三、ITS對(duì)GPS的精度要求
根據(jù)ISP標(biāo)準(zhǔn)，ITS的服務(wù)可氛圍六大類，其中包括：旅行和交通管理，商業(yè)車輛管理，公共運(yùn)輸管理，電子收費(fèi)，緊急情況處理和車輛安全系統(tǒng)，這六大類服務(wù)又可細(xì)化為相應(yīng)的28個(gè)服務(wù)種類，其中至少有8種需要進(jìn)行車輛的實(shí)時(shí)定位，它們對(duì)車輛定位的性能要求如表1所示。
從表中可以看出，除了極少的情況外，GPS系統(tǒng)基本上能夠滿足ITS對(duì)車輛定位精度的要求。
四、PS在ITS應(yīng)用中存在的問(wèn)題及解決方案
在實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)存在以下幾個(gè)問(wèn)題：GPS定位精度，GPS盲區(qū)，GPS數(shù)據(jù)時(shí)空特性的應(yīng)用。
1、GPS定位精度
GPS誤差主要來(lái)源于GPS衛(wèi)星、衛(wèi)星信號(hào)的傳播過(guò)程和地面接受設(shè)備，造成的后果是移動(dòng)車輛在控制中心的電子地圖上顯示混亂。表2給出了采用標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)的GPS測(cè)量誤差來(lái)源的分類及各項(xiàng)誤差對(duì)距離測(cè)量的影響。
對(duì)GPS定位而言，GPS衛(wèi)星的空間幾何分布也會(huì)對(duì)定位精度產(chǎn)生一定程度的影響。在不計(jì)算美國(guó)SA政策的情況下，普通GPS接收機(jī)定位精度約為30m左右。加上美國(guó)實(shí)行SA政府對(duì)定位精度的影響，用戶單點(diǎn)實(shí)時(shí)的精度只有100米左右，美國(guó)取消SA政策以后，擁護(hù)單點(diǎn)定時(shí)定位的精度可提升到30米左右。在電子地圖上實(shí)時(shí)顯示時(shí)仍很可能出現(xiàn)前面提到的情況。
消除定位精度帶來(lái)的影響一般是采用差分GPS，差分技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠消除公共誤差。對(duì) GPS定位而言，差分是通過(guò)位置精度確認(rèn)的，GPS基準(zhǔn)站與定位點(diǎn)的GPS接收機(jī)同時(shí)接收 GPS衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)差分來(lái)消除公共誤差，從而提高定位點(diǎn)的定位精度。有效的差分可以完全消除共有誤差（包括SA技術(shù)誤差），大部分消除傳播路徑延遲誤差。實(shí)時(shí)差分GPS（DGPS）定位的精度可以達(dá)到2-5米。
2、GPS盲區(qū)
GPS盲區(qū)是指GPS接收機(jī)可接收到信號(hào)的衛(wèi)星數(shù)量小于4的地區(qū)。有時(shí)由于道路兩旁地物特征復(fù)雜，又受密集的高大建筑物、隧道、立交橋、樹(shù)木等地物的反射和遮蔽等影響，車載GPS接收機(jī)接收到的衛(wèi)星信號(hào)存在嚴(yán)重的多路徑效應(yīng)，在某些區(qū)域內(nèi)甚至?xí)纬蒅PS定位盲區(qū)。
俄羅斯的GLONASS在組成和功能上與美國(guó)的GPS相似，在定位、測(cè)速及定時(shí)精度上則優(yōu)于施加SA之后的GP S。GLONASS既可以提供獨(dú)立的導(dǎo)航服務(wù)，又可與GPS結(jié)合。將GLONASS組合到GPS中構(gòu)成GNSS，主要有三個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：
?。?）有效性
在有遮擋的情況下，仍可能接收到滿足定位要求的可見(jiàn)星數(shù)，從而大大提高導(dǎo)航系統(tǒng)的有效性；
?。?）完整性
在定位數(shù)據(jù)出錯(cuò)時(shí)給用戶提供報(bào)警信息，用戶能得到比單獨(dú)GPS高出一倍的概率來(lái)實(shí)現(xiàn)完整性算法；
?。?）精度：
由于GLONASS中沒(méi)有SA，在非差分的情況下，GNS S的定位精度比單獨(dú)的GPS高出5-10倍。
GPS、GLONASS雖然有著較高的定位精度，但仍存在自主性差，抗干擾能力不強(qiáng)，動(dòng)態(tài)性能有限等缺點(diǎn)。因此，在需要高精度定位的應(yīng)用場(chǎng)合，衛(wèi)星定位系統(tǒng)也不能作為唯一的導(dǎo)航設(shè)備，而需要與其它導(dǎo)航定位技術(shù)相互結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)并進(jìn)行互補(bǔ)，才能獲得滿意的定位導(dǎo)航精度。車輛航位推算設(shè)備一般由角度傳感器和位移傳感器構(gòu)成，角度傳感器主要有磁羅盤(pán)、差動(dòng)里程儀和角速率陀螺等，位移傳感器主要有加速度計(jì)、里程儀和多普勒雷達(dá)等。一般采用角速率陀螺和里程儀組成航位推算設(shè)備。
3、GPS數(shù)據(jù)時(shí)延誤差
由于GPS數(shù)據(jù)存在一定的誤差，而且具有一定的時(shí)延性，同時(shí)地圖也存在誤差，因此GPS數(shù)據(jù)時(shí)延誤差主要表現(xiàn)為與導(dǎo)航地圖的實(shí)時(shí)匹配問(wèn)題。
要解決實(shí)時(shí)匹配精度，一是提高GPS數(shù)據(jù)和電子地圖的精度。二是利用算法提高準(zhǔn)確度，將誤差的概率降到最低。三是改善網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，提高GPS數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)乃俣群屯暾?，盡量減少時(shí)延誤差并且保證數(shù)據(jù)的完整。目前，關(guān)于地圖實(shí)時(shí)匹配的研究是車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中的研究熱點(diǎn)。
五、結(jié)論與展望
GPS在ITS應(yīng)用中得到其功能的有效發(fā)展，就要有效的解決數(shù)據(jù)融合、傳輸及相關(guān)技術(shù)，其中包括定位精度、地圖匹配技術(shù)，GPS信號(hào)盲區(qū)處理，還應(yīng)有控制平臺(tái)的數(shù)據(jù)融合及分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)[7]，以此實(shí)現(xiàn)各相關(guān)技術(shù)的有效集成。
本文一方面論述了GPS技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了ITS的發(fā)展；另一方面，指出了在ITS應(yīng)用中存在的問(wèn)題并給出解決方案，但事物總是發(fā)展變化的，其方法還會(huì)有不斷改進(jìn)、提高。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和其它計(jì)算科學(xué)的發(fā)展，GPS的各項(xiàng)功能將不斷提高，必將推進(jìn)我國(guó)ITS的發(fā)展。
（轉(zhuǎn)載）
