GPS在车辆定位导航系统中的应用

　3.2.3 基于GPS导航技术的电子地图

　　电子地图是GPS导航系统的重要组成部分，它是导航系统与用户的界面，它把接收到的导航定位信号和机动目标行驶范围的地理特征相结合，动态而直观的对目标的运动进行管理和指导，而使用户无须了解接收到的数据的含义就可以方便简洁的使用导航系统。电子地图还是对导航系统性能的扩展，由于电子地图是由相应软件组成，它可方便的实现各种功能，最大程度的发挥导航系统的潜能，做到方便、准确、快捷，而无须进行硬件方面的调整。

　3.2.4 地图匹配技术

车辆在电子地图上显示的行驶路径是定位技术测得的。然而，不论是哪种定位技术都有其无法克服的局限性。无线电导航技术依赖于外界设备，其定位精度或受无线网覆盖面积的限制（如Sign PoST）或受定位信号精确度的影响（如GPS）；推测导航技术的精确度则受方向探测仪及车速脉冲设备精度的限制，且其存在积累误差，即随着车辆行驶距离的增加，误差越来越大。由于这些误差，使车辆的位置出现偏差。地图匹配是一项确定车辆在地图上位置的技术，其纠错技术恰恰避免了定位技术无法克服的局限性。地图匹配指GPS 接收机测量到其载体当前的有关位置信息后，再从电子地图数据库中获取有关信息，然后通过匹配算法得到载体位置等的偏差信息，并对其进行实时修正，从而准确显示车辆的位置。可以说，地图匹配算法的效果直接关系到车辆定位的精度，地图匹配技术是决定导航产品最终性能的关键技术，因此，GPS、电子地图相结合并通过地图的匹配算法实现的组合导航技术是一种比较理想的导航方式。

　　4.车载GPS 系统的应用实例

　　GPS 技术在汽车导航和交通管理工程中的研究与应用目前在中国刚刚起步，而国外在这方面的研究早已开始并已取得了一定的成果。加拿大卡尔加里大学设计了一种动态定位系统，该系统包括一台捷联式惯性系统，两台GPS 接收机和一台微机，可测定已有道路的线形参数，为道路管理系统服务。美国研制了应用于城市的道路交通管理系统，该系统利用GPS 和GIS 建立道路数据库，在数据库中包含有各种现时的数据资料，如道路的准确位置、路面状况、沿路设施等，该系统于1995年正式运行，为城市道路交通管理起到重要作用。近些年来国外研制了各种用于车辆诱导的系统，其中车辆位置的实时确定以往主要依据惯性测量系统以及车轮传感器，随着GPS 的发展和所显示出的优越性，有取代前两种方法的趋势。用于城市车辆诱导的GPS 定位一般是在城市中设立一个基准站，车载GPS 实时接收基准站发射的信息，经过差分处理便可计算出实时位置，把目前所处位置与所要到达的目标在道路网中进行优化计算，便可在道路电子地图上显示出到达目标的最优化路线，为公安、消防、抢修、急救等车辆服务。

　　4.1 私用车辆的外出旅行

　　GPS 多功能车载导航系统对于外出旅行的私用车辆的益处是显而易见的，通过这套系统，用户可以在完全陌生的环境下通过路径引导和规划系统，找到正确的行驶线路，同时，通过该系统自带的电子地图，用户也可以查询到自己所需要的旅馆、停车场等信息。在外出度假时，该系统所具有的娱乐功能也可以为用户提供所需的娱乐服务。

　4.2 运输车队的管理和调度

　　对一个运输车队而言，进行货物运输或者旅行客运的合理调度是提高车队运营效率，节约能源的重要关键。车辆可以通过车载导航系统动态调整行车路线，按最佳路线行驶，从而可以节约能源，同时，交通中心可以实时跟踪车辆的位置，按具体的运输任务来安排合适的车辆，从而可以减少车辆的空运率，提高车队运营效率，而且，车载导航系统还可以将每一辆车所经过的路线存储起来供管理部门查询，这样，管理部门可以直接便了管理。

　4.3 对车辆的安全防护

　　车载导航系统对车辆的安全防护体现在两个方面：一是车辆在被非法启动的情况下，会发出声光信号，威慑犯罪分子，提醒他人车辆被盗；二是车载系统会将被盗警示信息通知车主和交通中心，同时将车辆位置显示在中心控制台，使警务人员能在最短的时间内找到被盗车辆，将犯罪分子抓获。

　4.4 公交车辆的调度和管理

　　城市规模的日益扩大和公共交通的快速发展，一方面使得客流量日益扩大，车辆增加，车次增多；另一方面导致交通拥挤、车辆增加、行车速度下降、行车间隔不均匀，经常出现串车和车次间隔加大的现象，增大了调度工作的难度。造成这种状况的主要原因是调度人员无法实时了解道路交通状况，难以及时采取有效的调整措施。利用车载导航系统对公交车辆进行监督管理，可以根据动态交通信息，实时调整车次，改善公交车辆的运营效率，摆脱公交调度的落后状况。

　4.5 在120 急救中的应用

　　在医疗救护领域，抢救病人最关键的因素是能在最短的时间内到达现场。一般情况下，人们通过拨打120 救护专线来取得帮助。但是，这里存在一个关键问题，那就是打120 电话要花费一些时间，容易延误抢救时间，然后，120 车赶赴现场也需要一段时间，这个时间是在整个过程中最长的，假如路线恒定，那么耽误时间最长的是寻找现场的时间（假设120 车可以顺利的闯红灯）。所以为缩短路程时间，120 车必须在出发之前就精确的知道病人地点，如果能实现达到这个效果，对当事人和医院来说都是有利的。因此建立一套能够对急救车辆进行实时统一指挥调度的系统显得十分有必要。

　　根据很多城市的急救中心报告，在其急救车上装备GPS 卫星定位调度系统之后，从接到急救电话至救护车赶到病人所在地所花费的时间平均可缩短2 分钟，这主要是由于医院从调度中心的GPS 系统上可很快找到离病人最近的可救护车以及可以指挥救护车以最快的速度找到病人。可以想象，对那些被紧急抢救的病人来讲，这2 分钟是多么宝贵！这套车载GPS 系统安装后最重要的就是便于及时与病人家属沟通。

　　以前遇到远一点的病人，车子发出了，可是对方不知道什么时候能到，中心也无法知晓路上状况，结果车到了，病人却自己打的到医院。跑空车这种情况经常发生，为工作带来很大不便。现在中心能随时告知病人家属急救车在什么位置，多久能到达，为病人的及时抢救赢得了时间，也让病人家属减缓等待的焦急心情。

　4.6 GPS 在公安警车中的应用

　　当监控中心收到报警信息时，触动声光报警器，可起提示作用，系统软件弹出报警车辆的具体信息，包括：车主的姓名、性别、联系电话、所属公司等信息，接警员通过以上车主信息与该车辆联系，进行警情确认，如果是假警情，解除警情；如果是真警情，通知主管部门，报知该公司车辆出现警情，并对110 指挥中心进行报警，指挥中心可根据报警车辆位置予以快速出击，在尽量少的时间内解除警情，解警后反馈到监控中心，监控中心警情记录存档（报警时间，处警记录等），更新数据库。

　　4.7 在出租车中的应用

　　城市出租车辆是一个城市对外最直接的窗口，服务水平、服务效率直接反应这个城市的现代化水平。在交通行业随着汽车业的突飞猛进的发展，道路和车辆数发生了极大矛盾，我国政府在继续加快基础设施建设的同时，已提出将智能交通（ITS）作为我国未来交通运输领域发展的重要方向优先给予重点支持。

　　另外近年来，针对出租车行业的抢劫恶性刑事案件呈不断上升趋势，给出租车驾乘人员及其家庭造成了许多重大损失与威胁。各地公安机关也不断使用高新技术，实现科技强警。

　　保障出租车行业从业人员及车辆安全，每年都有针对出租车的恶性刑事案件，此系统可以最大限度保障从业人员的人身安全，并能够为公安机关打击犯罪，提高破案率提供有力的帮助和支持，中心电脑可存储所有出租车行驶路线轨迹、时间、上下客记录为公安部门破案提供直接的线索和依据，提高社会的治安水平，震慑犯罪分子的犯罪企图，起到防患于未然的作用，为建立稳定和谐社会加强社会治安做出直接的贡献，具有重大的社会意义。

　　5.结论

　　GPS 测量以其便捷性、无需过多人工干预、减少人为误差等优势在测量领域越来越受到人们的普遍欢迎。车辆导航系统作为一项将GPS、电子地图和通信技术融为一体的高科技成果，必须在科技发展、技术进步与用户使用中结合实际情况不断创新和完善。车辆导航系统极具研究意义和研究价值，因此市场潜力和发展前景是不言而喻的。

　　GPS 除了应用于车辆导航和军事应用外，更广泛的应用到各个行业，如：GPS 地震监测系统、GPS 地球动力学、GPS 气象学、GPS 捕渔业、GPS 放牧、GPS 登山旅游等方而将形成GPS 普及应用的缤纷五彩世界。

　　随着科学技术突飞猛进的发展，GPS 将成为人们日常生活中不可缺少的工具。