无处不在的ＧＰＳ
时间：2020-12-09 20:03:24 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
世界上最遥远的距离不是从中国到巴西，更不是从电信到网通，而是我一直在你身边，而你却一无所知。这句出幽的叹息用到GPS身上实在再合适不过。当大家下意识地认为GPS与自己之间的距离可以用光年来计算时，殊不知它早已默默存在于我们生活当中。从航空航天到军事应用．从行业工程到医疗救护，无处不在的它努力扮演着无名英雄的角色，却为我们带来了数不清的便利。所以对于GPS，我们没有理由忽略它，反之应该满怀崇敬地认知它，因为，它一直在你身边。今天就让我们从各个角度来认知这位幕后英雄。
精准工程的生命
作为“精密仪器”，GPS设备在行业工程中使用的概率也非常之高。比如在难以人工测绘的山峰或湖泊旁，在钢筋水泥浇铸的过江大桥上，大家都能时常看到它“辛勤工作”的身影。它用自己的严谨而科学的数据丈量着一座座城市，为大家的美好生活默默奉献自己的力量。
城市规划与测量
城市规划与测量是目前我国各大城市正如火如荼进行着的一项政府工程。由于近几年来我国经济持续高速发展，城市变化非常快，所以为了更新城市综合数据，有效规划城市发展，需要重新进行土地测量等基础工作。以前国内进行的测量主要通过人工布线(布网)等方式，其主要的问题有两个，一个是在地形复杂、透视(肉眼直接可视)困难的测量区(例如测量一座险峻山峰的高度时)，测量人员很难按照标准要求爬到一个又一个测量点，反复测量。第二个是这种测量方法需要耗费大量人力财力，成本非常高，而且测量准确性还因为人为误差而不能保证绝对精准。而采用GPS测量完全避免了上述两个问题，而且还具有几个优点：第一是测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50km的基线上，其相对定位精度可达1×10—6，在大于1000km的基线上可达1×10—8。第二则是测站间无需通视。GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。第三是观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善，进行GPS测量时，动态相对定位仅需几秒钟，非常轻松。第四是仪器操作简便。由于GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。最后一点就是GPS设备支持全天候作业。GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，即使可能受到天气影响而信号较弱，但在同等恶劣的天气条件下(例如暴雨或冰雹)，人工测量更加无法正常进行。所以，采用GPS测量设备不仅精度高、速度快，而且省钱省力，确是测量人员的好帮手。此外，在与测量相关的行业工程应用，例如地质勘探及地质灾害监测、水源井施工、工程地质勘察等项目上，GPS也能够良好地胜任勘测任务。
桥梁变形监测
桥梁变形监测是GPS的一项全新“工作”。它的主要任务是对过江或过海大桥进行全自动、全天候、连续实时高精度的变形监测。大家可能下意识认为大桥非常坚固，根本没必要对它时刻监控。但事实上，一座大桥从建成通车到服役多年的较长时间内，因为环境因素影响、车辆运营荷载和特殊荷载(如台风、地震、特种运输等)作用下，强度和刚度可能会降低，结构性能发生劣化，严重者甚至影响日常行车安全和桥梁的使用寿命。所以，桥梁监测不仅有意义，而且十分必要。由于人工监测效率太低，所以只能由GPS勇敢地挑起这一重担，在我们所生活的城市中，或许正是GPS监测系统默默无闻的监测，日复一日保证大桥的“身体健康”和我们的通行安全。与普通检测手段相比，GPS监测设备实时不仅能7×24小时连续观测，还能提供风力效应监测、温度效应监测、公路负荷效应监测、铁路负荷效应监测，大桥钢索索力监测以及大桥主要构件应力监测等数据。此外，GPS监测设备中得到的数据通过通讯网络传送到控制中心后将被实时分析，并输出检测结果，如果发现数据异常，则会自动报警，立即引起监测人员的注意。
线路施工
公路或铁路的线路施工测量贯穿于每个线路工程的始终，而其中最繁重且最有代表性的莫过于从事路面开挖或回填的土石方施工与路面铺装。通常情况下，这类施工的一举一动都必须在测量人员和测量仪器的监督与指导下进行，任何差错都会造成极大的人力、物力、财力与时间的浪费。尽管目前线路施工中已经广泛使用各类筑路机械，但是施工机械与测量并没有融合成一个有机的整体。但如果采用实时GPS系统，并利用系统提供的人机接口指令(Man-MachineInterface，缩写为MMI)编制开发相应的应用软件，就可以实现GPS引导下的地面施工机械的自动化作业，那么线路施工的效率、质量都会显著地提高，对劳动力的需求也将大大地减少，线路的成本自然也将因此大幅度地降低。
那么，实现这一流程的原理到底是怎样的呢?说穿了其实也不难：每部施工机械上的固定部位都安装有一台GPS接收机，我们将它可以看作为一个实时测量的流动站，它能够以10次/秒的更新速率提供相对于附近已知参考站的坐标。而机械设备上各个施工面(如抓斗、铲刀、压辊等等的各个端面)相对于接收机天线的位置由两项因素构成：一个是设备静态结构相对于接收机天线安置位置的固定偏差，它们可以根据设备的设计图纸及通过大量测试加以确定；另一个为施工作业部件相对于结构基准状态的运动量，可以由机械设备的传动系统所接收的控制指令按定的数学模型推算出来。所以，只要GPs参考站与安装在施工机械设备上的流动站都能够保持稳定、可靠、精确的工作状态，再加上与机械传动与控制保持信息同步的 台工业标准PC机，就可以随时知道施工的自动化作业。
船舶的海上识别
船舶在海上利用雷达捕捉和识别周边其他船舶的信号，从而“认识”对方或辨识航向，进行安全行驶是一种非常有效的海上“交流”方法。但是雷达虽然有效，有时却不能有效区分对方船舶的身份、性质、当前操作的意图，更无法发现海堤或港口建筑物背后的隐蔽目标，而且当两个船只出现在相距不远的同一方位上时，雷达屏幕上往往产生混淆，特别在夜航、雾航、暴风雨等各种能见度十分恶劣条件下的分辨不清，是造成许多海难事故的罪魁祸首。正因为如此，国际海事组织(IMO)导航安全委员会于2000年年底批准的“关于通用船舶自动识别系统(AIS)实施标准的建议”，建议从2002年位大小，300长吨以上国际货船及500长吨以上非国际航行的货船都必须装载AIS系统以后才允许投入运营。在我国的海南，AIS已经全面投入使用。
那么，什么是AIS呢?简单地说，AIS是
