1?? 引言

?? 在國外，車載GPS全球定位系統正逐步成為中高檔車必須的配置。在美國Rockwell公司研制了先進的轉彎接轉彎導航和信息系統，該系統包括小型彩色顯示屏幕、方向傳感器和GPS接收機，該系統具有最有效的道路選擇功能、轉彎接轉彎的轉向功能和車輛精確定位等多項功能。在日本和歐洲國家，在中高檔車內均已安裝了GPS車輛自動導航系統和基于GPS的智能地理信息管理系統。
隨著我國城市建設規模的不斷擴大和城市車輛的日益增加，尤其是車輛的交通管理、交通服務和交通安全越來越顯得重要。因此，車載GPS系統得到了越來越廣泛的應用。
智能交通系統--ITS(interligent? transport? system)與無線電通信系統結合在一起，車輛和指揮中心之間就可以通過雙工通信，以形成定位導航和交通管理系統，它不僅使車輛具有定位導航的能力，而且能對車輛進行調度、管理以及多種服務。它主要完成車輛的識別和定位、自動導航、交通監視、通信和信息處理技術。
ITS的系統結構主要包括三大部分：車載系統、通信系統和地面監控中心管理系統

??? 1、車載系統
由車載定位單元、定位信息的發送和接收單元、顯示單元和車載計算機組成。
車載GPS的主要功能：
??? 1） 車載定位單元
由 GPS接收機實時接收衛星發來的定位信息，如給出機動車輛的實時位置、速度等信息。
??? 2）定位信息的接收發送功能
GPS接收機實時定位信息并將定位信息發送給監控中心，同時接收監控中心發來的調度指令。
??? 3）數據顯示功能
將自身車輛的實時位置和地面監控指揮中心發送的調度指令顯示出來。
??? 4）報警功能
一旦出現緊急情況，啟動報警裝置，監控中心立即顯示出車輛情況、出事地點和時間等信息。

??? 2、通信系統
通信系統通過雙工通信單元為機動車輛和地面監控中心控制管理系統實現將車輛的位置、狀態、請求服務等信息送到中心管理系統或接收來自控制中心的情報、命令等信息。

??? 3、地面監控中心管理系統
由中心控制管理站、計算機、調度管理系統、數據庫、通信路由管理系統和大屏幕顯示器等組成。
計算機存有數字地圖，先進的AVLN系統并配有地址匹配、地圖匹配、最佳路徑計算和行駛指導等。
大屏幕顯示器可以在數字地圖上顯示車輛的位置等信息。

2? 集中差分技術原理

一般差分GPS技術，在每一輛車都需裝有GPS接收機，并且接收改正數，這樣會造成車載系統的結構復雜，工作速度慢等缺點。因此在實際應用中可采用集中差分技術。
集中差分技術包括車載部分和控制中心管理系統兩部分，車載部分安裝有GPS接收機和通信電臺，它只接收GPS信號而不必考慮差分信號的接收，并通過通信電臺將GPS定位信號發至地面監控中心，監控中心集中再進行差分處理、記錄、存儲和數據。地面監控中心設在基準站位置，坐標精確已知。基準點上安裝GPS接收機，同時安裝通信電臺、計算機、電子地圖和顯示器等。工作時每個車輛上的GPS接收機將其位置、時間和車輛編號等信息一同發送到監控中心，監控中心GPS接收機將所測得的三維位置與該站的已知坐標進行比較，求出差分改正數。并發送回該車輛，對車輛位置進行改正，計算出車輛的實時位置，經坐標變換后顯示在屏幕上。
系統工作原理如圖所示

二、測量方法：

偽距差分技術是目前應用最廣泛的一種差分技術，幾乎所有的商用差分GPS接收機均采用該技術，國際海事無線電委員會推薦的RTCM-104也采用該技術。因此，從系統的通用性和實用性的角度考慮，在集中差分定位系統中采用偽距差分技術。
設基準站（控制中心）的精確坐標為（X0、Y0、Z0），由星歷數據計算得到的某一時刻第i顆衛星的地心坐標為（Xi、Yi、Zi），則此時該衛星到基準站的距離為

3? 誤差分析：

設J為基站位置，U為用戶車載設備位置，基準站與用戶站之間的距離為n，基站至衛星的偽距為ρj，用戶至衛星的偽距為ρu。設衛星實際位置與GPS信號傳播的位置之間的斜距為d，基準站和用戶站的偽距測量誤差分別為δρj 和δρu。由圖可見δρj≠δρu。用基準站偽距差分誤差δρj來修正用戶車載設備的測量值顯然存在無法校準的剩余誤差。其誤差值為：

由此可見，該法可將車輛與基準站之間的公共誤差相互抵消。
若衛星的位置誤差σ=1000m，基準站到衛星的真實距離為R=20000Km，隨著車輛與地面監控指揮中心的距離變化，其測量誤差如下表所示：

由上表可見，對城市交通車輛管理來說，只要車輛與地面監控指揮中心的距離不超過范圍，測量精度足夠高。
從實際應用上看，集中差分技術具有車載設備結構簡單，測量誤差小的特點，同時數據通信可采用原有車輛的通信設備，只要增加通信轉換接口即可。因此，具有較好的實際應用效果。