全球定位系統GPS 及在交通信息工程中的應用探討

（菏澤市交通運輸綜合服務中心，山東 菏澤 274010）

引言：生活中的日常出行，離不開GPS 的幫助。它的高精確性、全能性等優勢，讓其不斷在交通信息工程中得到應用，為交通運輸行業發展做出突出貢獻。本文通過了解GPS 的發展歷程，熟悉特點，仔細分析GPS 在交通信息工程中的應用之處。通過道路建設、導航、定位等幾個方面進行探討，研究GPS 的用戶傳輸系統，如何將遠在太空的衛星得到的數據，進行分析處理最終傳輸到用戶的面前，以精確、簡捷的方式達到滿意答案。

一、全球衛星定位系統GPS

Global Positioning System——全球衛星定位系統（簡稱：GPS），是利用24 顆衛星定位功能，為全世界范圍全天候、高精確提供導航、定位、勘測、數據等服務的智能系統。GPS由三大部分組成：空間衛星、地面監控、用戶傳輸。

（一）空間衛星

空間衛星指通過人類研究發射，布置在6 條交點傾角互為55°的軌道面上的24 顆人造衛星。這些衛星組成系統，合理的研究計算得到的分布形式，使得全天候在全球任意位置都可以有四顆衛星進行覆蓋，從而保證了數據的實時精確。

（二）地面監控

地面監控指通過在地球表面建立的信息站，實時接收衛星傳回的數據，并且對空間衛星進行指揮、控制、調試及監控。在信息監測站，通過系統控制，將更多的基礎數據不斷儲存入衛星系統，使得衛星分析數據更加精確，應對情況越來越多。與此同時，監控衛星狀態，檢測信息情況，及時的將誤差降到最低，保證24 顆衛星的工作狀態，推動整個GPS 系統的不斷應用【1】。

（三）用戶傳輸

經各種終端設備，將處理得到的信息數據展現在用戶面前。傳輸即為通過接收設備，記錄GPS 的傳輸信號，經過系統解析調整，實時的讓各類用戶得到所需精確度的終端信息。用戶系統中，包含接收設備和信號處理軟件，接收設備多種多樣，服務于各種用戶，信號處理方面功能不同，從而實現所需的導航、定位、勘測等不同要求。

二、交通信息工程中的運用

GPS 在交通信息工程中應用廣泛，交通運輸是推動國家發展的重大產業之一，近些年來我國對該行業的要求也不斷提高。信息時代，智能系統的開發應用才能保證行業的發展，GPS 的應用大大提高了交通信息的處理效率。不論從道路建設，還是導航定位，GPS 做出了很大貢獻。

（一）GPS 在道路建設信息中的應用

時代的快速發展，我國的交通運輸事業大力發展，在道路建設過程中，GPS 得到了應用。如今的道路建設要求水平高，，里程相對較長，這對工程的勘察勘測提出了更高要求。通過傳統人工定位、布置點位進行測量已經滿足不了建設需求，不僅速度慢，而且精確度低。我國目前通過利用GPS 系統，進行數據處理，在系統中建立點位，通過衛星數據的處理，直接可以得到所需勘測數據。GPS 的應用，建立了高精度一級控制網點，通過實施衛星信號的接收，組成精密網絡，保證點位，得到了幾十公里范圍勘測細節到厘米的數據，這是傳統人工方式難以達到的高度，與此同時其處理速度遠遠超過人工。通過其他計算機處理技術的輔助，GPS 在道路建設信息方面應用范圍更廣，找到勘測誤差，建立起點位信息網絡，快速準確的進行定位，并且可以對今后的建設起到基礎指導作用。

（二）GPS 在導航定位信息中的應用

三維導航是GPS 的首要功能，飛機、輪船、地面車輛以及步行者都可以利用GPS 導航器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS 基礎上發展起來的一門新型技術。GPS 導航系統與電子地圖、無線電通信網絡、計算機車輛管理信息系統相結合，可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能【2】。

在平時我們的日常生活中，我們已經離不開GPS 的實時導航功能。它將衛星傳輸的信號進行接收，轉化入導航系統，對路線進行定位規劃。不論是民眾的日常出行，還是用于軍事導航定位，GPS 都能利用衛星信號，采用差分GPS 技術，快速分析出所在該點的坐標位置，勘測目標地點的距離，并進行線路規劃。不同的規劃，精準度都極高，誤差極小，還可以同時通過衛星定位，得到速度、時間、狀態等信息。

另外，交通業中安全問題尤為重要，通過GPS 的實時定位，可以檢測目標的安全狀態，事故時準確定位，保證迅速救援。通過GPS 的定位監控系統，可以對遇到故障、事故的車輛等進行緊急救援，可根據信號數據，對交通狀況進行指揮調度，對整個區域進行分析規劃。

（三）GPS 在定位勘測信息中的應用

全球定位系統GPS 技術經過信號傳輸，分析得到數據，監控點位有靜態、動態兩個類型。在地面工程測量中，采用定點位置固定不變的監測點位，通過衛星數據的實時傳輸，得到精確固定數據；在動態目標的定位勘測中，監測點位相應位于運動載體上，位置的不斷變化，實時進行處理【3】。勘測信息如地面勘測中，數據的處理可以采取延后處理，這種定位勘測信息可以任務結束后，再進行數據記錄，靜態點位的工作效果精確度可以達到毫米，需要實時檢測的運用動態點位，精確度會降低，范圍是幾厘米之內。

三、結束語

全球定位系統GPS 是近年來開發的最具有開創意義的高新技術之一，其全球性、全能性、全天候性的導航定位、定時、測速優勢必然會在諸多領域中得到越來越廣泛的應用。在發達國家，GPS 技術己經開始應用于交通運輸和道路工程之中。目前，GPS 技術在我國道路工程和交通管理中的應用還剛剛起步，相信隨著我國經濟的發展，高等級公路的快速修建和GPS 技術應用研究的逐步深入，其在道路工程中的應用也會更加廣泛和深入，并發揮更大的作用【4】。