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1、GPS监控系统在车辆管理中的运用1 车辆监控系统关键技术 车辆监控系统系统由车载终端、中心服务器、监控终端及通信链路组成。主要涉及的GPS定位技术，GPRS分组通信技术，GIS地理信息系统。车辆监控系统是将GPS数据通过车载设备的接收天线接受导航卫星发出的定位信号，经过接收机解调处理，计算出车辆所处的大地经纬度坐标，再将经纬度坐标通过GPRS通信系统传送给监控中心，监控中心将经纬度坐标换算成地区平面坐标，并由监控程序在具有相同坐标系的电子地图上显示出移动车辆的当先位置。如此连续地接受、显示，就真实地再现了移动车辆的动态位置，由此就可以实施对车辆的监控和管理，如图1所示。 2 GPS系统的组成
2、2.1 空间星座部分 GPS卫星星座包括GPS卫星24颗，其中21颗为工作卫星，另外3颗为备用卫星。这24颗卫星均匀分布在6个轨道平面上，每个轨道面上都有4颗卫星。六个轨道和轨道上的卫星经过精密的计算，按照一定的规律分布在各个轨道上，这种布局目的保证了在全球任何地点，任何时刻，都有至少4颗卫星可以进行定位工作。 2.2 地面监控部分 地面监控包括：1个主控站，6个监测站（包括4个注入站）组成。主控站是整个监控主心的管理中心和技术中心，它位于美国科罗拉多州的谢里夫尔空军基地。另外还有一个备用主控站，在紧急情况发生时启用的，它位于美国马里兰州的盖茨堡。监测站的主要作用是将采集到的GPS卫星数据和当
3、地的环境数据，发送给主控站，注入站同时也是监测站。 2.3 用户设备部分 GPS接收机是用户使用的主要接收设备，用来接收GPS卫星发来的信号，并根据信号计算用户所在位置。 3 车辆GPS监控系统设计 3.1 车辆监控系统的组成 车辆监控系统由四部分组成，他们分别是：监控终端、车载终端、中心服务器及通信链路。车载终端实现对车辆定位，车辆报警以及发送数据信息。监控终端实现地图操作、车辆监控。中心服务实现监控终端与车载终端的连接。 装配了车载终端的车辆在行驶过程中，终端通过GPS数据接收模块接收卫星发送的定位数据，根据定位数据计算自身所在位置。通过GPRS网络，车载终端利用自身的通信模块将计算好的车
4、辆GPS定位数据发送给中心服务器，GPS定位数据描述了车辆的位置、状态、报警等信息，通过中心服务器车辆定位数据将被存入数据库。 通过Internet网络中心服务器与监控中心相连接，保持通信畅通，监控中心实时接收从中心服务器发来的数据，从而实现对移动车辆的监控。同时监控中心也可对车辆的轨迹信息进行查询显示。通过在数据库中查询车辆的轨迹信息，再将这些轨迹信息与电子地图进行匹配后，根据用户设定的播放速度将轨迹渲染在地图上，便形成了轨迹回放。用户通过监控中心既掌握了车辆精确的定位数据，也直观的看到了车辆所在的位置。 3.2 车辆监控系统拓扑结构 车辆和GPS卫星通过无线链路连接，车载终端再通过移动GP
5、RS网络，与部署在公司内部的中心服务器相连接。这样，车辆通过GPS系统定位，再将GPS定位数据通过移动GPRS?o线网络发送到车辆管理系统内部的终端服务器上，终端服务器则按时，分批的将获得的数据存入系统数据库。 在公司内部，数据库与中心服务器在一个局域网内部，中心服务器之间通过光纤直连，网速可达1000M在外部架设硬件防火墙和防病毒软件及软件防火墙以保证数据的安全性。工作人员通过内网访问系统，进行车辆监控系统的更新及维护。普通户用则通过外网访问系统，实现安全监控，信息服务等。 3.3 车辆监控系统功能架构 车辆监控系统在总体框架上分为四个模块，包括，信息查询，GIS地图图形常用操作，安全监控和
6、数据库维护。 信息查询：信息查询是系统主要功能模块，实现对车辆信息，车辆轨迹信息。对车辆信息查询是对车型、车牌号码或车辆用途的其中之一进行单一条件查询。车辆轨迹查询功能可以查询一段时间内某辆车的行驶轨迹，以便了解该辆车在过去一段时间内的行驶状态等。 GIS地理图形常用操作：GIS地理图形常用操作，主要功能有在地图上点选查询、矩形查询、漫游功能、全图显示、长度测量、面积测量、放大缩小功能。 放大：使用此命令可以将当前地图显示比例放大一级，选中此命令时鼠标显示为放大图标。 缩小：使用此命令可以将当前地图显示比例缩小一级，选中此命令时鼠标显示为缩小图标。 漫游：使用此命令可以实现地图的漫游功能，选中
7、此命令是鼠标显示为“手形”图标。 全图显示：使用此命令可以使当前激活窗口中的地图全部显示在监控窗口中。 长度测量：此命令用来近似测量折线长度。 面积测量：此命令用来近似测量封闭区域的面积。 点选查询：此命令用来查询在点击区域内的车辆。圆选查询：此命令用来查询在选择圆形区域内的车辆。 矩形选择查询：此命令用来查询在选择矩形区域内的车辆。 安全监控：安全监控功能是系统的主要功能，也是系统的核心功能，它包括实时数据显示、车辆监控、发送信息、区域设防、报警处理这五个功能。 数据库维护：数据库维护功能包括对数据的增加、删除、修改、查询。数据库维护包括对车辆数据库维护和用户数据库维护。 3.4 车辆监控系
8、统业务流程 用户通过身份验证后，分配角色权限，登录进入系统，系统根据当前用户的权限，筛选具体功能，并显示在主界面中。其余没有授权的功能不能使用，如监控管理员不能进行车辆的添加，信息修改等功能。在登陆之后，用户单击对应的功能进行具体的操作即可。如果用户权限较高，可以操作所有的功能。如添加用户，添加车辆等功能。用户操作完毕后退出系统即可。 3.5 系统实现 1）监控管理子系统实现。监控管理子系统由战斗车辆监控、行政车辆监控和战斗管理三个模块组成。 2）通信管理子系统实现。通信管理子系统是监控管理子系统和前方的车载终端之间传输数据的通道，既可以接收上行数据，也可以发送下行数据。 3）通用管理子系统实
9、现。通用管理子系统分为统计报表和系统设置两个模块，每个模块又可以分为若干个子功能。 3.6 系统测试 系统测试不能够脱离开测试环境，必须在指定的环境下执行才是有意义的，系统测试的环境既包括硬件部分，也包括软件部件部分，系统测试环境的清单如下：监控车辆、1台车载终端、1台中心服务器、DELLPowerEdgeT630监控终端、DELLINSPIRON3650操作系统、Windows7专业版监控软件、车辆监控系统。 由于消防车辆实际的使用环境具有多样化、复杂化的特点，例如在隧道中和在空旷的平原中，GPS信号的衰减程度就完全不同，因此在测试定位精度时还需要选择不同环境样本进行测试，只有经过这样测试得出的结果才是真实可靠的。