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浅谈GPS在智能交通网络和城市管理中的应用

摘要

GPS在智能交通系统（ITS）中主要应用于车辆的定位和导航系统，GPS技术在城市交通管理和社会治安管理中具有重要作用。本文主要介绍了全球卫星定位系统GPS的基本组成及技术原理，然后阐述了GPS系统在交通运输尤其是城市公共交通管理中的具体应用，接着又介绍车辆GPS智能监控系统的主要功能，最后对GPS在城市智能交通网络建设中的发展前景进行了总结和展望。

关键词：GPS定位；智能交通系统；车辆智能监控；城市管理

ABSTRACT

GPSinIntelligentTransportationSystems(ITS)ismainlyusedinvehiclepositioningandnavigationsystems.GPStechnologyplaysanimportantroleincitytrafficcontrollingandmanagementofsocialsecurity.ThispaperdescribesthebasicprinciplesofGPSglobalsatellitepositioningsystemcompositionandtechnology.Andthenthepaperdescribesthespecificapplicationintransportespeciallyinurbanpublictransportmanagement.ThevehicleGPSalsointroducedthemainfunctionofintelligentmonitoringsystem.ThelastofthispapermakesthefuturedevelopmentinthesummaryandoutlookofGPSIntelligenttrafficnetworkconstructioninthecity.

Keyword:GPSlocalization;IntelligentTransportationSystems;IntelligentVehicleMonitoring

;CityManagement

一、GPS基本概念及其组成

（一）GPS基本概念

GPS是英文GlobalPositioningSystem（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。它是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代卫星导航定位系统。广泛应用于飞机、船舶和各种载运工具的导航、高精度的大地测量、精密工程测量、地壳变形监测、地球物理测量、海空救援、水文测量、近海资源勘测、航天发射及卫星回收等技术领域。

（二）GPS的组成

GPS系统由三大部分组成：空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。

1.空间星座部分

GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星，3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗),轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息。GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。

2.地面控制系统

地面控制系统由监测站(MonitorStation)、主控制站(MasterMonitorStation)、地面天线(GroundAntenna)所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市(ColoradoSpring)。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。

3.用户设备部分

用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM储器供电，以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外