浅析GPS的发展和应用
时间：2021-05-11 00:00:36 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】卫星定位系统（GPS）作为一种先进实时跟踪定位技术运用到现在交通系统的车辆调度、跟踪、里程计算和安全以及费用控制等进行实时管理已越来越被企业管理者所青睐，并在实际的工作中发挥十分重要的作用。本论文主要针对GPS在车辆定位监控系统的应用进行了论述，该系统是目前日益兴起的智能交通系统的重要组成部分，具有广阔的市场前景和应用价值。
【关键词】卫星定位系统 车辆定位监控
所谓GPS又称全球定位系统（Global Positioning System），最初是美国科学家历时20年，耗资200亿美元建成的，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。该系统是迅速发展并且逐步完善起来的新一代具有精密星导航功能和定位功能的系统，其具有全球性、全天候、导航、定位以及授时能力，并且具有较强的抗干扰能力和较高的保密性。 随着科学技术的迅速发展，GPS定位技术在基础应用的研究、新应用领域的开拓、软硬件的开发等方面都取得了迅速发展。
目前，GPS定位技术已经广泛地渗透到了经济建设领域以及科学技术的许多领域当中。随着GPS技术在车辆管理系统中的逐渐深入， 驾驶员可以通过在车体本身装设数据中断处理装置，在正常驾驶状态下获取网络新闻、电子邮件、股市行情、天气预报的数据信息，与此同时，驾驶员也能将自身的动态位置信息采用文字或者音频信息的方式进行上传，在通用服务网络上获取其他车辆的位置，这对未来的社会交通管理有着不可忽视的影响。
GPS系统由三大部分组成：空间部分、位置服务部分和用户管理部分。其中，第一部分是GPS环球检测卫星系统。绕地运行的监测卫星在离地约二万公里的外太空同步运行，运行轨道呈椭圆状，且地球本身处于运行轨道的一个焦点处；
通常来说，绕地卫星的运行周期为半天，在6个倾角约55°的运行轨道包络面上已经非均匀分布了多达数十颗地球导航卫星。通过精密的控制系统可以实时的操控导航卫星的工作启停状态。在GPS系统中，通过卫星的已经位置信息，可以获取用户基于卫星位置点的相对位置信息，发送 “星历”而计算得到用户的具体位置。GPS星历，实际上是一系列描述GPS卫星运动及轨道的实时状态参数。对于整个GPS系统来说，地面控制系统是核心组成部分，地面上所分布的5个监控站将会为所有的导航卫星提供确定目标位置所需的星历。通过实时的收集卫星的工作数据和导航信息、状态诊断以及修正轨道等，进行卫星导航数据库的制定。GPS模块不对外播发信号，因此为被动定位。
通过运算与每个卫星之间的伪距离，采用距离交会法求出接收机的经度、纬度、高度以及时间修正量这四个主要参数，其特点是定位速度快，但是误差比较大。初次定位的模块通常需要至少4颗卫星参与计算，这种方式被称为3D定位，而3颗卫星就可实现2D定位，但精度不太高。GPS模块通过串口不断输出NMEA格式的定位信息以及辅助信息给接收者以供选择应用。
定位导航是GPS的基本功能，我国社会经济的快速发展和城镇化进程的加快，使得城市整体规模持续增大，城市车辆保有总量不断增加，交通管理的效率将直接影响城市生活质量，GPS技术的发展和民用化的普及，使得其在城市状态监控和交通管理上具备极大的优势，GPS技术在交通管理上的应用前景十分广泛。GPS导航系统与Electronic mapping、无线电通信网以及自动化车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪以及交通管理等多种功能。利用GPS全面监控车辆，在电子地图上实时、准确地了解车辆的位置、速度、方向等，对车辆的行驶轨迹进行跟踪记录，同时能将驾驶员的超速纪录、违规情况等多元信息存储到中心数据库，丰富管理理念，提高信息化程度，加强对车辆以及人员的管理。
目前，GPS车辆定位监控系统有着非常好的市场前景，其发展可以促进中国地理信息数据产业及相关产业的发展。随着GPS系统的发展以及技术的不断更新， GPS车辆定位监控系统未来的发展前景是巨大的。通过该系统，用户不仅可以监控和调度所有在GSM网信号覆盖范围内的车辆，还可以远程监控和调度在GSM网信号覆盖范围内的车辆，并进行卓有成效的运输管理。
目前在全球有四大卫星导航系统：美国GPS、俄罗斯GLONASS，中国的北斗以及欧洲的伽利略系统，其中应用最广泛的是美国的GPS卫星导航系统，占据全球90%以上市场。卫星导航定位技术有关地理位置信息，涉及国家安全，所以我国非常重视，目前北斗二代系统已完成亚太区覆盖并正式提供服务，并计划至2020年实现全球覆盖。北斗二代系统促进移动位置服务的核心是其能提供精确的位置，目前GPS系统民用的定位精度是米级，能满足车载导航等一般应用，但若用于更精确的位置应用领域则显不足。北斗二代系统设计定位精度为10米，建设地基增强网后可提高至厘米级，从而使精细的移动位置服务成为可能。
当前GPS可用GPRS网和CDMA1X等较为先进的通信网。基于GPRS网的传输速度在理论上可以达到100kbps以上，而2003年开通的CDMA1X网络，由于采用了反向相干解调、前向快速功率控制等技术，其理论带宽可以达到300kbps，目前实际使用的带宽在100kbps左右（双向对称传输），传输速率高于GPRS，可以提供更多的中高速率业务。随着2.5G的CDMA1X/GPRS向3G网络过渡，频谱效率越来越高，支持的速率也将越来越高，增加到3G初期的几百kbps，再到3G增强型的几Mbps，然后在3G进一步增强型的几十到上百Mbps，再到超3G（B3G）的上百Mbps-1Gbps，GPS将可以实现更多视频新业务。
参考文献：
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