GPS在車(chē)輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　3.2.3 基于GPS 導(dǎo)航技術(shù)的電子地圖

　　電子地圖是GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分，它是導(dǎo)航系統(tǒng)與用戶(hù)的界面，它把接收到的導(dǎo)航定位信號(hào)和機(jī)動(dòng)目標(biāo)行駛范圍的地理特征相結(jié)合，動(dòng)態(tài)而直觀的對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行管理和指導(dǎo)，而使用戶(hù)無(wú)須了解接收到的數(shù)據(jù)的含義就可以方便簡(jiǎn)潔的使用導(dǎo)航系統(tǒng)。電子地圖還是對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)性能的擴(kuò)展，由于電子地圖是由相應(yīng)軟件組成，它可方便的實(shí)現(xiàn)各種功能，最大程度的發(fā)揮導(dǎo)航系統(tǒng)的潛能，做到方便、準(zhǔn)確、快捷，而無(wú)須進(jìn)行硬件方面的調(diào)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(cè)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)線電導(dǎo)航技術(shù)依賴(lài)于外界設(shè)備，其定位精度或受無(wú)線網(wǎng)覆蓋面積的限制（如Sign PoST）或受定位信號(hào)精確度的影響（如GPS）；推測(cè)導(dǎo)航技術(shù)的精確度則受方向探測(cè)儀及車(chē)速脈沖設(shè)備精度的限制，且其存在積累誤差，即隨著車(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(xiàn)偏差。地圖匹配是一項(xiàng)確定車(chē)輛在地圖上位置的技術(shù)，其糾錯(cuò)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(jī)測(cè)量到其載體當(dāng)前的有關(guān)位置信息后，再?gòu)碾娮拥貓D數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，從而準(zhǔn)確顯示車(chē)輛的位置。可以說(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(dǎo)航產(chǎn)品最終性能的關(guān)鍵技術(shù)，因此，GPS、電子地圖相結(jié)合并通過(guò)地圖的匹配算法實(shí)現(xiàn)的組合導(dǎo)航技術(shù)是一種比較理想的導(dǎo)航方式。

　　4.車(chē)載GPS 系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

　　GPS 技術(shù)在汽車(chē)導(dǎo)航和交通管理工程中的研究與應(yīng)用目前在中國(guó)剛剛起步，而國(guó)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(shè)計(jì)了一種動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺(tái)捷聯(lián)式慣性系統(tǒng)，兩臺(tái)GPS 接收機(jī)和一臺(tái)微機(jī)，可測(cè)定已有道路的線形參數(shù)，為道路管理系統(tǒng)服務(wù)。美國(guó)研制了應(yīng)用于城市的道路交通管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用GPS 和GIS 建立道路數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中包含有各種現(xiàn)時(shí)的數(shù)據(jù)資料，如道路的準(zhǔn)確位置、路面狀況、沿路設(shè)施等，該系統(tǒng)于1995年正式運(yùn)行，為城市道路交通管理起到重要作用。近些年來(lái)國(guó)外研制了各種用于車(chē)輛誘導(dǎo)的系統(tǒng)，其中車(chē)輛位置的實(shí)時(shí)確定以往主要依據(jù)慣性測(cè)量系統(tǒng)以及車(chē)輪傳感器，隨著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(shì)。用于城市車(chē)輛誘導(dǎo)的GPS 定位一般是在城市中設(shè)立一個(gè)基準(zhǔn)站，車(chē)載GPS 實(shí)時(shí)接收基準(zhǔn)站發(fā)射的信息，經(jīng)過(guò)差分處理便可計(jì)算出實(shí)時(shí)位置，把目前所處位置與所要到達(dá)的目標(biāo)在道路網(wǎng)中進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，便可在道路電子地圖上顯示出到達(dá)目標(biāo)的最優(yōu)化路線，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(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)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(tǒng)，用戶(hù)可以在完全陌生的環(huán)境下通過(guò)路徑引導(dǎo)和規(guī)劃系統(tǒng)，找到正確的行駛線路，同時(shí)，通過(guò)該系統(tǒng)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(tǒng)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(yùn)輸車(chē)隊(duì)的管理和調(diào)度

　　對(duì)一個(gè)運(yùn)輸車(chē)隊(duì)而言，進(jìn)行貨物運(yùn)輸或者旅行客運(yùn)的合理調(diào)度是提高車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)效率，節(jié)約能源的重要關(guān)鍵。車(chē)輛可以通過(guò)車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整行車(chē)路線，按最佳路線行駛，從而可以節(jié)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(yùn)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(yùn)率，提高車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)效率，而且，車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)還可以將每一輛車(chē)所經(jīng)過(guò)的路線存儲(chǔ)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(duì)車(chē)輛的安全防護(hù)

　　車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的安全防護(hù)體現(xiàn)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(hào)，威懾犯罪分子，提醒他人車(chē)輛被盜；二是車(chē)載系統(tǒng)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(tái)，使警務(wù)人員能在最短的時(shí)間內(nèi)找到被盜車(chē)輛，將犯罪分子抓獲。

　　4.4 公交車(chē)輛的調(diào)度和管理

　　城市規(guī)模的日益擴(kuò)大和公共交通的快速發(fā)展，一方面使得客流量日益擴(kuò)大，車(chē)輛增加，車(chē)次增多；另一方面導(dǎo)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(xiàn)串車(chē)和車(chē)次間隔加大的現(xiàn)象，增大了調(diào)度工作的難度。造成這種狀況的主要原因是調(diào)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(diào)整措施。利用車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)公交車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)督管理，可以根據(jù)動(dòng)態(tài)交通信息，實(shí)時(shí)調(diào)整車(chē)次，改善公交車(chē)輛的運(yùn)營(yíng)效率，擺脫公交調(diào)度的落后狀況。

　　4.5 在120 急救中的應(yīng)用

　　在醫(yī)療救護(hù)領(lǐng)域，搶救病人最關(guān)鍵的因素是能在最短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。一般情況下，人們通過(guò)撥打120 救護(hù)專(zhuān)線來(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 電話要花費(fèi)一些時(shí)間，容易延誤搶救時(shí)間，然后，120 車(chē)趕赴現(xiàn)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(zhǎng)的，假如路線恒定，那么耽誤時(shí)間最長(zhǎng)的是尋找現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間（假設(shè)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(xiàn)達(dá)到這個(gè)效果，對(duì)當(dāng)事人和醫(yī)院來(lái)說(shuō)都是有利的。因此建立一套能夠?qū)本溶?chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)一指揮調(diào)度的系統(tǒng)顯得十分有必要。

　　根據(jù)很多城市的急救中心報(bào)告，在其急救車(chē)上裝備GPS 衛(wèi)星定位調(diào)度系統(tǒng)之后，從接到急救電話至救護(hù)車(chē)趕到病人所在地所花費(fèi)的時(shí)間平均可縮短2 分鐘，這主要是由于醫(yī)院從調(diào)度中心的GPS 系統(tǒng)上可很快找到離病人最近的可救護(hù)車(chē)以及可以指揮救護(hù)車(chē)以最快的速度找到病人?？梢韵胂?，對(duì)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(tǒng)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(yuǎn)一點(diǎn)的病人，車(chē)子發(fā)出了，可是對(duì)方不知道什么時(shí)候能到，中心也無(wú)法知曉路上狀況，結(jié)果車(chē)到了，病人卻自己打的到醫(yī)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(xiàn)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(dá)，為病人的及時(shí)搶救贏得了時(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(yīng)用

　　當(dāng)監(jiān)控中心收到報(bào)警信息時(shí)，觸動(dòng)聲光報(bào)警器，可起提示作用，系統(tǒng)軟件彈出報(bào)警車(chē)輛的具體信息，包括：車(chē)主的姓名、性別、聯(lián)系電話、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(rèn)，如果是假警情，解除警情；如果是真警情，通知主管部門(mén)，報(bào)知該公司車(chē)輛出現(xiàn)警情，并對(duì)110 指揮中心進(jìn)行報(bào)警，指揮中心可根據(jù)報(bào)警車(chē)輛位置予以快速出擊，在盡量少的時(shí)間內(nèi)解除警情，解警后反饋到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心警情記錄存檔（報(bào)警時(shí)間，處警記錄等），更新數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　4.7 在出租車(chē)中的應(yīng)用

　　城市出租車(chē)輛是一個(gè)城市對(duì)外最直接的窗口，服務(wù)水平、服務(wù)效率直接反應(yīng)這個(gè)城市的現(xiàn)代化水平。在交通行業(yè)隨著汽車(chē)業(yè)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，道路和車(chē)輛數(shù)發(fā)生了極大矛盾，我國(guó)政府在繼續(xù)加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)，已提出將智能交通（ITS）作為我國(guó)未來(lái)交通運(yùn)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(duì)出租車(chē)行業(yè)的搶劫惡性刑事案件呈不斷上升趨勢(shì)，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(jī)關(guān)也不斷使用高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)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(duì)出租車(chē)的惡性刑事案件，此系統(tǒng)可以最大限度保障從業(yè)人員的人身安全，并能夠?yàn)楣矙C(jī)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(chǔ)所有出租車(chē)行駛路線軌跡、時(shí)間、上下客記錄為公安部門(mén)破案提供直接的線索和依據(jù)，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(wěn)定和諧社會(huì)加強(qiáng)社會(huì)治安做出直接的貢獻(xiàn)，具有重大的社會(huì)意義。

　　5.結(jié)論

　　GPS 測(cè)量以其便捷性、無(wú)需過(guò)多人工干預(yù)、減少人為誤差等優(yōu)勢(shì)在測(cè)量領(lǐng)域越來(lái)越受到人們的普遍歡迎。車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)作為一項(xiàng)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(jié)合實(shí)際情況不斷創(chuàng)新和完善。車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)極具研究意義和研究?jī)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(yīng)用于車(chē)輛導(dǎo)航和軍事應(yīng)用外，更廣泛的應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，如：GPS 地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、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(yīng)用的繽紛五彩世界。

　　隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，GPS 將成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚墓ぞ摺?/span>