随着我国城市建设规模的扩大,车辆日益增多,交通运输的经营管理和合理调度,警用车辆的指挥和安全管理已成为公安、交通系统中的一个重要问题过去,用于交通管理系统的设备主要是无线电通信设备,由调度中心向车辆驾驶员发出调度命令,驾驶员只能根据自己的判断说出车辆所在的大概位置,而在生疏地带或在夜间则无法确认自己的方位甚至迷路因此,从调度管理和安全管理方面,其应用受到限制车载导航1.概述GPS 定位技术的出现给车辆、轮船等交通工具的导航定位提供了具体的实时的定位能力通过车载 GPS 接收机使驾驶员能够随时知道自己的具体位置通过车载电台将 GPS 定位信息发送给调度指挥中心,调度指挥中心便可及时掌握各车辆的具体位置,并在大屏幕电子地图上显示出来目前,用于公安、交通系统的主要有:车辆 GPS 定位与无线通信系统相结合的指挥管理系统;应用GPS 差分技术的指挥管理系统下面介绍这两种管理系统的工作原理与设备构成2.车辆 GPS 定位管理系统车辆 GPS 定位管理系统主要是由车载 GPS 自主定位,结合无线通信系统对车辆进行调度管理和跟踪已经研制成功的如车辆全球定位报警系统,警用GPS 指挥系统等分别用于城市公共汽车调度管理,风景旅游区车船报警与调度,海关、公安、海防等部门对车船的调度与监控。
监控中心部分的主要功能有:数据跟踪功能将移动车辆的实时位置以贞列表的方式显示出来如车号、经度、速度、航向、时间、日期等图上跟踪功能将移动车辆的定位信息在相应的电子地(海)图背景上复合显示出来电子地(海)图可任意放大、缩小、还原、切换有正常接收与随意点名接收两种接收方式还可提供是否要车辆运行轨迹的选择功能模拟显示功能可将已知的目标位置信息输入计算机并显示出来决策指挥功能决策指挥命令以通信方式与移动车辆进行通信通信方式可用文本、代码或语音等,实现调度指挥·车载部分的主要功能有:·定位信息的发送功能GPS 接收机实时定位并将定位信息通过电台发向监控中心·数据显示功能将自身车辆的实时位置在显示单元上显示出来如经度、纬度、速度、航向·调度命令的接收功能接收监控中心发来得调度指挥命令,在显示单元上显示或发出语音·报警功能一旦出现紧急情况,司机启动报警装置,监控中心立即显示出车辆情况、出事地点、车辆人员等信息车辆 GPS 定位属于单点动态导航定位其定位精度约为 100M 量级为了提高定位精度,可采用差分 GPS 技术3.应用差分 GPS 技术的车辆管理系统若采用一般差分 GPS 技术,每辆车上都应接收差分改正数,这样会造成系统过于复杂,所以实际应用中多采用集中差分技术。
工作原理:每一辆车都装有GPS 接收机和通信电台,监控中心设在基准站位置,坐标精确已知基准点上安置 GPS 接收机,同时安装通信电台、计算机、电子地图、大屏幕显示器等设备工作时,各车辆上的 GPS 接收机将其位置、时间和车辆编号等信息一同发送到监控中心监控中心将车辆位置与基准站 GPS 定位结果进行差分求出差分改正数,对车辆位置进行改正,计算出精确坐标,经过坐标转换后,显示在大屏幕上这种集中差分技术可以简化车辆上的设备车载部分只接收 GPS 信号,不必考虑差分信号的接收而监控中心集中进行差分处理,显示、记录和存储数据通信可采用原有的车辆通信设备,只要增加通信转换接口即可由于差分GPS 设备能够实时地提供精确的位置、速度、航向等信息,车载 GPS 差分设备还可以对车辆上的各种传感器(如计程仪、车速仪、磁罗盘等)进行校准工作4.应用前景汽车是现代文明社会中与每个人关系最密切的一种交通工具,据统计,仅几个发达国家的汽车保有量已有数千万辆因此车辆导航将成为未来 20 年中全球卫星定位系统应用的最大的潜在市场之一预计到 2000 年,全世界用于车辆导航的总投资额的 1/3在我国,特种车辆约有几十万辆。
有关部门要求首先对运超车、急救车、救火车、巡警车、迎宾车等特种专用车辆实现全程监控、引导和指挥目前使用车载 GPS 接收机进行自主定位的车辆很少,大量的开发应用热点在监控调度系统上 车载 gps 导航设备在应用上的发展方向,应当着重多卫星系统、远距离监控以及多功能显示等几个方面使用多卫星系统,如 GNSS 系统(该系统在 2000 年后将成为综合导航定位系统),进行导航定位时由于卫星多,可以保证车辆实时定位的精度与可靠性对于用于调度指挥的监控系统来说,监控中心与其管辖的车辆之间由于通信电台的功率有限,其作用距离仅几十公里增大监控作用距离,应当解决远距离通信问题例如增加通信中继站,延长作用距离,利用广播或卫星通信方式使监控范围覆盖更大的地域监控系统的功能应当是多方面的例如语音传输、视觉图象传输以及各种命令和车辆周围环境的情况录入存储等可以说,GPS 导航定位在公交、交通系统中的应用前景是非常广阔的在开发车辆导航应用的同时,也将带动与其相关的通信技术、信息技术、控制技术、多媒体技术和计算机应用技术的发展。