GPS在車(chē)輛定位導航系統中的應用

　　3.2.3 基于GPS 導航技術(shù)的電子地圖

　　電子地圖是GPS 導航系統的重要組成部分，它是導航系統與用戶(hù)的界面，它把接收到的導航定位信號和機動(dòng)目標行駛范圍的地理特征相結合，動(dòng)態(tài)而直觀(guān)的對目標的運動(dòng)進(jìn)行管理和指導，而使用戶(hù)無(wú)須了解接收到的數據的含義就可以方便簡(jiǎn)潔的使用導航系統。電子地圖還是對導航系統性能的擴展，由于電子地圖是由相應軟件組成，它可方便的實(shí)現各種功能，最大程度的發(fā)揮導航系統的潛能，做到方便、準確、快捷，而無(wú)須進(jìn)行硬件方面的調整。

　　3.2.4 地圖匹配技術(shù)

　　車(chē)輛在電子地圖上顯示的行駛路徑是定位技術(shù)測得的。然而，不論是哪種定位技術(shù)都有其無(wú)法克服的局限性。無(wú)線(xiàn)電導航技術(shù)依賴(lài)于外界設備，其定位精度或受無(wú)線(xiàn)網(wǎng)覆蓋面積的限制（如Sign PoST）或受定位信號精確度的影響（如GPS）；推測導航技術(shù)的精確度則受方向探測儀及車(chē)速脈沖設備精度的限制，且其存在積累誤差，即隨著(zhù)車(chē)輛行駛距離的增加，誤差越來(lái)越大。由于這些誤差，使車(chē)輛的位置出現偏差。地圖匹配是一項確定車(chē)輛在地圖上位置的技術(shù)，其糾錯技術(shù)恰恰避免了定位技術(shù)無(wú)法克服的局限性。地圖匹配指GPS 接收機測量到其載體當前的有關(guān)位置信息后，再從電子地圖數據庫中獲取有關(guān)信息，然后通過(guò)匹配算法得到載體位置等的偏差信息，并對其進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，從而準確顯示車(chē)輛的位置?？梢哉f(shuō)，地圖匹配算法的效果直接關(guān)系到車(chē)輛定位的精度，地圖匹配技術(shù)是決定導航產(chǎn)品最終性能的關(guān)鍵技術(shù)，因此，GPS、電子地圖相結合并通過(guò)地圖的匹配算法實(shí)現的組合導航技術(shù)是一種比較理想的導航方式。

　　4.車(chē)載GPS 系統的應用實(shí)例

　　GPS 技術(shù)在汽車(chē)導航和交通管理工程中的研究與應用目前在中國剛剛起步，而國外在這方面的研究早已開(kāi)始并已取得了一定的成果。加拿大卡爾加里大學(xué)設計了一種動(dòng)態(tài)定位系統，該系統包括一臺捷聯(lián)式慣性系統，兩臺GPS 接收機和一臺微機，可測定已有道路的線(xiàn)形參數，為道路管理系統服務(wù)。美國研制了應用于城市的道路交通管理系統，該系統利用GPS 和GIS 建立道路數據庫，在數據庫中包含有各種現時(shí)的數據資料，如道路的準確位置、路面狀況、沿路設施等，該系統于1995年正式運行，為城市道路交通管理起到重要作用。近些年來(lái)國外研制了各種用于車(chē)輛誘導的系統，其中車(chē)輛位置的實(shí)時(shí)確定以往主要依據慣性測量系統以及車(chē)輪傳感器，隨著(zhù)GPS 的發(fā)展和所顯示出的優(yōu)越性，有取代前兩種方法的趨勢。用于城市車(chē)輛誘導的GPS 定位一般是在城市中設立一個(gè)基準站，車(chē)載GPS 實(shí)時(shí)接收基準站發(fā)射的信息，經(jīng)過(guò)差分處理便可計算出實(shí)時(shí)位置，把目前所處位置與所要到達的目標在道路網(wǎng)中進(jìn)行優(yōu)化計算，便可在道路電子地圖上顯示出到達目標的最優(yōu)化路線(xiàn)，為公安、消防、搶修、急救等車(chē)輛服務(wù)。

　　4.1 私用車(chē)輛的外出旅行

　　GPS 多功能車(chē)載導航系統對于外出旅行的私用車(chē)輛的益處是顯而易見(jiàn)的，通過(guò)這套系統，用戶(hù)可以在完全陌生的環(huán)境下通過(guò)路徑引導和規劃系統，找到正確的行駛線(xiàn)路，同時(shí)，通過(guò)該系統自帶的電子地圖，用戶(hù)也可以查詢(xún)到自己所需要的旅館、停車(chē)場(chǎng)等信息。在外出度假時(shí)，該系統所具有的娛樂(lè )功能也可以為用戶(hù)提供所需的娛樂(lè )服務(wù)。

　　4.2 運輸車(chē)隊的管理和調度

　　對一個(gè)運輸車(chē)隊而言，進(jìn)行貨物運輸或者旅行客運的合理調度是提高車(chē)隊運營(yíng)效率，節約能源的重要關(guān)鍵。車(chē)輛可以通過(guò)車(chē)載導航系統動(dòng)態(tài)調整行車(chē)路線(xiàn)，按最佳路線(xiàn)行駛，從而可以節約能源，同時(shí)，交通中心可以實(shí)時(shí)跟蹤車(chē)輛的位置，按具體的運輸任務(wù)來(lái)安排合適的車(chē)輛，從而可以減少車(chē)輛的空運率，提高車(chē)隊運營(yíng)效率，而且，車(chē)載導航系統還可以將每一輛車(chē)所經(jīng)過(guò)的路線(xiàn)存儲起來(lái)供管理部門(mén)查詢(xún)，這樣，管理部門(mén)可以直接便了管理。

　　4.3 對車(chē)輛的安全防護

　　車(chē)載導航系統對車(chē)輛的安全防護體現在兩個(gè)方面：一是車(chē)輛在被非法啟動(dòng)的情況下，會(huì )發(fā)出聲光信號，威懾犯罪分子，提醒他人車(chē)輛被盜；二是車(chē)載系統會(huì )將被盜警示信息通知車(chē)主和交通中心，同時(shí)將車(chē)輛位置顯示在中心控制臺，使警務(wù)人員能在最短的時(shí)間內找到被盜車(chē)輛，將犯罪分子抓獲。

　　4.4 公交車(chē)輛的調度和管理

　　城市規模的日益擴大和公共交通的快速發(fā)展，一方面使得客流量日益擴大，車(chē)輛增加，車(chē)次增多；另一方面導致交通擁擠、車(chē)輛增加、行車(chē)速度下降、行車(chē)間隔不均勻，經(jīng)常出現串車(chē)和車(chē)次間隔加大的現象，增大了調度工作的難度。造成這種狀況的主要原因是調度人員無(wú)法實(shí)時(shí)了解道路交通狀況，難以及時(shí)采取有效的調整措施。利用車(chē)載導航系統對公交車(chē)輛進(jìn)行監督管理，可以根據動(dòng)態(tài)交通信息，實(shí)時(shí)調整車(chē)次，改善公交車(chē)輛的運營(yíng)效率，擺脫公交調度的落后狀況。

　　4.5 在120 急救中的應用

　　在醫療救護領(lǐng)域，搶救病人最關(guān)鍵的因素是能在最短的時(shí)間內到達現場(chǎng)。一般情況下，人們通過(guò)撥打120 救護專(zhuān)線(xiàn)來(lái)取得幫助。但是，這里存在一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，那就是打120 電話(huà)要花費一些時(shí)間，容易延誤搶救時(shí)間，然后，120 車(chē)趕赴現場(chǎng)也需要一段時(shí)間，這個(gè)時(shí)間是在整個(gè)過(guò)程中最長(cháng)的，假如路線(xiàn)恒定，那么耽誤時(shí)間最長(cháng)的是尋找現場(chǎng)的時(shí)間（假設120 車(chē)可以順利的闖紅燈）。所以為縮短路程時(shí)間，120 車(chē)必須在出發(fā)之前就精確的知道病人地點(diǎn)，如果能實(shí)現達到這個(gè)效果，對當事人和醫院來(lái)說(shuō)都是有利的。因此建立一套能夠對急救車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)統一指揮調度的系統顯得十分有必要。

　　根據很多城市的急救中心報告，在其急救車(chē)上裝備GPS 衛星定位調度系統之后，從接到急救電話(huà)至救護車(chē)趕到病人所在地所花費的時(shí)間平均可縮短2 分鐘，這主要是由于醫院從調度中心的GPS 系統上可很快找到離病人最近的可救護車(chē)以及可以指揮救護車(chē)以最快的速度找到病人?？梢韵胂?，對那些被緊急搶救的病人來(lái)講，這2 分鐘是多么寶貴！這套車(chē)載GPS 系統安裝后最重要的就是便于及時(shí)與病人家屬溝通。

　　以前遇到遠一點(diǎn)的病人，車(chē)子發(fā)出了，可是對方不知道什么時(shí)候能到，中心也無(wú)法知曉路上狀況，結果車(chē)到了，病人卻自己打的到醫院。跑空車(chē)這種情況經(jīng)常發(fā)生，為工作帶來(lái)很大不便?，F在中心能隨時(shí)告知病人家屬急救車(chē)在什么位置，多久能到達，為病人的及時(shí)搶救贏(yíng)得了時(shí)間，也讓病人家屬減緩等待的焦急心情。

　　4.6 GPS 在公安警車(chē)中的應用

　　當監控中心收到報警信息時(shí)，觸動(dòng)聲光報警器，可起提示作用，系統軟件彈出報警車(chē)輛的具體信息，包括：車(chē)主的姓名、性別、聯(lián)系電話(huà)、所屬公司等信息，接警員通過(guò)以上車(chē)主信息與該車(chē)輛聯(lián)系，進(jìn)行警情確認，如果是假警情，解除警情；如果是真警情，通知主管部門(mén)，報知該公司車(chē)輛出現警情，并對110 指揮中心進(jìn)行報警，指揮中心可根據報警車(chē)輛位置予以快速出擊，在盡量少的時(shí)間內解除警情，解警后反饋到監控中心，監控中心警情記錄存檔（報警時(shí)間，處警記錄等），更新數據庫。

　　4.7 在出租車(chē)中的應用

　　城市出租車(chē)輛是一個(gè)城市對外最直接的窗口，服務(wù)水平、服務(wù)效率直接反應這個(gè)城市的現代化水平。在交通行業(yè)隨著(zhù)汽車(chē)業(yè)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，道路和車(chē)輛數發(fā)生了極大矛盾，我國政府在繼續加快基礎設施建設的同時(shí)，已提出將智能交通（ITS）作為我國未來(lái)交通運輸領(lǐng)域發(fā)展的重要方向優(yōu)先給予重點(diǎn)支持。

　　另外近年來(lái)，針對出租車(chē)行業(yè)的搶劫惡性刑事案件呈不斷上升趨勢，給出租車(chē)駕乘人員及其家庭造成了許多重大損失與威脅。各地公安機關(guān)也不斷使用高新技術(shù)，實(shí)現科技強警。

　　保障出租車(chē)行業(yè)從業(yè)人員及車(chē)輛安全，每年都有針對出租車(chē)的惡性刑事案件，此系統可以最大限度保障從業(yè)人員的人身安全，并能夠為公安機關(guān)打擊犯罪，提高破案率提供有力的幫助和支持，中心電腦可存儲所有出租車(chē)行駛路線(xiàn)軌跡、時(shí)間、上下客記錄為公安部門(mén)破案提供直接的線(xiàn)索和依據，提高社會(huì )的治安水平，震懾犯罪分子的犯罪企圖，起到防患于未然的作用，為建立穩定和諧社會(huì )加強社會(huì )治安做出直接的貢獻，具有重大的社會(huì )意義。

　　5.結論

　　GPS 測量以其便捷性、無(wú)需過(guò)多人工干預、減少人為誤差等優(yōu)勢在測量領(lǐng)域越來(lái)越受到人們的普遍歡迎。車(chē)輛導航系統作為一項將GPS、電子地圖和通信技術(shù)融為一體的高科技成果，必須在科技發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步與用戶(hù)使用中結合實(shí)際情況不斷創(chuàng )新和完善。車(chē)輛導航系統極具研究意義和研究?jì)r(jià)值，因此市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景是不言而喻的。

　　GPS 除了應用于車(chē)輛導航和軍事應用外，更廣泛的應用到各個(gè)行業(yè)，如：GPS 地震監測系統、GPS 地球動(dòng)力學(xué)、GPS 氣象學(xué)、GPS 捕漁業(yè)、GPS 放牧、GPS 登山旅游等方而將形成GPS 普及應用的繽紛五彩世界。

　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，GPS 將成為人們日常生活中不可缺少的工具。