基于無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的GPS應(yīng)用

李卓琳　錢(qián)阿朝　王曉

摘要：近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，GPS技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越成熟?，F(xiàn)階段，GPS技術(shù)被廣泛應(yīng)用與衛(wèi)星導(dǎo)航定位等領(lǐng)域，但是由于傳統(tǒng)的GPS技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的回傳，使得GPS技術(shù)的推廣受到了一定的限制。而無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了GPS技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的高性?xún)r(jià)比通信鏈路的建立，從而使得GPS技術(shù)的發(fā)展范圍更加廣泛。本文對(duì)GPS技術(shù)中無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息傳輸途徑做了介紹，并對(duì)其工作原理進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)；移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)；通信鏈路；GPS技術(shù)

GPS技術(shù)，也稱(chēng)全球定位系統(tǒng)技術(shù)。通過(guò)GPS技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)物體的位置確定以及位置數(shù)據(jù)信息的獲取。隨著無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟化，將其與GPS技術(shù)結(jié)合，能夠有效提升GPS技術(shù)在地理位置信息傳遞過(guò)程中的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。

一、GPS數(shù)據(jù)傳輸方式

GPS儀器與所需定位的目標(biāo)放置在一起，除了能夠?yàn)槟繕?biāo)提供導(dǎo)航以及位置分析等功能外，還能夠起到對(duì)移動(dòng)物體實(shí)施位置監(jiān)控的目的。而對(duì)移動(dòng)物體實(shí)時(shí)位置的監(jiān)控信息傳輸，則需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路來(lái)完成?，F(xiàn)階段，常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路主要包括公眾網(wǎng)、衛(wèi)星通信以及電臺(tái)通信等種類(lèi)。集群通信網(wǎng)建設(shè)花費(fèi)較高，且其工作范圍難以滿(mǎn)足GPS工作范圍的需要，另外其保密程度較高，因此集群通信網(wǎng)現(xiàn)階段被廣泛用于公安、消防等部門(mén)領(lǐng)域；衛(wèi)星通信，顧名思義是通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行位置數(shù)據(jù)信息的傳遞的，衛(wèi)星通信的建設(shè)成本較之于集群通信更高，對(duì)于GPS技術(shù)的大力推廣以及普及是極為不利的；無(wú)線(xiàn)電臺(tái)存在著頻率占用情況嚴(yán)重以及信號(hào)覆蓋范圍小等問(wèn)題，也難以滿(mǎn)足GPS的位置信息回傳要求；而公眾網(wǎng)相較于以上幾種傳輸通路存在著覆蓋性較大、建設(shè)成本低以及穩(wěn)定性較高的優(yōu)勢(shì)，因此公眾網(wǎng)現(xiàn)階段被廣泛應(yīng)用作GPS位置信息回傳的通信鏈路。

二，基于無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)的GPS應(yīng)用系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)的GPS應(yīng)用系統(tǒng)總體構(gòu)架，現(xiàn)階段主要包括移動(dòng)單元、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)以及系統(tǒng)管理中心三個(gè)結(jié)構(gòu)。以下是每部分結(jié)構(gòu)的詳細(xì)介紹：

2.1移動(dòng)單元

移動(dòng)單元，顧名思義就是可以移動(dòng)的單位，在GPS監(jiān)控技術(shù)中，是被視為監(jiān)控的目標(biāo)。移動(dòng)單元需要配備GPS終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)其位置確定以及監(jiān)督工作。他所攜帶的終端設(shè)備需要含有中央處理器、GPS信號(hào)接收器、通信系統(tǒng)等三個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。GPS信號(hào)接收器可以對(duì)衛(wèi)星定位信號(hào)進(jìn)行接收，從而實(shí)現(xiàn)定位以及導(dǎo)航作用；中央處理器用于差分定位；通信系統(tǒng)則可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)單元與控制系統(tǒng)管理中心之間的信號(hào)傳遞以及通信聯(lián)系。在這三個(gè)基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還可以適當(dāng)加入顯示器、人工智能設(shè)備等，將顯示器、人工智能設(shè)備與中央處理器相連，能夠?qū)崿F(xiàn)定位顯示以及智能導(dǎo)航等工作。

2.2移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)GPS終端信號(hào)回傳以及系統(tǒng)管理中心進(jìn)行信息傳遞所依賴(lài)的網(wǎng)絡(luò)。不同的網(wǎng)絡(luò)商提供了不同的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，現(xiàn)階段常見(jiàn)的服務(wù)系統(tǒng)主要包括以下幾種：

第一，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)。GSM網(wǎng)絡(luò)可以為GPS終端及系統(tǒng)管理中心的信號(hào)傳遞提供專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道以及短信信令信道，以上業(yè)務(wù)主要是通過(guò)電路交換的方式完成的。由于GSM在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞時(shí)其發(fā)射器能夠通過(guò)比特流進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，因此GSM進(jìn)行GPs數(shù)據(jù)傳遞的一大優(yōu)勢(shì)就是其隱秘性較強(qiáng)。

第二，通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)。通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)是對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充，它是建立在GSM的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及短信業(yè)務(wù)之上進(jìn)行工作的。GPRS能夠通過(guò)lP接口進(jìn)行外部網(wǎng)絡(luò)的連接，這也就意味著GPRS實(shí)現(xiàn)了GPS定位數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)傳遞以及專(zhuān)網(wǎng)傳遞。相較于GSM的電路交換傳遞方式，GPRS通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行GPS定位信息傳遞擁有著更快的傳遞速度，資料顯示，GPRS數(shù)據(jù)傳遞速度是GsM數(shù)據(jù)傳遞速度的10倍有余。同時(shí)，GPRS的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)收費(fèi)是通過(guò)計(jì)算其數(shù)據(jù)流量費(fèi)用進(jìn)行的，相較于GSM技術(shù)的電路鏈路占用時(shí)間收費(fèi)，這種收費(fèi)方式無(wú)疑更合理，且更便宜。

第三，分碼多重?cái)X取系統(tǒng)。上文提到，GPRS實(shí)現(xiàn)了GPS位置信息的網(wǎng)絡(luò)回傳，而CDMA則進(jìn)一步精進(jìn)了GPRS。相較于GPRS，CDMA的傳輸速度更快，信息傳輸延遲小，且收費(fèi)更低。

2.3系統(tǒng)管理中心

系統(tǒng)管理中心，就是所謂的監(jiān)控中心，用于GPS終端回傳數(shù)據(jù)信息的接收、信息處理及回傳、用戶(hù)管理等。當(dāng)GPS終端位置信息傳輸過(guò)來(lái)后，系統(tǒng)管理中心首先對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并通過(guò)GIS實(shí)現(xiàn)GPS終端的位置顯示，再通過(guò)上述的幾種無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將信息回傳，達(dá)到實(shí)時(shí)通訊的目的。倘若GPS終端移動(dòng)單元對(duì)于系統(tǒng)管理中心的指令不明確，還可以通過(guò)直接進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)獲取更加詳細(xì)的服務(wù)。

三、基于無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的GPS應(yīng)用原理

3.1車(chē)載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理

現(xiàn)階段，車(chē)載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)越來(lái)越廣泛。當(dāng)汽車(chē)行駛時(shí)帶動(dòng)GPs啟動(dòng)，GPS接收器會(huì)對(duì)車(chē)輛行駛的信息通過(guò)衛(wèi)星定位進(jìn)行獲取，并分析出汽車(chē)自身的具體位置信息以及坐標(biāo)信息。在GSM、GPRS等無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的支持下，將位置信息通過(guò)短信以及網(wǎng)絡(luò)信息的形式傳遞給系統(tǒng)管理中心，系統(tǒng)管理中心在收到信息后，便會(huì)根據(jù)實(shí)際需求對(duì)汽車(chē)終端發(fā)出信息，從而完成一系列的操作。

3.2連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)

連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)，就是指將大量的數(shù)據(jù)信息通過(guò)GPS衛(wèi)星定位站以及系統(tǒng)控制中心相連，從而形成一個(gè)較大的差分GPS。在通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，能夠獲取SGSN節(jié)點(diǎn)支持。通過(guò)連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行定位時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于一些平面及高程精度極低的位置進(jìn)行有效的定位監(jiān)測(cè)，因此被廣泛應(yīng)用于工程建筑以及地殼形變監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

四、結(jié)語(yǔ)

綜合全文，GPS技術(shù)與無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)GPS信息的實(shí)時(shí)傳遞，解決了GPS應(yīng)用時(shí)存在的回傳鏈路建設(shè)成本大的問(wèn)題。在未來(lái)，隨著4G、5G等新型移動(dòng)通信技術(shù)的成熟以及廣泛普及，基于無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的GPS技術(shù)將會(huì)獲得更大的應(yīng)用空間。