GPS衛星訊號三顆以上,求出該點的經緯度座標、速度、時間等資訊。為提高汽車導航定位精度,通常採用差分GPS技術。當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衛星訊號時,系統可自動匯入自律導航系統,此時由車速感測器檢測出汽車的行進速度,通過微處理單元的資料處理,從速度和時間中直接算出前進的距離,陀螺感測器直接檢測出前進的方向,陀螺儀還能自動儲存各種資料,即使在更換輪胎暫時停車時,系統也可以重新設定。
由GPS衛星導航和自律導航所測到的汽車位置座標、前進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一,需採用地圖匹配技術,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行實時相關匹配,並做自動修正,此時,地圖匹配電路通過微處理單元的整理程式進行快速處理,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用於儲存道路資料等資訊,LCD顯示器用於導航的相關資訊。
導航系統與電子地圖、無線電通訊網路及計算機車輛管理資訊系統相結合,可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能,如車輛跟蹤、出行路線的規劃和導航、資訊查詢、話務指揮、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,並任意放大、縮小、還原、換圖;可以隨目標移動,使目標始終保持在螢幕上;還可以實現多視窗、多車輛、多螢幕同時跟蹤,利用該功能可對重要車輛和貨物進行跟蹤運輸。
出行路線規劃和導航主要包括以下幾方面。
自動線路規劃。由駕駛員確定起點和終點,由計算機軟體按照要求自動設計最佳行駛路線,包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數最少的路線等。
人工線路設計。由駕駛員根據自己的目的地設計起點、終點和途經點等,自動建立線路庫。線路規劃完畢後,顯示器能夠在電子地圖上顯示設計路線,並同時顯示汽車執行路徑和執行方法。
資訊查詢。為使用者提供主要物標,如旅遊景點、賓館、醫院等資料庫,使用者能夠在電子地圖上根據需要進行查詢。查詢資料可以文字、語言及圖象的形式顯示,並在電子地圖上顯示其位置。同時,監測中心可以利用監測控制檯對區域內任意目標的所在位置進行查詢,車輛資訊將以數字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來。
話務指揮。指揮中心可以監測區域內車輛的執行狀況,對被監控車輛進行合理排程。指揮中心也可以隨時與被跟蹤目標通話,實行管理。
緊急援助。通過GPS定位和監控管理系統可以對遇有險情或發生事故的車輛進行緊急援助。監控臺的電子地圖可顯示求助資訊和報警目標,並以報警聲、光提醒值班人員進行應急處理。
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