交通运输工程中GPS系统的应用

摘要：随着高速公路网络工程及交通运输业的快速发展，GPS的应用越来越广泛与普及。GPS在交通工程控制网、外控点等诸多方面的科学性得到了实践的验证，提高了交通运输工程网络运行的精度与效率。

关键词：gps系统；公路；交通运输工程

中图分类号：U495文献标识码：A文章编号：2095-980X（2015）11-0059-02

作者简介：王平（1980-），内蒙古喀喇沁旗人，大学本科，讲师，主要研究方向：交通运输工程

1GPS技术特点

GPS全球定位系统，是美国于20世纪70年代在“子午仪卫星导航定位”技术上发展而来的全新技术，具有全球性、全能性、全天候性等特点，具备导航定位、定时、测速等功能。GPS系统有三大子系统构成：一是空间部分，GPS卫星星座；二是地面控制部分，地面监控系统；三是用户设备部分，GPS信号接收机。目前国际上，GPS在交通运输工程领域应用广泛，我国在这方面的网格建设还处在初级阶段，不具规模。实时智能车辆监控系统GIS、交通智能化管理ITM都需要借助GPS数据的基础作用，通过GPS卫星定位系统，把相关的交通道路信息发往控制中心，信息在经过处理后再传输到各监控中心，监控中心通过电子地图实时把控道路的运输情况。

2交通运输工程中的GPS支持技术

（1）电子地图技术。电子地图是对道路空间信息的可视化产品，在时下日常生活中已经得到了越来越多的应用。电子地图是整个GPS系统成型的基础，是对电子数据信息的直观反映，方便用户查看周边的道路交通环境，是智能化交通运输工程的数据输出终端。

（2）智能导航技术。智能导航，是在电子地图的基础上，对道路交通信息数据进行分析与建模，建立多种不同的信息组织机制及流程控制机制，并根据用户的选择，实时引导车辆在经济方便的道路上行驶，部分替代人们的主观作用。目前，应用最为广泛的依然是GPS智能导航，我国的北斗卫星导航系统也在发展当中，对于实现导航、电子地图、语音提示、测速等功能具有进一步的技术支撑。

（3）无线通信技术。无线通信技术主要用于实现GPS数据信息与用户终端的实时数据传输，是信息传递的桥梁。目前，GPS系统采用的无线通信技术多是较为成熟的公共移动通信网络，该网络覆盖范围广且技术成熟，可靠性高。GPRS网、CDMA1X是较为先进的无线通信网络，传输速率更高。GPRS网的理论传输速度100kbps，CDMA1X网络是世界各国采用的第三代移动通信技术中，技术最成熟、商用化最快的，该网络采用反向相干解调、前向快速功率控制等技术，理论带宽可以达到300kb/s，目前实际应用中采用双向对称传输，带宽在100kb/s左右，传输速率高于GPRS，在中高速数据传输方面更有优势。

3GPS系统在交通工程建设中的应用

道路网络的完善是现代化交通运输的基础，在道路工程建设运行中，GPS系统主要用于建立工程控制网，测定航测外控点。GPS技术较之常规方法具有明显的优越性，首先在各测量站中间无需通视，使地点的选择更加的灵活。其次是定位的精度高，在小于50km的道路基线上，GPS技术的相对定位精度可达12×10-6，而在100~500km的道路基线上可达10-6~10-7。除此之外，GPS技术在测量时可以提供各个站点的三维立体坐标，耗费的时间也较短，20km的道路基线测量一般只需5min左右，大大提高了工作效率。高等级公路的建设如火如荼，时常需要穿越山脉或者人口较少的地区，路网线路多、长，对道路环境的了解偏少，常规的测量手段不仅给道路的布网建设带来了较大的困难，在精准度的要求上也难以达标。在我国的高等级公路建设中，已经在技术层面进行革新，运用GPS技术建立首级高精度控制网。在沪杭高速公路的上海段就是采用GPS技术建立首级控制网，再以常规的测量手段进行导线布设，进一步的加密。上海段的建设，点位误差达到了2cm，这是常规方法难以实现的精准度。由于GPS技术不需要通视，具有较高的点位精准度，减少了常规方法的中间环节，在桥梁、隧道的建设中应用广泛。

4GPS技术在交通运输及管理中运用

（1）GPS系统的网络化。交通运输智能化的发展，需要GPS技术的网络化运行。GPS与互联网的结合，可以构建统一的信息控制平台，提升信息数据的实效性。交通运输工程的良好运转，需要对道路交通进行实时的监测，如果由各个物流公司自行构建控制平台，其成本较高，会成为GPS技术推广的障碍。GPS技术的网络化，可以同时接入多个用户群体，实现用户对数据的实时实地查询，简化操作，也提升了效率。

（2）GPS导航作用。GPS导航是与用户密切相关的，是交通运输中最直接的体验。导航是在GPS技术上发展而来的，汽车、飞机、轮船等各种运输工具都可以通过GPS导航接收器进行导航，方便了用户对道路的识别。GPS导航是由GPS接收器接收GPS卫星信号，至少是三颗卫星以上的实时立体数据,确定某一地点的准确经纬度坐标、时间等信息。为提高导航定位的精度,通常采用差分GPS技术。GPS导航的首要功能是实现对交通线路的合理规划，在道路网络日益密集的今天，合理道路的选择可以大大节省运输的时间成本，提升效益。导航还可以实现对交通工具的实时跟踪，语音指挥，方便用户对信息的查询，对于停车场、宾馆、医院等信息实时更新，为用户提供了更便捷的服务。此外，GPS导航对于紧急救援更具重大指导作用，通过GPS导航及定位系统可以实现对事故车辆地理位置的准确定位，第一时间联系救助人员赶赴现场，发挥出救助的时间作用。

5结语

GPS技术在道路工程修建及交通运输中作用明显，可以提供传统方式无法匹及的精准数据，方便了道路的施工、车辆的监控，实现了对交通运输的实时调控，尽可能的避免拥堵，发挥出道路的最大效用。如以城市电子地图为基础的TCGIS系统，实现对城市道路环境的三维立体真实模拟，交通信号灯、交通标志、路栏等信息误差率接近于零，对于城市交通的控制起到重要的指导作用。在科技飞速发展的今天，GPS系统技术在交通运输工程中必然得到进一步的升级革新，发展空间巨大。

作者：王平 单位：内蒙古交通职业技术学院