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全球卫星定位系统GPS 在交通管理中的应用 【摘 要】文章介绍了全球卫星定位系统GPS 的基本情况及目前的发展现状，着重介绍了GPS 系统在交通运输管理中的应用，包括在汽车导航、交通管理、道路工程等方面的应用。 【关键词】GPS；交通管理；应用研究 随着我国城市建设和交通运输业的迅猛发展，车辆快速增多，交通运输的经营管理与合理调度，警用车辆的指挥和安全管理已成为公安、交通系统中的一个重要问题。过去，用于交通管理系统的设备主要是无线电通信设备，由调度中心向车辆驾驶员发出调度命令，驾驶员根据自己的判断说出车辆所在的大概位置，而在生疏地带或在夜间则无法确认自己的具体方位甚至迷路。因此，无论从调度管理还是安全管理方面来说，其应用均受到较大的限制。卫星定位系统GPS定位技术的出现，给车辆、轮船等交通工具的导航定位提供了具体的实时定位能力，其重要应用受到了广泛关注，应用项目逐渐增多，有形成产业趋势，应用前景十分广阔。（一）全球卫星定位系统GPS 简介及目前的发展现状 1.GPS 系统简介GPS 是Global Position System 缩写，即全球卫星定位系统。GPS 最早是美国于1973 年开始研制、供陆海空三军共同使用的一种高精度卫星导航定位系统。它是在“子午仪卫星导航定位”技术上发展而起的具有全球性、全能性（陆地、海洋、航空与航天）、全天候性优势的导航定位、定时、测速的系统。GPS 是一项高科技成果，美国在海湾战争中有效地应用了这一技术，在“沙漠风暴”行动中，美军和多国部队在轰炸机、战斗机、直升机远程陆地攻击导弹、战车、坦克上装备了7000 台GPS 接收机，大大提高了攻击目标的精确度和协同作战能力。海湾战争以后，GPS 系统普遍被各国所重视，并已开始由单一的军事用途转向商业开发与应用。GPS 系统由空间星座、用户接收设备、无线数据通讯设备及地面监视控制设备四部分组成。空间星座是由美国发射的、运行在2.2 万km 上空六条准同步轨道上的24 颗卫星，它可以覆盖全球，由这24 颗卫星发出可供全球、全天候、三维立体、实时边疆和高精度的卫星导航定位信号。用户接收设备只需要接到24 颗卫星中的其中三颗卫星信号，就能够确定接收机所处位置的准确数据，这些数据信息通过无线数据传输系统传送到控制指挥中心，由控制指挥中心的设备进行数据分析与处理，并通过中心系统配置的地理信息系统和高分辨率电子显示器，将用户接收机的实时位置显示在电子地图上。用户的GPS 接收设备通过接收所在区域能够收到的卫星的信号，从而得到这些卫星与GPS 接收设备之间的距离，由于卫星发出的信号中已经给出了当时卫星的准确位置，因而GPS 接收设备即可计算出自身的位置，此即GPS 的定位原理。目前，商业拥护的定位精度一般只能保证误差小于15m。如要提高定位精度，则需采用差分技术，具体方法为：在某一固定地点，设立固定基站，基站通过GPS 接收机计算出自身的位置。由于卫星位置信息的不准确性，将导致基站计算出的自身位置与真实位置之间有一定的偏差。这一偏差，反映了卫星位置的偏差。移动系统GPS 在数据处理时，利用此偏差信息，消除卫星位置不准确性带来的误差，从而提高商业用户定位精度，能够达到2m～5m。2.全球卫星定位导航系统发展现状当前，世界上正在运行的全球卫星定位导航系统主要有两大系统：一是美国的GPS 系统，二是俄罗斯的GLONASS（格鲁纳斯）系统。近年来，欧盟也提出了有自己特色的“伽利略”全球卫星定位计划。因此，未来密布在太空的全球卫星定位系统将形成美、俄、欧操纵的GPS、“格鲁纳斯”、“伽利略”三大系统相互竞争的局面。而我国的“北斗一代”导航系统则是世界上第一个区域性卫星导航系统。（1）俄罗斯的GLONASS 系统。俄罗斯的GLONASS 卫星定位系统于1995 年建成，由24 颗卫星组成，耗资30 多亿美元，军民两用，拥有24 颗中高度圆轨道卫星加1 颗备用卫星组网。每颗卫星都在1.91 万km 高的轨道上运行，周期为11.25h。因GLONASS 卫星星座一直处于降效运行状态，精度要比GPS系统的精度低。为此，俄罗斯正在着手对GLONASS 进行现代化改造，2007 年使“格洛纳斯”系统的工作卫星数量达到了18 颗，开始发挥导航定位功能。整个系统改造按计划于2010年完成。届时，该系统导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间，定位精度可达1m，用户将可以不间断地获得相关物体的准确坐标信息。军事专家指出，无论是对付国家导弹防御系统，还是打“太空战”，该系统都是俄手中的“王牌”之一。（2）美国的GPS 系统。美国的GPS 卫星定位系统由美国国防部于1973 年开始设计、研制，1993 年全部建成。GPS 系统耗资200 多亿美元，初始作用是为美军在全球的舰船、飞机导航并指挥陆军