交通運(yùn)輸工程中的GPS系統(tǒng)應(yīng)用分析

張曉鹿 潘雪

摘 要： 基于ITS戰(zhàn)略背景，GPS技術(shù)的整體發(fā)展取得了非常大的進(jìn)步，在多個(gè)行業(yè)之中得到了有效應(yīng)用?，F(xiàn)如今我國(guó)交通規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，GPS技術(shù)也得到了更好地應(yīng)用。因此，相關(guān)人員理應(yīng)做好分析工作，通過(guò)合理的措施，確保GPS技術(shù)的特點(diǎn)能夠全部展現(xiàn)出來(lái)。本篇文章主要描述了交通運(yùn)輸工程中的GPS技術(shù)，探討了GPS技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)，并對(duì)于實(shí)際應(yīng)用方面發(fā)表一些個(gè)人的觀點(diǎn)和看法。

關(guān)鍵詞： GPS系統(tǒng);交通運(yùn)輸工程;應(yīng)用

對(duì)于GPS系統(tǒng)而言，現(xiàn)如今已經(jīng)變得越發(fā)普及。尤其是在交通運(yùn)輸工程方面，其實(shí)際應(yīng)用效果非常好。不但能夠起到工程控制的效果，而且還能大幅度提高交通網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)行效率。正是因?yàn)檫@一因素，相關(guān)人員理應(yīng)做好研究工作，確保系統(tǒng)的價(jià)值可以得到全面發(fā)揮。

一、交通運(yùn)輸工程中的GPS技術(shù)

GPS系統(tǒng)最早誕生于20世紀(jì)70年代，主要基于衛(wèi)星定位的相關(guān)技術(shù)，不斷發(fā)展而成，具備多方面優(yōu)勢(shì)。通常來(lái)說(shuō)，內(nèi)部構(gòu)成包括三個(gè)子系統(tǒng)，分別是空間區(qū)域、地面控制以及用戶設(shè)備。其中空間區(qū)域主要通過(guò)GPS衛(wèi)星，幫助系統(tǒng)獲取信息資料;地面控制則是對(duì)于當(dāng)前信息內(nèi)容展開(kāi)監(jiān)測(cè)，并完成分析工作;用戶設(shè)備之中同樣設(shè)有GPS系統(tǒng)，根據(jù)自身需求，接收相關(guān)信息內(nèi)容。

（一）無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)

從當(dāng)前情況來(lái)看，為了保證GPS的整體覆蓋范圍有所擴(kuò)大，且可以有效減少系統(tǒng)投入，幾乎所有系統(tǒng)全部應(yīng)用了公共通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)如今最具先進(jìn)性的網(wǎng)絡(luò)主要包括兩類(lèi)，分別是GPRS網(wǎng)絡(luò)以及CDMA 1X。如果按照GPRS網(wǎng)絡(luò)本身來(lái)說(shuō)，整體傳遞速度將會(huì)超過(guò)100kbps。在2003年的時(shí)候，我國(guó)才逐步開(kāi)始普及CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)，由于在此基礎(chǔ)上又額外加入了反向相干解調(diào)，從理論層面來(lái)看，可以使得帶寬速度可以達(dá)到300kb/s。而當(dāng)前只有100kb/s上下，基本上已經(jīng)全面超越了GPRS，可以開(kāi)展更多中高速率的業(yè)務(wù)工作。

（二）智能導(dǎo)航技術(shù)

在我們國(guó)家之中，多數(shù)知名導(dǎo)航公司都開(kāi)始推行最新的GPS設(shè)備，在這些設(shè)備之中，基本上都開(kāi)始支持CDMA 1X技術(shù)，因此單論導(dǎo)航水平來(lái)看，幾乎和國(guó)外設(shè)備的綜合水平完全相當(dāng)，可以實(shí)現(xiàn)多方面基礎(chǔ)功能。

（三）電子地圖技術(shù)

對(duì)于智能交通系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，幾乎所有信息內(nèi)容都需要通過(guò)電子地圖的方式進(jìn)行表示。通過(guò)應(yīng)用電子地圖，可以將空間信息通過(guò)一種極具直觀化特色的形式展現(xiàn)出來(lái)，促使人們?cè)谟^察的時(shí)候，仿佛置身于真實(shí)的環(huán)境之中，以此將相關(guān)信息內(nèi)容傳遞給廣大用戶[1]。

二、GPS技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)

（一）無(wú)須對(duì)測(cè)站進(jìn)行通視

對(duì)于測(cè)量工作來(lái)說(shuō)，各個(gè)測(cè)站之間的通視工作一直是人們十分重視的基本問(wèn)題。而在應(yīng)用了GPS之后，工作人員可以結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際情況，靈活選點(diǎn)，從而能夠有效解決相關(guān)問(wèn)題。但需要注意的是，理應(yīng)保證測(cè)站上空有著充足的空間，在實(shí)際接收GPS信號(hào)的時(shí)候，不會(huì)受到外部因素帶來(lái)的干擾。

（二）高定位精度

通常而言，雙頻GPS接收機(jī)的精度可以達(dá)到5mm+1ppm，而紅外儀可以達(dá)到5mm+5ppm。由此能夠看出，GPS系統(tǒng)的測(cè)量精度幾乎和紅外儀器完全一致。但是，伴隨距離的延長(zhǎng)，GPS自身的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)就能逐漸展現(xiàn)出來(lái)?；谙嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻弥?，如果基線的長(zhǎng)度低于50km，整體精度可以達(dá)到12X10-6，而如果處在100—500km范圍之間時(shí)，可以達(dá)到10-6到10-7。

（三）觀測(cè)時(shí)間很短

如果基線的長(zhǎng)度低于20km，GPS可以快速完成定位工作，花費(fèi)的時(shí)間甚至不到5分鐘。

（四）提供三維坐標(biāo)

GPS設(shè)備在進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，除了能夠獲得平面數(shù)據(jù)資料，甚至還能得到觀測(cè)站的大地高程數(shù)據(jù)。

（五）操作便利

GPS系統(tǒng)有著非常高的自動(dòng)化水平，在實(shí)際觀測(cè)的過(guò)程中，工作人員自身任務(wù)基本上都是設(shè)備的安裝、設(shè)備量取以及設(shè)備監(jiān)視等。而其余所有的工作內(nèi)容，幾乎都可以讓衛(wèi)星完成，無(wú)須工作人員自主參與。

（六）全天候作業(yè)

在使用GPS進(jìn)行觀測(cè)工作的時(shí)候，基本上不會(huì)受到任何時(shí)間條件以及空間條件的限制，同時(shí)外部天氣因素帶來(lái)的影響也非常小。正是因?yàn)檫@一因素，基本上GPS可以全天候完成日常作業(yè)，適應(yīng)性非常強(qiáng)[2]。

三、在交通運(yùn)輸工程中GPS技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

（一）公路測(cè)量

公路路線通常都會(huì)處在一條帶狀走廊之中，在進(jìn)行平面控制測(cè)量的時(shí)候，通常會(huì)采取導(dǎo)向的形式，內(nèi)部主要包括附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線以及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線。如果在處理一些整體體積相對(duì)較大的建筑物時(shí)，還可以布置為三角網(wǎng)的方式，以此可以有效提升測(cè)量的實(shí)際效果。

（二）網(wǎng)絡(luò)GPS

所謂網(wǎng)絡(luò)GPS，主要在互聯(lián)網(wǎng)之中單獨(dú)創(chuàng)設(shè)一個(gè)公共GPS監(jiān)控平臺(tái)，其主要將衛(wèi)星定位、GMS數(shù)字通信以及國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)共同整合在了一起。網(wǎng)絡(luò)GPS有著很高的先進(jìn)性，基本上將internet以及GPS本身的優(yōu)勢(shì)全部展現(xiàn)了出來(lái)，兩種技術(shù)相互補(bǔ)充，從而能夠有效處理原本GPS自身具備的缺陷。其一，整體投資成本大幅度下降，網(wǎng)絡(luò)GPS基本上可以將原本監(jiān)控工作投入的資金全部免除，除了包括各類(lèi)基本硬件以及管理方面的軟件。其二，網(wǎng)絡(luò)GPS可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的方式，直接滲透到真實(shí)地域之中，跟蹤信息變化的狀態(tài)，技術(shù)完成顯示。同時(shí)還可以通過(guò)協(xié)調(diào)的方式，確保所有信息內(nèi)容能夠做到足夠保密，不會(huì)被外人盜用。

（三）GPS導(dǎo)航

對(duì)于GPS而言，自身最為重要的基本功能便是三維導(dǎo)航，基本上飛機(jī)、船舶、車(chē)輛以及步行者都能夠通過(guò)GPS完成導(dǎo)航工作。特別是當(dāng)前極為普遍的汽車(chē)導(dǎo)航，其本身便是基于GPS技術(shù)，逐步發(fā)展而成的全新技術(shù)。該系統(tǒng)主要包括GPS導(dǎo)航、自動(dòng)導(dǎo)航設(shè)備、微型處理軟件、傳感器、CD-ROM驅(qū)動(dòng)器以及LCD顯示器等。基于該設(shè)備，其具備的功能也有很多，涉及各個(gè)方面[3]。

1.車(chē)輛追蹤

通過(guò)將GPS和電子地圖整合在一起，可以直接顯示出車(chē)輛目前具體的位置，并且可以根據(jù)使用者自身的需求，對(duì)其進(jìn)行隨意放大和縮小，甚至還能完成換圖;系統(tǒng)可以基于目標(biāo)移動(dòng)的實(shí)際狀況，確保跟蹤目標(biāo)可以時(shí)刻處在屏幕的中心位置，并且完成多窗口以及多屏幕的跟蹤工作，促使工作人員能夠時(shí)刻把握車(chē)輛當(dāng)前運(yùn)行的位置和實(shí)際情況。

2.路線規(guī)劃

路線規(guī)劃一直都是導(dǎo)航系統(tǒng)的一項(xiàng)基本功能，主要包括兩類(lèi)，分別是自動(dòng)規(guī)劃以及人工設(shè)計(jì)。系統(tǒng)內(nèi)置電腦根據(jù)人們的使用需求，自主設(shè)計(jì)一條當(dāng)前最合適的線路，諸如最快的線路、繳費(fèi)次數(shù)最少的線路以及紅綠燈最少的線路等。之后，駕駛員再根據(jù)自己的需求，選擇一條合理的線路。當(dāng)線路規(guī)劃工作全部結(jié)束之后，顯示器可以將整體線路全部展示出來(lái)，包括具體運(yùn)行的路徑以及運(yùn)動(dòng)的基本方案[4]。

3.信息查詢

GPS系統(tǒng)為廣大用戶能夠直接提供所有物標(biāo)，包括景點(diǎn)、賓館、醫(yī)院以及車(chē)站等。用戶能夠根據(jù)自身當(dāng)前的實(shí)際需求，合理展開(kāi)查詢工作。具體資料的顯示方式有很多，包括文字、語(yǔ)言以及圖像等，并在地圖之中將其具體的位置展現(xiàn)出來(lái)。不僅如此，監(jiān)測(cè)中心還可以通過(guò)內(nèi)部控制臺(tái)，對(duì)現(xiàn)有區(qū)域之中，各個(gè)目標(biāo)當(dāng)前所在的位置展開(kāi)查詢。同時(shí)車(chē)輛的信息資料也能夠基于數(shù)字的形式，在電子地圖之中完成顯示。

4.話務(wù)指揮

指揮中心能夠?qū)Ξ?dāng)前監(jiān)測(cè)區(qū)域之中所有車(chē)輛運(yùn)行的實(shí)際情況展開(kāi)把握，并對(duì)其展開(kāi)合理調(diào)度。此外，指揮中心也能夠時(shí)刻和當(dāng)前被跟蹤的目標(biāo)完成對(duì)話交流，相互分享自身獲取的信息內(nèi)容，為之后管理工作的正常展開(kāi)奠定了良好基礎(chǔ)。

5.緊急救援

通過(guò)應(yīng)用GPS系統(tǒng)，直接完成定位工作，之后再進(jìn)行監(jiān)控管理，可以對(duì)目前遇到險(xiǎn)情或者出現(xiàn)事故的車(chē)輛，在短時(shí)間內(nèi)提供相應(yīng)的援助。在監(jiān)控臺(tái)內(nèi)部的電子地圖之中，可以直接展示出所有求助信息資料以及報(bào)警目標(biāo)，迅速展開(kāi)線路規(guī)劃，提供一個(gè)最佳的援助方案。之后再通過(guò)報(bào)警聲以及光線提示，促使值班人員迅速展開(kāi)處理工作[5]。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)如今GPS技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越快，在道路工程領(lǐng)域之中得到了廣泛應(yīng)用，整體作用十分明顯，可以在短時(shí)間之內(nèi)迅速提供大量精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，促使人們更好地完成監(jiān)控工作，防止出現(xiàn)擁堵?tīng)顩r。因此，相關(guān)人員理應(yīng)進(jìn)一步展開(kāi)深入研究，把握該系統(tǒng)自身具備的主要優(yōu)勢(shì)，結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際情況，對(duì)其展開(kāi)全面升級(jí)，不斷革新，進(jìn)而能夠更好地滿足廣大人群的使用需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈力平.GPS系統(tǒng)在交通運(yùn)輸工程中的技術(shù)及其應(yīng)用淺析[J].中國(guó)科技財(cái)富，2019（4）：74.

[2]王平.交通運(yùn)輸工程中的GPS系統(tǒng)應(yīng)用[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2015，42;277（11）：65-66.

[3]張鵬.GPS系統(tǒng)在交通運(yùn)輸中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2018（18）：34.

[4]李卓.大連海事大學(xué)信息工程學(xué)院，中國(guó)聯(lián)通有限公司沈陽(yáng)分公司.GPS在道路工程交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域中的應(yīng)用[C].中國(guó)航海學(xué)會(huì)通信導(dǎo)航專(zhuān)業(yè)委員會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.中國(guó)航海學(xué)會(huì)，2017（13）：00035-00036.

[5]孫海濤.全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）在交通運(yùn)輸行業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)管中的應(yīng)用[C].中國(guó)西部地區(qū)公路學(xué)會(huì)2012年公路科技論文集，2018（12）：30-31.