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

引言

　　近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)的增長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于道路修建的速度，任何城市都面臨道路狀況改善相對(duì)滯后的局面，從而造成交通擁堵、環(huán)境惡化，大力發(fā)展智能交通系統(tǒng)（ITS）已成為解決交通問(wèn)題的唯一行之有效的出路。利用全球定位系統(tǒng)（GPS）的城市車(chē)輛定位技術(shù)作為ITS 的關(guān)鍵技術(shù)之一，借助電子地圖等其他手段，可依據(jù)城市道路擁擠狀況和運(yùn)輸?shù)淖罴丫€路，選擇運(yùn)輸途徑，從而避免運(yùn)輸?shù)缆愤x擇的盲目性，提高了城市車(chē)輛的調(diào)度和管理水平，減少車(chē)輛行駛時(shí)間和油耗，從而保證城市道路系統(tǒng)負(fù)荷的均勻性，達(dá)到改善交通狀況的目的。車(chē)輛定位與導(dǎo)航可采用各種技術(shù)手段進(jìn)行，但其中車(chē)輛精確定位的實(shí)現(xiàn)是最重要，也最困難，花費(fèi)最高的。但自從GPS 應(yīng)用于車(chē)輛定位與導(dǎo)航中，情況發(fā)生了劃時(shí)代的革命性變化。下面就以GPS 為切入點(diǎn)介紹它在車(chē)輛定位與導(dǎo)航中的應(yīng)用。

　　1.緒論

　　自六十年代以來(lái)，許多國(guó)家即開(kāi)始對(duì)導(dǎo)航和定位技術(shù)的研究。開(kāi)始，其主要用于軍事目的，如使用慣性器件的美國(guó)的“民兵（MX）巡航導(dǎo)彈系列”即首先使用了導(dǎo)航和定位技術(shù)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)航和定位系統(tǒng)的器件開(kāi)始向小型化、輕型化、低廉化方向發(fā)展。于是，導(dǎo)航和定位系統(tǒng)開(kāi)始逐步進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)，特別在交通方面（主要用于交通流的引導(dǎo)和疏通）。

　　將運(yùn)載體從起始點(diǎn)引導(dǎo)到目的地的技術(shù)和方法稱(chēng)為導(dǎo)航；而車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)即是測(cè)量并解算出車(chē)輛的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和位置，提供給駕駛員或自動(dòng)駕駛儀以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的正確操縱或控制。車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展起始于七十年代初，美國(guó)公路局于70 年代初提出了一種電子路徑引導(dǎo)系統(tǒng)（ERGS），此系統(tǒng)是一種具有無(wú)線路徑引導(dǎo)能力的導(dǎo)航系統(tǒng)，它以短距離指向標(biāo)網(wǎng)絡(luò)作為其基本的技術(shù)起點(diǎn)而形成的中央動(dòng)態(tài)路徑引導(dǎo)功能的導(dǎo)航系統(tǒng)；但是，由于資金有限，此系統(tǒng)最終沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。

　　到了八十年代，隨著無(wú)線電通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，歐、美、日先后開(kāi)發(fā)了CARIN 系統(tǒng)、EVA 系統(tǒng)、LOREN 系統(tǒng)、OMEGA 系統(tǒng)、RACS 系統(tǒng)和AMTICS 系統(tǒng)等。

　　進(jìn)入九十年代后，衛(wèi)星定位技術(shù)的不斷完善，美國(guó)和前蘇聯(lián)分別完善了其衛(wèi)星定位系統(tǒng)，使GPS 系統(tǒng)和GOLLNAX 系統(tǒng)開(kāi)始真正的進(jìn)入民用市場(chǎng)，并使以此系統(tǒng)為依托的車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)得以巨大發(fā)展。

　　從導(dǎo)航和定位技術(shù)的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，它的發(fā)展和相應(yīng)時(shí)代的技術(shù)發(fā)展是并行的。在九十年代，以GPS 為基礎(chǔ)的導(dǎo)航系統(tǒng)不斷地完善，在國(guó)內(nèi)外都進(jìn)入了實(shí)用階段，美國(guó)開(kāi)發(fā)的PATHFINDER 系統(tǒng)，日本的VICS 系統(tǒng)。在中國(guó)，GPS 定位導(dǎo)航技術(shù)于近幾年也了巨大的發(fā)展，如西安504 所開(kāi)發(fā)的WP2000 系統(tǒng)，其主要用于導(dǎo)航和報(bào)警方面。

　　2. GPS 概述

　　2.1 GPS 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　全球定位系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)GPS，是沿地球軌道運(yùn)行的24 顆導(dǎo)航衛(wèi)星的星座集合。GPS 接收機(jī)就是利用這些衛(wèi)星所發(fā)送的精確的時(shí)間和位置信息來(lái)進(jìn)行定位。該系統(tǒng)可提供地球上所有點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

　　美國(guó)五角大樓利用GPS 提供的導(dǎo)航數(shù)據(jù)以應(yīng)付險(xiǎn)峻地形和各種突發(fā)情況，同時(shí)它也控制著此系統(tǒng)。盡管GPS 主要用于軍事目的，但是它在民用和商業(yè)領(lǐng)域中的價(jià)值不斷的被認(rèn)識(shí)。GPS 衛(wèi)星也因此發(fā)送兩種代碼：一種只供軍方使用的加密代碼PPS（也稱(chēng)P 碼），另一種是供民間使用的標(biāo)準(zhǔn)定仁明良務(wù)代碼SPS（C/A 碼）。美國(guó)政府己于21 世紀(jì)初宣布，自2000 年5 月1 日子夜開(kāi)始，取消SA 政策，使民用C/A 碼的定位精度大大提高。

　　GPS 系統(tǒng)主要是由三部分組成：（1）GPS 衛(wèi)星（空間部分），（2）地面監(jiān)控系統(tǒng)，（3）GPS 接收機(jī)（用戶部分）。

　　2.2 GPS 定位的基本原理

　　GPS 定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為己知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置。

　　利用GPS 進(jìn)行定位是以GPS 衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間的距離（或距離差）為基礎(chǔ)，并根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)來(lái)確定用戶接收機(jī)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位，即待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)（x，y，z），其關(guān)鍵是測(cè)定用戶接收機(jī)天線至GPS 衛(wèi)星之間的距離。GPS 定位方式主要有絕對(duì)定位和相對(duì)定位兩種。

　　3.GPS 在車(chē)輛定位與導(dǎo)航中的應(yīng)用

　　車(chē)輛定位與導(dǎo)航的研究在國(guó)外起始于上世紀(jì)70 年代，目前稱(chēng)為AVLN（AutomaTIc Vehicle LocatiON and Navigation，自動(dòng)車(chē)輛定位與導(dǎo)航）。

　　AVLN 是智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）或智能汽車(chē)/ 公路系統(tǒng)（IVHS）的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。

　　GPS 車(chē)輛定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，以其精確定位的易實(shí)現(xiàn)性、相對(duì)成本的低廉性、設(shè)計(jì)與安裝的相對(duì)獨(dú)立性，自1995 年以來(lái)，在國(guó)內(nèi)獲得了迅速發(fā)展。中國(guó)科技大學(xué)GPS 實(shí)驗(yàn)室在其中也做出了開(kāi)創(chuàng)性的工作。

　　3.1 GPS 車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展

　　GPS 全球定位技術(shù)作為一項(xiàng)高新技術(shù)，以前國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于鐵路、空運(yùn)及海運(yùn)領(lǐng)域，隨著GPS 全球定位系統(tǒng)技術(shù)日趨成熟，該技術(shù)開(kāi)始轉(zhuǎn)向公路運(yùn)輸領(lǐng)域。目前，GPS 車(chē)載定位系統(tǒng)主要用于公交、出租、客運(yùn)等行業(yè)。通過(guò)GPS 定位技術(shù)可以很好地解決公路交通擁擠的現(xiàn)象，GPS 車(chē)輛定位系統(tǒng)是借助于GPS 全球定位系統(tǒng)為機(jī)動(dòng)車(chē)輛提供定位信息的系統(tǒng)。GPS 系統(tǒng)可以提供全球覆蓋、全天候、免費(fèi)的高精度標(biāo)準(zhǔn)授時(shí)/ 導(dǎo)航定位服務(wù)，通過(guò)GPS 接收機(jī)可以實(shí)時(shí)地獲得經(jīng)緯度信息進(jìn)行確定經(jīng)緯度位置和速度、時(shí)間等信息車(chē)輛定位系統(tǒng)將獲得的一系列信息進(jìn)行處理以確定車(chē)輛的具體位置。日本，豐田、東芝、索尼等在轎車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)方面的研究處于世界領(lǐng)先地位。1991 年，東芝公司轎車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)，采用一種可操作的電視GPS 接收機(jī)，可顯示沿途飯店、旅館和商店等信息。

　　1994 年，索尼公司推出一種帶電子地圖的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)，將一個(gè)8 通道的GPS 接收機(jī)與CD- ROM格式的地圖及信息數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合在一起，并能接收調(diào)頻無(wú)線電廣播發(fā)送的交通流量信息。奔馳、豐田、本田等大公司，積極開(kāi)發(fā)自己的導(dǎo)航信息系統(tǒng)，拓展導(dǎo)航信息服務(wù)市場(chǎng)。在美國(guó)，克萊斯勒公司研制了一種基于GPS 的車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)在失去衛(wèi)星信號(hào)后，可用羅經(jīng)和記程計(jì)工作，保持車(chē)輛繼續(xù)導(dǎo)航。威斯汀豪斯公司使巴黎的公共汽車(chē)率先使用車(chē)輛調(diào)度和導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　3.2 GPS 與車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)

　　GPS 在ITS 中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在車(chē)輛導(dǎo)航上。在GPS 的諸項(xiàng)應(yīng)用中，車(chē)輛定位導(dǎo)航應(yīng)用發(fā)展最快，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。車(chē)輛應(yīng)用已躍居GPS 各應(yīng)用之首。

　　雖然汽車(chē)是人們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠郑?，擁有小汽?chē)并不一定使我們的生活變得更加方便。公共交通工具是在固定的交通路線上行駛的，與此不同的是，小汽車(chē)和卡車(chē)司機(jī)需要知道到達(dá)目的地的路線以及何處可以停車(chē)。如果道路網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，那么，司機(jī)就很容易迷路，這種情況，既令人焦急，又浪費(fèi)寶貴的時(shí)間。

　　車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)就像一個(gè)自信的領(lǐng)航員坐在汽車(chē)的副駕駛位置上，指引司機(jī)一點(diǎn)也不用費(fèi)勁即可按時(shí)到達(dá)目的地。即使有了導(dǎo)航系統(tǒng)，如果司機(jī)的方向辨別能力太差，也是容易迷路的。如果將你目前所處的位置和目的地在顯示屏上標(biāo)出來(lái)，那么，事情就好辦了。顯示屏上的箭頭表明你的當(dāng)前位置，并向你建議朝哪個(gè)方向行駛，可以到達(dá)目的地。有的導(dǎo)航系統(tǒng)具有聲音導(dǎo)航提示功能，如前面向右拐，或者你離目的地還有一半的路程。因此，司機(jī)就不需要頻繁地看顯示器了。導(dǎo)航系統(tǒng)的另一個(gè)具有吸引力的性能，是資料信息軟件庫(kù)，該軟件庫(kù)將飯店、高爾夫球場(chǎng)和其他娛樂(lè)場(chǎng)所等當(dāng)?shù)氐牡缆沸畔⒓显谝黄稹?/p>

　　所謂GPS 車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)，就是利用接收GPS 信號(hào)對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控和定位，并根據(jù)航跡情況對(duì)其運(yùn)動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化和指導(dǎo)的系統(tǒng)。使用車(chē)用導(dǎo)航系統(tǒng)可帶來(lái)縮短行車(chē)時(shí)間、快速到達(dá)目的地、減少能源消耗、保障行車(chē)安全等多方面的利益。

　　車(chē)輛GPS 定位導(dǎo)航系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)至少需要覆蓋全球的GPS 衛(wèi)星系統(tǒng)、輕便可靠的GPS 接收機(jī)、快速?gòu)?qiáng)大的運(yùn)算系統(tǒng)、覆蓋面廣內(nèi)容詳實(shí)的電子地圖以及無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)等附屬設(shè)施。

　　3.2.1 車(chē)輛定位技術(shù)

　　車(chē)輛定位技術(shù)是整個(gè)車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)，系統(tǒng)中幾乎所有的功能都以車(chē)輛定位的精確度為前提。車(chē)輛定位的精確度和實(shí)時(shí)性直接關(guān)系到一個(gè)智能交通系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值和整體性能。由于車(chē)輛定位技術(shù)在車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)中特殊且有重要的作用，車(chē)輛定位技術(shù)一直是各種車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)研究和開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)課題。GPS 全球定位系統(tǒng)是由美國(guó)提出并實(shí)施的一項(xiàng)龐大的宇宙及航天工程，其最初的目的是為美國(guó)軍方服務(wù)，但隨著近年來(lái)GPS 技術(shù)的民用化，它逐漸成為了一個(gè)全球性的工具。在陸地上的移動(dòng)信息系統(tǒng)方面，GPS 逐步被應(yīng)用到安全保障、車(chē)輛導(dǎo)航領(lǐng)域。GPS 定位精度高、實(shí)時(shí)性好，基本上能夠滿足未來(lái)ITS 中車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)的精度要求。因此，基于GPS 的車(chē)輛自動(dòng)定位/ 導(dǎo)航與管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用正日益受到國(guó)內(nèi)外各部門(mén)的高度重視，并將顯示出巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　3.2.2 GPS 車(chē)輛定位系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　車(chē)載設(shè)備的具體工作環(huán)境要求GPS 車(chē)輛定位系統(tǒng)的體積要盡可能小，可靠性要盡可能高。因此，系統(tǒng)硬件核心部分適宜選擇某種嵌入式計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，在產(chǎn)品中嵌入微機(jī)作為控制器已開(kāi)始隨處可見(jiàn)。由于PC 體系結(jié)構(gòu)的廣泛流行，與PC 兼容的軟件、硬件、外設(shè)和開(kāi)發(fā)工具都比其它體系結(jié)構(gòu)更豐富、更便宜，將PC 體系結(jié)構(gòu)用于嵌入式應(yīng)用就意味著能夠大幅度地降低開(kāi)發(fā)成本、減小風(fēng)險(xiǎn)及縮短開(kāi)發(fā)周期，而且減少了許多令人頭疼的系統(tǒng)維護(hù)和技術(shù)支持。PC/104計(jì)算機(jī)可以滿足以上要求，它體積小、集成度高，提供與PC 總線在體系結(jié)構(gòu)、硬件和軟件上的完全兼容，而且結(jié)構(gòu)緊湊的棧接式模塊很適合嵌入式控制應(yīng)用的獨(dú)特要求。由于使用CMOS 器件，PC/104 模塊功耗低，不存在散熱問(wèn)題，工作溫度范圍寬（0- 700℃）；結(jié)構(gòu)緊固，非常緊湊，所占面積只有90mm×96mm，超小的體積使安裝和攜帶都很方便；減少了產(chǎn)品部件的數(shù)量；由模塊構(gòu)成的系統(tǒng)，直接疊裝，無(wú)需機(jī)箱和底板；具有良好的抗沖擊、抗震特性。己有的PC/104 模塊為構(gòu)造嵌入式系統(tǒng)提供了種類(lèi)繁多的各種構(gòu)件，它高集成性和可模塊化的結(jié)構(gòu)適用于多種應(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?？梢哉f(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?？梢韵胂螅瑢?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?/p>