GPS应用 - 山东交通运输GPS信息系统介绍

山东交通运输GPS信息系统介绍系统概况系统建设背景系统技术构成系统特性GPS信息系统功能用与用途山东交通运输GPS信息服务系统系统概况“山东交通运输GPS信息服务系统”是集全球卫星定位技术、现代移动通讯技术、GIS地理信息技术、汽车行驶记录技术、Internet互联网技术以及计算机网络技术为一体的高科技信息系统。该系统采用国家“863”计划研制的基于UNIX操作系统平台的大型网络地理信息系统（WebGIS）和GPS监控系统，技术上先进，运行稳定可靠，安全保密性强，能满足用户互联互动大数据量的应用并不断升级、完善。GPS信息系统建设背景促进社会经济发展、建设平安和谐山东的需要改造传统管理手段、提高政府服务水平的需要落实国家法规和政策的需要2004年5月1日实施的《中华人民共和国道路交通安全法》

落实交通部（2001—2010年）发展规划的要求落实交通部等国家六部委《预防道路交通事故“五整顿”“三加强”实施意见》

的要求实现政府降低险情危害，实施应急指挥调度的需要地震、洪灾、瘟疫、战争等多种不可抗力的危害人民生命财产安全的灾难难以预防和消除，政府和政府职能部门须时刻应对突如其来的险情，最大限度地减少灾害带来的损失。建设GPS信息服务系统是政府实时、全面监控车辆情况，以进行应急调度的需要。

基础技术的成熟GPS信息系统技术构成GPSWebGIS移动通讯技术汽车行驶记录技术计算机网络通讯与数据处理技术网络安全并发请求处理关键技术

各项技术的有机结合GPSGPS概述GPS组成GPS的特点其他定位系统GLONASS系统伽利略系统北斗卫星导航系统GPS概述全球定位系统（GlobalPositioningSystem——GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，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。美国空军太空司令部于1995年4月27号宣布GPS已达到完整操作能力，成功地满足军事实务的操作。由于此技术的迅速发展，使得民间应用的需求与日俱增，对于传统导航方式更有革命性的影响。GPS组成

一、空间部分——GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。24颗卫星分布于距地表20,200公里的上空，均匀分布在6个轨道平面内，卫星轨道面倾斜角为55度，提供全球全天候，每秒一次，持续不断的定位讯号。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗，最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时，为了计算测站的三维坐标，必须观测4颗GPS卫星，称为定位星座。GPS组成

二、地面控制部分——地面监控系统对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历——卫星运动及其轨道的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准——GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间，求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。另外监控中心可上传资料给卫星，卫星再将这些信息下传给GPS使用者使用。GPS工作卫星的地面监控系统包括五个监控中心，四个上传资料站及一个控制中心，这些控制站以纬度来划分其所控制的卫星。GPS组成

三、用户设备部分——GPS信号接收机每一颗卫星会告诉您使用的接收机三件事，我是第几号卫星，我现位置在哪里，我什么时候送这讯息给您。当GPS接收机接收到这些资料后会将星历资料及Almanac存起来使用，这些资料也用做修正GPS接收机上的时间。GPS接收机比较每一卫星讯号接收到的时间及本身接收机的时间的不同，而计算出每一卫星到接收机的距离。接收机若在接收到更多卫星时，它可利用三角公式计算出接收机所在位置。三颗卫星可做所谓2D定位(经度及纬度)，四颗或更多卫星可做所谓3D定位(经度、纬度及高度)。接收机继续不断地更新您的位置，所以它可计算出您的移动方向及速度。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包，构成完整的GPS用户设备。GPS系统的特点覆盖广精度高实时定位速度快抗干扰性能好、保密性强GLONASS系统

GLONASS是GLObalNAvigationSatelliteSystem(全球导航卫星系统)的字头缩写，是前苏联从80年代初开始建设，1995年投入使用的全球定位导航系统。GLONASS的工作卫星有21颗，分布在3个轨道平面上，同时有三颗备份星。地面控制部分全部都位于前苏联领土境内。GLONASS卫星星座基本上一直处于降效运行状态，只有8颗卫星是全功能工作的。90年代曾经制定过一个GLONASS星座渐进增强计划，企图在2001年开始有12颗全功能工作的卫星，但根据最新情报，目前仍然只有8颗全功能工作的卫星。GLONASS系统

为进一步提高Glonass系统的定位能力，开拓广大的民用市场，俄罗斯目前正在着手GLONASS系统现代化的工作。俄罗斯太空部队打算开始进行新一代GLONASS-M计划的飞行试验，发射将在2004年左右进行。新型GLONASS-M卫星除了将有更长的设计寿命(从现行的3年提高到7-8年)以外，还将具有更好的讯号特性；改进一些地面测控站设施；实现系统高的定位精度：位置精度提高到10～15m，定时精度提高到20～30ns，速度精度达到0.01m／s俄罗斯还计划要在将来转变到低质量(MASS)第三代GLONASS-K卫星，确保卫星工作寿命在10年以上。伽利略系统“伽利略”系统是1999年由欧盟提出“伽利略”计划的核心内容，欧洲国家准备投资35亿欧元，向2.4万公里外的太空发射30颗卫星来组成该系统。这是欧盟计划建设的新一代民用全球卫星导航系统，预计2008年底系统建成并投入运营。“伽利略”接收机不仅可以接受本系统信号，而且可以接受GPS、GLONASS这两大系统的信号，并具有导航与移动电话功能相结合、与其他导航系统相结合的优越性能。“伽利略”系统建成后，将提供5种服务：一是免费的定位服务，类似于目前美国开发的GPS系统，为交通运输等领域提供定位服务；二是需要付费的商业服务；三是用于高精度项目研究服务；四是特许经营服务，用于政府机构、军队以及敏感部门；五是全球搜救服务。伽利略系统的先进性首先体现在导航定位精度上。其免费服务定位精度为10米，与现有的GPS免费民用信号相当；而有偿服务的定位精度可达1米以内。

中国参与伽利略计划欧洲与中国经过近两年的准备，于2003年5月16日在布鲁塞尔举行中欧伽利略计划合作第一轮正式谈判。2004年10月9日，中欧伽利略计划技术合作协议在北京正式签署，中国将投入2亿欧元巨资参与伽利略计划，这也是中国目前最大的对外科技合作项目。中国成为参加伽利略计划的第一个非欧盟成员国，将在伽利略联合执行体中与欧盟成员国享有同等权利和义务。2005年7月28日，欧盟与中国在北京就“伽利略”计划签订了3项合同。3项合同的签署，标志着双方的合作从此进入实质阶段。根据中欧双方达成的协议，中国企业将参与开发地面段相关应用技术标准，以最终促成一种全球标准的形成。北斗卫星导航系统2003年6月1日，我国自主研发的北斗系统（北斗一号）正式开通，这标志着我国已经拥有了完全自主的（区域性）卫星导航系统。2000年10月31日和12月21日，中国两次成功发射“北斗”导航试验卫星，为中国“北斗”导航系统建设奠定了基础。“2003年5月25日，第三颗“北斗一号”导航定位卫星被成功送入太空。它是导航定位系统的备份星，与前两颗“北斗一号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统，确保全天候、全天时提供卫星导航信息。北斗导航系统具有卫星数量少、投资小、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途，可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求。缺点是不能覆盖两极地区，赤道附近定位精度差，只能二维主动式定位，且需提供用户高程数据，不能满足高动态和保密的军事用户要求，用户数量受一定限制。

北斗导航定位系统的双星定位，只是初步实验阶段，以后除了发射同步卫星外，还要发射多颗极轨卫星，以实现北斗系统的全球定位和实用化。WebGISWebGIS（WebGeographicInformationSystem）即网络地理信息系统，是Internet技术应用于GIS开发的产物。由于互联网的迅速崛起，使得Web技术成为高效的全球信息发布技术。因此，利用Internet技术在Web上发布地理信息，就能从WWW的任意一个节点浏览WebGIS站点中的地理信息，并进行各种信息检索和处理，这就为地理信息的开放和共享提供了切实可行的技术。WebGIS的特点较低应用管理成本WebGIS是利用通用的浏览器进行地理信息的发布，并使用通常是免费的插件ActiveX或JavaApplet，从而大大地降低了终端客户的培训成本和技术负担。真正的信息共享WebGIS可以通过通用的浏览器进行信息发布的特点，使得不仅是专业人员，而且普通用户也能方便地获取所需的信息；这样真正实现了GIS的大众化。巨大的扩展空间传统的GIS软件大都采用自己内部的格式进行空间、属性数据的管理，这样就形成了一个个信息孤岛。开放式地理信息系统(OpenGIS)互操作规范的制定和完善，使不同系统之间实现信息共享和互操作。WebGIS基于开放的、非专用的Internet技术，这就使得WebGIS很容易与Web中的其他信息服务进行无缝集成，建立功能丰富的具体GIS应用。移动通讯技术

GSM

GPRS

CDMAGSM概述

GSM—“GlobalSystemforMobileCommunication”

－全球移动通讯系统特点：

GSM通信技术成熟，稳定可靠覆盖范围广，基本不存在盲区支持国际漫游缺点：容量低、质量一般、只支持语音和文字、长度有限（140个字节/70个汉字）GPRS概述

GPRS—“GeneralPacketRadioService”－通用无线分组业务特点：实时在线按量计费快捷登录高速传输：大流量，理论值171.2kbps

可以传输文字、语音、图片等信息CDMA概述特点系统容量大具有良好的抗干扰性及抗衰耗性

CDMA与GSM和GPRS相比存在更大的通讯盲区，更适合在城区使用各项技术的有机结合山东交通运输GPS信息服务系统特性1容量大首批设计容量20万辆车，随着车辆增加可无限量扩容满足大用户量访问、大数据量处理需求2GPS应用网络化系统以门户网站形式呈现给各级各类用户，可以无限设置监控管理和应用平台3访问手段多样化4服务能力弹性化5升级维护简单化6设计开发规范化7资源共享信息化8资金、人员投入最小化GPS信息系统功能用与用途山东省交通运输GPS信息服务系统用途山东省交通运输GPS信息服务系统功能山东省交通运输GPS信息服务系统用途对各级运政管理部门增加安全防范手段和救援措施，提高运输安全规范运输管理，提高行业宏观调控和监管力度随时掌握道路运输状况，为制定决策提供科学依据实现政府职能由管理型向服务型转变对个体车主、司机获得及时救援，提高行车安全对运输企业系统能够实现“千里眼监控零距离调度”：提高经营管理水平，增强企业竞争力加强运输监管力度，防止运输事故发生资源共享、优势互补，实现企业集约化经营提供科学数据，降低管理成本山东省交通运输GPS信息服务系统用途行驶记录仪对降低交通事故的效果：从1970年欧共体开始全面强制使用记录仪以来，德国客运、货运车辆道路交通事故发生率一直呈下降趋势。如德国1970年货车平均每50万公里发生一起事故，到2000年下降为每行驶160万公里发生一起事故，事故发生率降低了220%；客车从1970年的每40万公里发生一起事故，到2000年下降为每100万公里发生一起事故，事故发生率降低了150%。从目前我国汽车行驶记录仪的应用情况分析，车辆安装汽车行驶记录仪有以下使用