摘要：GPS应用系统具有定位、授时等功能，本文主要介绍了GPS导航定位系统的组成、基本工作原理、特点以及在各领域中的应用等。整合GPS、GSM无线通讯技术之运用，从GPS与GSM系统入手，结合两种系统的特点，重点突出GPS系统的定位性和GSM系统的移动性，对两种系统的整合应用设计提出一套完整的GPS/GSM 整合系统。
关键词：GPS GSM 整合定位移动
1 研究背景及目的
由于GPS技术具有精度高、速度快、成本低等优点，因而成为目前世界上应用范围最广泛、实用性最强的全球精密授时、测距、导航、定位系统。目前已应用在出租车、公交、公安、急救、物流、信息服务等行业。
2 GPS与GSM的原理
2.1 GPS工作原理[1]
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据
就可知道接收机的具体位置。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到，由于大气层、电离层的干扰，这一距离并
不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。一般在接收机中确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位精度也只能采用相位观测值。
按定位方式，GPS定位[2]分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
2.2 GSM系统的组成及原理[3]
GSM是一个时分多址的系统，系统将每个载频分成8个时隙，每一个时隙就是一个物理信道。同时的每一个小区都需要分配最少一个的物理信道作为控制信道，手机通话是在业务信道上进行。
3 GPS与GSM整合应用系统
3.1 系统简介
由于GPS获得的数据只能存储在GPS设备中，当GPS单独地应用在车辆中时，只能进行自动导航。而控制中心想实时获取该车的位置、速度等数据，则必须在这两点之间建立一条无线数据链路，把车辆上GPS获得的数据实时地传输到控制中心。GPS/GSM移动定位多功能服务系统是基于GPS卫星定位信息，通过GSM全球移动通讯系统和计算机网络系统以及相应的管理机构，服务于移动车辆和船只的社会服务系统。它可以实现多种规模、多种形式的监视、调度和控制，在相应的组织机构的协调下，能够快速、高效地反馈和处理各种类型的事件和服务请求。
3.2 系统结构[4]
系统将接收到的GPS信息经过处理后，计算出移动目标的经度、纬度、速度、方向，并利用现有的GSM网络作为通信传输的媒介来实现定位信息的传递。系统从总体结构上可以分为以下部分：位置信
息获取与发射（GPS智能车载终端）、信息相互传递（移动通信系统GSM）、信息分析与处理（调度监控中心），如图1所示。
3.3 工作原理
汽车gps导航系统车载GPS接收机接收定位卫星发来的定位数据，并根据从三颗以上不同卫星发来的数据计算出自身所处地理位置的平面坐标。坐标数据通过符合GSM标准的无线Modem，利用短信的形式，将车辆的位置、状态、报警器和传感器状态输入信息发送至GSM公网。GSM 公网将接收到的车辆定位信息通过DDN专线或通信接收发送设备传送至调度监控中心，经过计算机的处理后与计算机系统上的电子地图匹配，并在地图上显示坐标的正确位置，则控制中心就可清楚和直观地掌握车辆的动态位置信息。
3.4 系统功能
位置查、指挥调度、、计划管理、信息发布等。
3.5 系统的特点
系统容量大、系统功能齐全、系统服务范围广、系统集成度高、系统建设投资省、可以实现漫游服务、异地报警、安全保密好等。
3.6 系统的关键技术
GPS卫星定位技术、全球移动通讯系统GSM。
3.7 GPS与GSM整合应用实例
3.7.1在道路工程中的应用
GPS在道路工程中的应用，目前主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。
3.7.2 GPS在汽车导航和交通管理中的应用
汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能。
4 结论
综上所述，全球定位系统(GPS)在各方面的应用都将加强和发展。GPS多功能定位系统市场应用比较
广泛，现在全国很多城市都已应用或准备应用具有类似功能的相应系统，但以前的GPS定位系统都采用集或常规系统，有很多问题，目前采用最先进的GSM系统实行GPS车辆跟踪定位、利用GPS建立各种道路工程控制网及测定航测外控点还处以一个初级阶段，市场很有潜力。随着社会信息化发展的不断深入，通过GPS/GSM移动站向客户提供越来越多的综合化信息服务将是社会信息化的一个组成部分，是一个很有发展前途的新领
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