交通運輸工程中的GPS系統(tǒng)應用

王　平

（內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學院，內(nèi)蒙古　赤峰　024005）

交通運輸工程中的GPS系統(tǒng)應用

王平

（內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學院，內(nèi)蒙古赤峰024005）

隨著高速公路網(wǎng)絡工程及交通運輸業(yè)的快速發(fā)展，GPS的應用越來越廣泛與普及。GPS在交通工程控制網(wǎng)、外控點等諸多方面的科學性得到了實踐的驗證，提高了交通運輸工程網(wǎng)絡運行的精度與效率。

GPS系統(tǒng)；公路；交通運輸工程

1　GPS技術(shù)特點

GPS全球定位系統(tǒng)，是美國于20世紀70年代在“子午儀衛(wèi)星導航定位”技術(shù)上發(fā)展而來的全新技術(shù)，具有全球性、全能性、全天候性等特點，具備導航定位、定時、測速等功能。GPS系統(tǒng)有三大子系統(tǒng)構(gòu)成：一是空間部分，GPS衛(wèi)星星座；二是地面控制部分，地面監(jiān)控系統(tǒng)；三是用戶設備部分，GPS信號接收機。

目前國際上，GPS在交通運輸工程領域應用廣泛，我國在這方面的網(wǎng)格建設還處在初級階段，不具規(guī)模。實時智能車輛監(jiān)控系統(tǒng)GIS、交通智能化管理ITM都需要借助GPS數(shù)據(jù)的基礎作用，通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，把相關(guān)的交通道路信息發(fā)往控制中心，信息在經(jīng)過處理后再傳輸?shù)礁鞅O(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過電子地圖實時把控道路的運輸情況。

2　交通運輸工程中的GPS支持技術(shù)

（1）電子地圖技術(shù)。電子地圖是對道路空間信息的可視化產(chǎn)品，在時下日常生活中已經(jīng)得到了越來越多的應用。電子地圖是整個GPS系統(tǒng)成型的基礎，是對電子數(shù)據(jù)信息的直觀反映，方便用戶查看周邊的道路交通環(huán)境，是智能化交通運輸工程的數(shù)據(jù)輸出終端。

（2）智能導航技術(shù)。智能導航，是在電子地圖的基礎上，對道路交通信息數(shù)據(jù)進行分析與建模，建立多種不同的信息組織機制及流程控制機制，并根據(jù)用戶的選擇，實時引導車輛在經(jīng)濟方便的道路上行駛，部分替代人們的主觀作用。目前，應用最為廣泛的依然是GPS智能導航，我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)也在發(fā)展當中，對于實現(xiàn)導航、電子地圖、語音提示、測速等功能具有進一步的技術(shù)支撐。

（3）無線通信技術(shù)。無線通信技術(shù)主要用于實現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)信息與用戶終端的實時數(shù)據(jù)傳輸，是信息傳遞的橋梁。目前，GPS系統(tǒng)采用的無線通信技術(shù)多是較為成熟的公共移動通信網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡覆蓋范圍廣且技術(shù)成熟，可靠性高。GPRS網(wǎng)、CDMA1X是較為先進的無線通信網(wǎng)絡，傳輸速率更高。GPRS網(wǎng)的理論傳輸速度100kbps，CDMA 1X網(wǎng)絡是世界各國采用的第三代移動通信技術(shù)中，技術(shù)最成熟、商用化最快的，該網(wǎng)絡采用反向相干解調(diào)、前向快速功率控制等技術(shù)，理論帶寬可以達到300kb/s，目前實際應用中采用雙向?qū)ΨQ傳輸，帶寬在100kb/s左右，傳輸速率高于GPRS，在中高速數(shù)據(jù)傳輸方面更有優(yōu)勢。

3　GPS系統(tǒng)在交通工程建設中的應用

道路網(wǎng)絡的完善是現(xiàn)代化交通運輸?shù)幕A，在道路工程建設運行中，GPS系統(tǒng)主要用于建立工程控制網(wǎng)，測定航測外控點。GPS技術(shù)較之常規(guī)方法具有明顯的優(yōu)越性，首先在各測量站中間無需通視，使地點的選擇更加的靈活。其次是定位的精度高，在小于50km的道路基線上，GPS技術(shù)的相對定位精度可達12×10-6，而在100～500km的道路基線上可達10-6～10-7。除此之外，GPS技術(shù)在測量時可以提供各個站點的三維立體坐標，耗費的時間也較短，20km的道路基線測量一般只需5min左右，大大提高

了工作效率。高等級公路的建設如火如荼，時常需要穿越山脈或者人口較少的地區(qū)，路網(wǎng)線路多、長，對道路環(huán)境的了解偏少，常規(guī)的測量手段不僅給道路的布網(wǎng)建設帶來了較大的困難，在精準度的要求上也難以達標。在我國的高等級公路建設中，已經(jīng)在技術(shù)層面進行革新，運用GPS技術(shù)建立首級高精度控制網(wǎng)。在滬杭高速公路的上海段就是采用GPS技術(shù)建立首級控制網(wǎng)，再以常規(guī)的測量手段進行導線布設，進一步的加密。上海段的建設，點位誤差達到了2cm，這是常規(guī)方法難以實現(xiàn)的精準度。由于GPS技術(shù)不需要通視，具有較高的點位精準度，減少了常規(guī)方法的中間環(huán)節(jié)，在橋梁、隧道的建設中應用廣泛。

4　GPS技術(shù)在交通運輸及管理中運用

（1）GPS系統(tǒng)的網(wǎng)絡化。交通運輸智能化的發(fā)展，需要GPS技術(shù)的網(wǎng)絡化運行。GPS與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，可以構(gòu)建統(tǒng)一的信息控制平臺，提升信息數(shù)據(jù)的實效性。交通運輸工程的良好運轉(zhuǎn)，需要對道路交通進行實時的監(jiān)測，如果由各個物流公司自行構(gòu)建控制平臺，其成本較高，會成為GPS技術(shù)推廣的障礙。GPS技術(shù)的網(wǎng)絡化，可以同時接入多個用戶群體，實現(xiàn)用戶對數(shù)據(jù)的實時實地查詢，簡化操作，也提升了效率。

（2）GPS導航作用。GPS導航是與用戶密切相關(guān)的，是交通運輸中最直接的體驗。導航是在GPS技術(shù)上發(fā)展而來的，汽車、飛機、輪船等各種運輸工具都可以通過GPS導航接收器進行導航，方便了用戶對道路的識別。GPS導航是由GPS接收器接收GPS衛(wèi)星信號，至少是三顆衛(wèi)星以上的實時立體數(shù)據(jù)，確定某一地點的準確經(jīng)緯度坐標、時間等信息。為提高導航定位的精度，通常采用差分GPS技術(shù)。GPS導航的首要功能是實現(xiàn)對交通線路的合理規(guī)劃，在道路網(wǎng)絡日益密集的今天，合理道路的選擇可以大大節(jié)省運輸?shù)臅r間成本，提升效益。導航還可以實現(xiàn)對交通工具的實時跟蹤，語音指揮，方便用戶對信息的查詢，對于停車場、賓館、醫(yī)院等信息實時更新，為用戶提供了更便捷的服務。此外，GPS導航對于緊急救援更具重大指導作用，通過GPS導航及定位系統(tǒng)可以實現(xiàn)對事故車輛地理位置的準確定位，第一時間聯(lián)系救助人員趕赴現(xiàn)場，發(fā)揮出救助的時間作用。

5　結(jié)語

GPS技術(shù)在道路工程修建及交通運輸中作用明顯，可以提供傳統(tǒng)方式無法匹及的精準數(shù)據(jù)，方便了道路的施工、車輛的監(jiān)控，實現(xiàn)了對交通運輸?shù)膶崟r調(diào)控，盡可能的避免擁堵，發(fā)揮出道路的最大效用。如以城市電子地圖為基礎的TCGIS系統(tǒng)，實現(xiàn)對城市道路環(huán)境的三維立體真實模擬，交通信號燈、交通標志、路欄等信息誤差率接近于零，對于城市交通的控制起到重要的指導作用。在科技飛速發(fā)展的今天，GPS系統(tǒng)技術(shù)在交通運輸工程中必然得到進一步的升級革新，發(fā)展空間巨大。

The Application of GPS System in Transportation Engineering

WANG Ping
（Inner Mongolia Traffic Vocational Technical College，Chifeng，Inner Mongolia 024005，China）

With the rapid development of highway network engineering and transportation，the application of GPS is more and more widely.The scientific characteristic of GPS has been proved in aspects such as the traffic engineering control network and external locus of control，improving the accuracy and efficiency of the transportation engineering network operation.

GPS system；traffic way；transportation engineering

U495

A

2095-980X（2015）11-0059-02

2015-10-06

王平（1980-），內(nèi)蒙古喀喇沁旗人，大學本科，講師，主要研究方向：交通運輸工程。