典型物流信息技術(shù)

2.4

地理信息系統(tǒng)（GIS）與全球定位（GPS）GIS技術(shù)空間數(shù)據(jù)管理概述空間信息是有關(guān)空間實體的性質(zhì)、特征和運動狀態(tài)的表征進行描述的數(shù)據(jù)，它是對表達空間特征與空間現(xiàn)象之間關(guān)系的空間數(shù)據(jù)的解釋?？臻g位置、屬性及時間是地理空間分析的三大基本要素?？臻g數(shù)據(jù)處理

空間系統(tǒng)中的實體（對象）一般包括三種基本信息：語義信息、度量信息和關(guān)系結(jié)構(gòu)信息。類型特征語義信息語義信息表明實體的類型度量信息度量信息用于描述實體的形狀和位置等幾何屬性關(guān)系結(jié)構(gòu)

描述地理實體之間所有的地理關(guān)系，包括空間關(guān)系、分類關(guān)系、隸屬關(guān)系等基本關(guān)系的描述，也包括對關(guān)系結(jié)構(gòu)信息用于描述一個實體與其它實體的聯(lián)系空間數(shù)據(jù)的編碼

關(guān)系結(jié)構(gòu)描述地理實體之間所有的地理關(guān)系，包括空間關(guān)系、分類關(guān)系、隸屬關(guān)系等基本關(guān)系的描述，也包括對關(guān)系結(jié)構(gòu)信息用于描述一個實體與其它實體的聯(lián)系空間數(shù)據(jù)的編碼則主要是指語義信息的數(shù)據(jù)化，它是建立在地理特征的分類及其等級組織基礎(chǔ)之上的空間信息數(shù)據(jù)編碼?？臻g數(shù)據(jù)的編碼用于表明實體元素在數(shù)據(jù)分類分級中的層次關(guān)系和屬性性質(zhì)?？臻g數(shù)據(jù)的描述

空間數(shù)據(jù)描述就是對空間分析的3個基本要素（有關(guān)空間位置、空間屬性特征以及時間信息）的符號記錄。描述質(zhì)量則是空間數(shù)據(jù)在表達這三個基本要素時，所能夠達到的準確性、一致性、完整性，以及它們?nèi)咧g統(tǒng)一性的程度?？臻g數(shù)據(jù)描述質(zhì)量有關(guān)指標類型指標數(shù)據(jù)情況說明地理數(shù)據(jù)的來源、數(shù)據(jù)內(nèi)容及其處理過程等作出準確、全面和詳盡的說明位置精度或稱定位精度空間實體的坐標數(shù)據(jù)與實體真實位置的接近程度，常表現(xiàn)為空間三維坐標數(shù)據(jù)精度。它包括數(shù)據(jù)基礎(chǔ)精度、平面精度、高程精度、接邊精度、形狀再現(xiàn)精度（形狀保真度）、象元定位精度（圖像分辨率）等。屬性精度指空間實體的屬性與其真值相符的程度。通常取決于地理數(shù)據(jù)的類型，且常常與位置精度有關(guān)，包括要素分類與代碼的正確性、要素屬性值的準確性及其名稱的正確性等時間精度可以通過數(shù)據(jù)更新的時間和頻度來表現(xiàn)邏輯一致性指地理數(shù)據(jù)關(guān)系上的可靠性，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)內(nèi)容（包括空間特征、專題特征和時間特征），以及拓撲性質(zhì)上的內(nèi)在一致性。數(shù)據(jù)完整性指地理數(shù)據(jù)在范圍、內(nèi)容及結(jié)構(gòu)等方面滿足所有要求的完整程度，包括數(shù)據(jù)范圍、空間實體類型、空間關(guān)系分類、屬性特征分類等方面的完整性表達形式的合理性指數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)表達與真實地理世界吻合性，包括空間特征、專題特征和時間特征表達的合理性等空間信息的特征

空間信息除了具有信息的一般特性，如共享性、客觀性等外，還具有以下獨特特性：

(1)空間定位

(2)數(shù)據(jù)量大

(3)信息載體的多樣性空間信息系統(tǒng)

信息系統(tǒng)按照是否含空間信息分為非空間信息系統(tǒng)（一般指管理信息系統(tǒng)）和空間信息系統(tǒng)，如圖3-2所示?？臻g信息系統(tǒng)分為非GIS（一般CAD/CAM）和GIS。空間信息系統(tǒng)特征

與一般的管理信息系統(tǒng)相比，空間信息系統(tǒng)具有以下特征：（1）空間信息系統(tǒng)使用了空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)，并通過DBMS將兩者聯(lián)系在一起共同管理、分析和應(yīng)用；而MIS只有非空間數(shù)據(jù)庫的管理，即使存貯了圖形，也往往以文件形式等機械形式存貯，不能進行有關(guān)空間數(shù)據(jù)的操作，如空間查詢、檢索、相鄰分析等，不能進行復(fù)雜的空間分析。（2）通過利用空間解析式模型來分析空間數(shù)據(jù)，空間信息系統(tǒng)的成功應(yīng)用依賴于空間分析模型的研究與設(shè)計?？臻g信息系統(tǒng)的基本功能地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，GIS）是管理和研究空間數(shù)據(jù)的由計算機系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶組成的人機信息系統(tǒng)。它可以對空間數(shù)據(jù)按地理坐標或空間位置進行各種處理、對數(shù)據(jù)的有效管理、研究各種空間實體及相互關(guān)系。從技技術(shù)術(shù)和和應(yīng)應(yīng)用用的的角角度度，，GIS是解解決決空空間間問問題題的的工工具具、、方方法法和和技技術(shù)術(shù)；；從學(xué)學(xué)科科的的角角度度，，GIS是在在地地理理學(xué)學(xué)、、地地圖圖學(xué)學(xué)、、測測量量學(xué)學(xué)和和計計算算機機科科學(xué)學(xué)等等學(xué)學(xué)科科基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上發(fā)發(fā)展展起起來來的的一一門門學(xué)學(xué)科科，，具具有有獨獨立立的的學(xué)學(xué)科科體體系系；；從功功能能上上，，GIS具有有空空間間數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的獲獲取取、、存存儲儲、、顯顯示示、、編編輯輯、、處處理理、、分分析析、、輸輸出出和和應(yīng)應(yīng)用用等等功功能能；；從系系統(tǒng)統(tǒng)學(xué)學(xué)的的角角度度，，GIS具有有一一定定結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和功功能能，，是是一一個個完完整整的的系系統(tǒng)統(tǒng)。。簡而而言言之之，，GIS是一一個個基基于于數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫管管理理系系統(tǒng)統(tǒng)（（DBMS）的的分分析析和和管管理理空空間間對對象象的的信信息息系系統(tǒng)統(tǒng)，，以以地地理理空空間間數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)為為操操作作對對象象是是地地理理信信息息系系統(tǒng)統(tǒng)與與其其它它信信息息系系統(tǒng)統(tǒng)的的根根本本區(qū)區(qū)別別。。GIS的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)地圖學(xué)測量學(xué)統(tǒng)計學(xué)環(huán)境調(diào)查農(nóng)學(xué)經(jīng)濟學(xué)城市工學(xué)設(shè)施管理GIS的基本處理模模式GIS是有關(guān)空間數(shù)數(shù)據(jù)管理和空空間信息分析析的計算機系系統(tǒng)，下圖說說明地理信息息系統(tǒng)的基本本處理模式。。地理信息系統(tǒng)統(tǒng)特征地理信息系統(tǒng)統(tǒng)具有以下三三個方面的特特征：（1）具有采集、、管理、分析析和輸出多種種地理空間信信息的能力，，具有空間性性和動態(tài)性；；（2）以地理研究究和地理決策策為目的，以以地理模型方方法為手段，，具有區(qū)域空空間分析、多多要素綜合分分析和動態(tài)預(yù)預(yù)測能力，產(chǎn)產(chǎn)生高層次的的地理信息；；（3）由計算機系系統(tǒng)支持進行行空間地理數(shù)數(shù)據(jù)管理，并并由計算機程程序模擬常規(guī)規(guī)的或?qū)ｉT的的地理分析方方法，作用于于空間數(shù)據(jù)，，產(chǎn)生有用信信息，完成人人類難以完成成的任務(wù)。GIS的地理信息構(gòu)構(gòu)成和信息結(jié)結(jié)構(gòu)地理信息是對對地理實體特特征的描述，，地理實體特特征分類表：：類型特征空間特征描述地理實體空間位置、空間分布及空間相對位置關(guān)系屬性特征描述地理實體的物理屬性和地理意義關(guān)系特征描述地理實體之間所有的地理關(guān)系，包括空間關(guān)系、分類關(guān)系、隸屬關(guān)系等基本關(guān)系的描述，也包括對由基本地理關(guān)系所構(gòu)成的復(fù)雜地理關(guān)系的描述動態(tài)特征描述地理實體的動態(tài)變化特征。地理信息對這些特征的描述，是以一定信息結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。GIS的組成GIS應(yīng)包括三個基基本部分：計計算機系統(tǒng)（（硬件、軟件件）、地理數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、、應(yīng)用人員與與組織機構(gòu)。。（1）計算機系統(tǒng)統(tǒng)可分為硬件件系統(tǒng)、軟件件系統(tǒng)和GIS的開發(fā)工具和和硬件/網(wǎng)絡(luò)平臺的選選擇標準。（2）地理數(shù)據(jù)庫庫系統(tǒng)由數(shù)據(jù)據(jù)庫和地理數(shù)數(shù)據(jù)庫管理系系統(tǒng)組成。地地理DBMS主要用于數(shù)據(jù)據(jù)維護、操作作和查詢檢索索。（3）GIS的人員配置有有系統(tǒng)項目經(jīng)經(jīng)理/技術(shù)組、數(shù)據(jù)據(jù)庫經(jīng)理、數(shù)數(shù)字化操作員員、系統(tǒng)操作作員、應(yīng)用分分析軟件經(jīng)理理和程序編寫寫員。地理信息系統(tǒng)統(tǒng)的分類地理信息系統(tǒng)統(tǒng)廣泛應(yīng)用于于資源調(diào)查、、環(huán)境評估、、災(zāi)害預(yù)測、、國土管理、、城市規(guī)劃、、郵電通訊、、交通運輸、、軍事公安、、水利電力、、公共設(shè)施管管理、農(nóng)林牧牧業(yè)、統(tǒng)計、、商業(yè)金融等等幾乎所有領(lǐng)領(lǐng)域，以及及測繪、應(yīng)急急、石油石化化等國民經(jīng)濟濟各個領(lǐng)域。。GIS的應(yīng)用用領(lǐng)域域◆資資源管管理(ResourceManagement)主要應(yīng)應(yīng)用于于農(nóng)業(yè)業(yè)和林林業(yè)領(lǐng)領(lǐng)域，，解決決農(nóng)業(yè)業(yè)和林林業(yè)領(lǐng)領(lǐng)域各各種資資源(如土地地、森森林、、草場場)分布、、分級級、統(tǒng)統(tǒng)計、、制圖圖等問問題。。主要要回答答“定定位””和““模式式”兩兩類問問題。?！糍Y資源配配置(ResourceConfiguration)在城市市中各各種公公用設(shè)設(shè)施、、救災(zāi)災(zāi)減災(zāi)災(zāi)中物物資的的分配配、全全國范范圍內(nèi)內(nèi)能源源保障障、糧糧食供供應(yīng)等等到機機構(gòu)的的在各各地的的配置置等都都是資資源配配置問問題。。GIS在這類類應(yīng)用用中的的目標標是保保證資資源的的最合合理配配置和和發(fā)揮揮最大大效益益?！舫浅鞘幸?guī)規(guī)劃和和管理理(UrbanPlanningandManagement)空間規(guī)規(guī)劃是是GIS的一個個重要要應(yīng)用用領(lǐng)域域，城城市規(guī)規(guī)劃和和管理理是其其中的的主要要內(nèi)容容。例例如，，在大大規(guī)模模城市市基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施施建設(shè)設(shè)中如如何保保證綠綠地的的比例例和合合理分分布、、如何何保證證學(xué)校校、公公共設(shè)設(shè)施、、運動動場所所、服服務(wù)設(shè)設(shè)施等等能夠夠有最最大的的服務(wù)務(wù)面(城市資資源配配置問問題)等。◆土土地信信息系系統(tǒng)和和地籍籍管理理(LandInformationSystemandCadastralApplicaiton)土地和和地籍籍管理理涉及及土地地使用用性質(zhì)質(zhì)變化化、地地塊輪輪廓變變化、、地籍籍權(quán)屬屬關(guān)系系變化化等許許多內(nèi)內(nèi)容，，借助助GIS技術(shù)可可以高高效、、高質(zhì)質(zhì)量地地完成成這些些工作作?！羯鷳B(tài)、、環(huán)境境管理理與模模擬(EnvironmentalManagementandModeling)區(qū)域生生態(tài)規(guī)規(guī)劃、、環(huán)境境現(xiàn)狀狀評價價、環(huán)環(huán)境影影響評評價、、污染染物削削減分分配的的決策策支持持、環(huán)環(huán)境與與區(qū)域域可持持續(xù)發(fā)發(fā)展的的決策策支持持、環(huán)環(huán)保設(shè)設(shè)施的的管理理、環(huán)環(huán)境規(guī)規(guī)劃等等?！魬?yīng)應(yīng)急響響應(yīng)(EmergencyResponse)解決在在發(fā)生生洪水水、戰(zhàn)戰(zhàn)爭、、核事事故等等重大大自然然或人人為災(zāi)災(zāi)害時時，如如何安安排最最佳的的人員員撤離離路線線、并并配備備相應(yīng)應(yīng)的運運輸和和保障障設(shè)施施的問問題。?！羯躺虡I(yè)與與市場場(BusinessandMarketing)商業(yè)設(shè)設(shè)施的的建立立充分分考慮慮其市市場潛潛力。。例如如大型型商場場的建建立如如果不不考慮慮其他他商場場的分分布、、待建建區(qū)周周圍居居民區(qū)區(qū)的分分布和和人數(shù)數(shù)，建建成之之后就就可能能無法法達到到預(yù)期期的市市場和和服務(wù)務(wù)面。。有時時甚至至商場場銷售售的品品種和和市場場定位位都必必須與與待建建區(qū)的的人口口結(jié)構(gòu)構(gòu)(年齡齡構(gòu)成成、性性別構(gòu)構(gòu)成、、文化化水平平)、消費費水平平等結(jié)結(jié)合起起來考考慮。。地理理信息息系統(tǒng)統(tǒng)的空空間分分析和和數(shù)據(jù)據(jù)庫功功能可可以解解決這這些問問題。。房地地產(chǎn)開開發(fā)和和銷售售過程程中也也可以以利用用GIS功能進進行決決策和和分析析。◆基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施管管理(FacilitiesManagement)城市的的地上上地下下基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施施(電信、、自來來水、、道路路交通通、天天然氣氣管線線、排排污設(shè)設(shè)施、、電電力設(shè)設(shè)施等等)廣泛分分布于于城市市的各各個角角落、、且這這些設(shè)設(shè)施明明顯具具有地地理參參照特特征的的。它它們的的管理理、統(tǒng)統(tǒng)計、、匯總總都可可以借借助GIS完成，，而且且可以以大大大提高高工作作效率率?！暨x選址分分析(SiteSelectingAnalysis)根據(jù)區(qū)區(qū)域地地理環(huán)環(huán)境的的特點點，綜綜合考考慮資資源配配置、、市場場潛力力、交交通條條件、、地形形特征征、環(huán)環(huán)境影影響等等因素素，在在區(qū)域域范圍圍內(nèi)選選擇最最佳位位置，，是GIS的一個個典型型應(yīng)用用領(lǐng)域域，充充分體體現(xiàn)了了GIS的空間間分析析功能能。懷柔區(qū)區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)GIS和在其其之上上搭建建的環(huán)環(huán)保局局業(yè)務(wù)務(wù)應(yīng)用用系統(tǒng)統(tǒng)：谷歌地地圖：：WEBGIS，基于于瀏覽覽器的的地地圖服服務(wù)身邊的的GIS：“谷谷歌地地球””顛顛覆了了GIS行業(yè)清華““猥瑣瑣”男男如何何通過過兩張張照片片+40分鐘，，推理理并鎖鎖定王王珞丹丹住址址！GIS在物流管理中的應(yīng)用車輛路路線模模型網(wǎng)絡(luò)物物流模模型配送區(qū)區(qū)域劃劃分模模型設(shè)施定定位模模型空間查查詢模模型GIS在物流分析析中的應(yīng)用用GIS在物流管理中的應(yīng)用圖形顯示輸輸出上的優(yōu)優(yōu)勢分析功能上上的優(yōu)勢模型模擬上上的優(yōu)勢GIS應(yīng)用于物流流管理的技技術(shù)優(yōu)勢與單純CAD比較應(yīng)用實例：：海爾集團團利用GIS大力降低服服務(wù)成本海爾的服務(wù)務(wù)質(zhì)量有目目共睹，但但是這并不不意味著他他們?yōu)楦哔|(zhì)質(zhì)量要付出出很高的成成本。那么么，他們怎怎么有效控控制成本呢呢？海爾集團的的顧客服務(wù)務(wù)實行網(wǎng)上上派工制，，電話中心心收到客戶戶信息后，，利用全國國聯(lián)網(wǎng)的派派工系統(tǒng)在在5分鐘之內(nèi)將將信息同步步派送到離離用戶距離離最近的專專業(yè)維修服服務(wù)網(wǎng)點。。在海爾的服服務(wù)管理中中，用戶報報修的流程程是這樣的的：首先，，用戶打電電話報修，，之后登記記用戶信息息，關(guān)鍵是是用戶所處處的位置，，然后工作作人員手工工選擇離該該用戶最近近的維修網(wǎng)網(wǎng)點，手工工網(wǎng)上分派派任務(wù)，之之后維修工工程師上門門服務(wù)。乍一看，流流程非常完完美。但仔仔細看卻有有不少漏洞洞。在登記記用戶信息息時，接線線員可能對對該地址一一點都不熟熟悉，她怎怎樣才能快快速、準確確地定位用用戶的位置置？而在手手工選擇離離該用戶最最近維修網(wǎng)網(wǎng)點的環(huán)節(jié)節(jié)，該接線線員又怎樣樣知道哪個個網(wǎng)點離報報修地點最最近？海爾爾為上門維維修的服務(wù)務(wù)商按照距距離配發(fā)津津貼，而怎怎么確定距距離？憑服服務(wù)商報，，是不是會會有很大的的漏洞？這些漏洞用常常規(guī)手段解決決很困難。剛剛開始，海爾爾使用的是人人海＋人腦的的戰(zhàn)術(shù)。先記記住各個城市市網(wǎng)點的分布布情況，然后后根據(jù)用戶提提供的信息，，將維修任務(wù)務(wù)派送到業(yè)務(wù)務(wù)員認為最近近的網(wǎng)點。之之后，業(yè)務(wù)員員使用紙質(zhì)地地圖量出用戶戶點至維修網(wǎng)網(wǎng)點的大概距距離進行費用用結(jié)算。紙質(zhì)質(zhì)地圖本身存存在就較大的的測量誤差，，同時，當手手工量出15公里時，會有有服務(wù)商說量量的路是直的的，而實際路路是彎的，要要求多加5公里。維修費費就這樣溜出出去了。很顯然，這種種通過手工方方法得到的信信息，在準確確性、正確性性和詳細程度度上都有很大大問題。而同同時，人海戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)直接帶來來的是成本的的上升。2006年，海爾引入入了SuperMapGIS地理信息系統(tǒng)統(tǒng)的空間分析析功能，在售售后服務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)中增加了地地理信息處理理能力。GIS系統(tǒng)包包含了了全國國所有有的縣縣級道道路網(wǎng)網(wǎng)和200個城市市的詳詳細道道路信信息，，還記記錄了了全國國100多萬條條地址址信息息。在在如此此海量量的地地理信信息基基礎(chǔ)上上，售售后服服務(wù)系系統(tǒng)可可以在在很短短時間間內(nèi)計計算出出距離離用戶戶最近近的網(wǎng)網(wǎng)點，，以及及網(wǎng)點點到用用戶家家的詳詳細路路徑描描述和和距離離，并并及時時將這這些信信息派派送到到最合合理的的服務(wù)務(wù)網(wǎng)點點。應(yīng)用GIS之后，，海爾爾的售售后服服務(wù)流流程變變?yōu)檫@這樣：：用戶戶打電電話報報修，，之后后接線線員登登記用用戶信信息，，關(guān)鍵鍵是位位置信信息。。接線線員記記錄后后，系系統(tǒng)自自動匹匹配用用戶地地址，，計算算出距距離用用戶最最近的的網(wǎng)點點，之之后自自動將將維修修信息息派送送到網(wǎng)網(wǎng)點，，網(wǎng)點點維修修工程程師再再上門門服務(wù)務(wù)。整整個地地址匹匹配和和服務(wù)務(wù)商挑挑選工工作由由系統(tǒng)統(tǒng)自動動完成成，無無需手手工操操作，，堵住住了服服務(wù)漏漏洞。。而同同時，，系統(tǒng)統(tǒng)的快快速也也遠不不是手手工能能比的的，以以前要要花幾幾十秒秒甚至至幾分分鐘翻翻信息息，現(xiàn)現(xiàn)在系系統(tǒng)自自己匹匹配，，每次次處理理的時時間縮縮短到到0.1秒以內(nèi)內(nèi)，大大大提提高了了客服服部門門的效效率。。在GIS系統(tǒng)的的支持持下，，海爾爾客服服部門門現(xiàn)在在每天天可以以處理理10萬次左左右的的服務(wù)務(wù)請求求，得得以滿滿足全全國用用戶的的需求求。GPS概述GPS及其發(fā)發(fā)展全球定定位系系統(tǒng)（（globalpositioningsystem，，GPS）是美國國繼阿阿波羅羅登月月計劃劃、航航天飛飛機之之后的的第三三大航航天工工程，，是一一種全全球性性、全全天候候、連連續(xù)的的衛(wèi)星星無線線電導(dǎo)導(dǎo)航系系統(tǒng)，，可提提供實實時的的三維維位置置、三三維速速度和和高精精度的的時間間信息息。美美國從從20世紀紀70年代代開始始研制制，歷歷時20年年，耗耗資200億美美元，，于1994年年全面面建成成，具具有在在海、、陸、、空進進行全全方位位實時時三維維導(dǎo)航航與定定位能能力的的新一一代衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)導(dǎo)航與與定位位系統(tǒng)統(tǒng)。第一代代衛(wèi)星導(dǎo)導(dǎo)航系系統(tǒng):1957年10月世界界上第第一顆顆人造造地球球衛(wèi)星星發(fā)射射成功功。1958年12月美美國國建建立立““子子午午衛(wèi)星星系系統(tǒng)統(tǒng)””————Transit1965年前前蘇蘇聯(lián)聯(lián)建建立立了了““衛(wèi)星星導(dǎo)導(dǎo)航航系系統(tǒng)統(tǒng)””————CICADA1967年美美國國宣宣布布解解密密子午午衛(wèi)星星系系統(tǒng)統(tǒng)的的部部分分導(dǎo)導(dǎo)航航電電文文供供民民間間使使用用。。局限限性性：：1.衛(wèi)星星少少，，不不能能實實時時定定位位。。2.軌道道低低，，難難以以精精密密定定軌軌。。3.頻率率低低，，難難以以補補償償電電離離層層效效應(yīng)應(yīng)的的影影響響。。GPS技術(shù)術(shù)全球球定定位位系系統(tǒng)統(tǒng)簡簡稱稱GPS（GlobalPositioningSystem）GPS是美美國國70年代代初初在在““子子午午儀儀衛(wèi)衛(wèi)星星導(dǎo)導(dǎo)航航定定位位””技技術(shù)術(shù)的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上發(fā)發(fā)展展而而成成的的具具有有全全球球性性、、全全能能性性（（陸陸地地、、海海洋洋、、航航空空與與航航天天））、、全全天天候候性性優(yōu)優(yōu)勢勢的的導(dǎo)導(dǎo)航航定定位位、、精精確確授授時時系系統(tǒng)統(tǒng)。。1973年美美國國國國防防部部批批準準成成立立聯(lián)聯(lián)合合計計劃劃局局，，正正式式展展開開對對GPS的論論證證和和研研究究工工作作，，經(jīng)經(jīng)歷歷20年、、耗耗資資300多億億美美元元，，1986年進進入入實實用用組組網(wǎng)網(wǎng)階階段段，，至至1994年7月，，系系統(tǒng)統(tǒng)全全部部建建成成。。GPS技術(shù)在2000年5月以前，，美國為為了自身身的利益益，防止止非軍事事用戶和和其它國國家的軍軍事部門門利用GPS進行準確確定位，，其向全全世界開開放的只只是定位位精度較較低的粗粗碼（C/A碼），定定位誤差差在50～100米。而高高精度碼碼（即P碼，定位位精度可可達5米以內(nèi)））不公開開。隨著冷戰(zhàn)戰(zhàn)結(jié)束和和全球經(jīng)經(jīng)濟的蓬蓬勃發(fā)展展，美國國政府宣宣布2000年至2006年期間，，在保證證美國國國家安全全不受威威脅的前前提下，，取消SA政策，GPS民用信號號精度在在全球范范圍內(nèi)得得到改善善，利用用C/A碼進行單單點定位位的精度度由100米提高到到20米。GPS的原理與與組成全球定位位系統(tǒng)是是美國第第二代衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)航航系統(tǒng)。。是在子子午儀衛(wèi)衛(wèi)星導(dǎo)航航系統(tǒng)的的基礎(chǔ)上上發(fā)展起起來的，，它采納納了子午午儀系統(tǒng)統(tǒng)的成功功經(jīng)驗。。和子午午儀系統(tǒng)統(tǒng)一樣，，GPS系統(tǒng)包括括3大部分：：空間部部分-GPS衛(wèi)星星座座、地面面控制部部分-地面監(jiān)控控系統(tǒng)、、用戶設(shè)設(shè)備部分分-GPS信號接收收機。地面監(jiān)控控系統(tǒng)（中央控控制系統(tǒng)統(tǒng)）空間衛(wèi)星星系統(tǒng)（24顆衛(wèi)星））用戶接收收系統(tǒng)（接收設(shè)設(shè)備）1.空間部分分GPS的空間部部分是由由24顆工作衛(wèi)衛(wèi)星組成成,它位于距距地表20200km的上空,均勻分布布在6個軌道面面上(每個軌道道面4顆),軌道傾角角為55°。此外,還有4顆有源備備份衛(wèi)星星在軌運運行。衛(wèi)衛(wèi)星的分分布使得得在全球球任何地地方、任任何時間間都可觀觀測到4顆以上的的衛(wèi)星,并能保持持良好定定位解算算精度的的幾何圖圖象。這這就提供供了在時時間上連連續(xù)的全全球?qū)Ш胶侥芰?。。美國實行行所謂“選擇可可用性””—SA政策(SelectiveAvailability)提供兩種種定位服服務(wù)方式式：1.精密定位位服務(wù)(PPS)—P碼(精碼)2.標準定位位服務(wù)(SPS)—C/A碼(粗碼)2.地面控制制部分地面控制制部分由由一個主主控站，，5個全球監(jiān)監(jiān)測站和和3個地面控控制站組組成。監(jiān)監(jiān)測站均均配裝有有精密的的銫鐘和能夠連連續(xù)測量量到所有有可見衛(wèi)衛(wèi)星的接接受機。。監(jiān)測站站將取得得的衛(wèi)星星觀測數(shù)數(shù)據(jù),包括電離離層和氣氣象數(shù)據(jù)據(jù),經(jīng)過初步步處理后后,傳送到主主控站。。主控站站從各監(jiān)監(jiān)測站收收集跟蹤蹤數(shù)據(jù)，，計算出出衛(wèi)星的的軌道和和時鐘參參數(shù),然后將結(jié)果送送到3個地面控制站站。地面控制制站在每顆衛(wèi)衛(wèi)星運行至上上空時，把這這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)據(jù)及主控站指指令注入到衛(wèi)衛(wèi)星。這種注注入對每顆GPS衛(wèi)星每天一次次,并在衛(wèi)星離開開注入站作用用范圍之前進進行最后的注注入。如果某某地面站發(fā)生生故障,那么在衛(wèi)星中中預(yù)存的導(dǎo)航航信息還可用用一段時間,但導(dǎo)航精度會會逐漸降低。。3.用戶設(shè)備部分分用戶設(shè)備部分分即GPS信號接收機。。其主要功能能是能夠捕獲獲到按一定衛(wèi)衛(wèi)星截止角所所選擇的待測測衛(wèi)星,并跟蹤這些衛(wèi)衛(wèi)星的運行。。當接收機捕捕獲到跟蹤的的衛(wèi)星信號后后,即可測量出接接收天線至衛(wèi)衛(wèi)星的偽距離離和距離的變變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌軌道參數(shù)等數(shù)數(shù)據(jù)。根據(jù)這這些數(shù)據(jù),接收機中的微微處理計算機機就可按定位位解算方法進進行定位計算算,計算出用戶所所在地理位置置的經(jīng)緯度、、高度、速度度、時間等信信息。接接收機硬件件和機內(nèi)軟件件以及GPS數(shù)據(jù)的后處理理軟件包構(gòu)成成完整的GPS用戶設(shè)備。GPS接收機的結(jié)構(gòu)構(gòu)分為天線單單元和接收單單元兩部分。。接收機一般般采用機內(nèi)和和機外兩種直直流電源。設(shè)設(shè)置機內(nèi)電源源的目的在于于更換外電源源時不中斷連連續(xù)觀測。在在用機外電源源時機內(nèi)電池池自動充電。。關(guān)機后,機內(nèi)電池為RAM存儲器供電,以防止數(shù)據(jù)丟丟失。目前各各種類型的接接受機體積越越來越小,重量越來越輕輕,便于野外觀測測使用。三角形測量法法采用“三點定定位法”來定定位陸上和海上：：觀測3顆衛(wèi)星定位空間的三維位位置：采集4顆衛(wèi)星定位GPS工作原理O1O2O3定位精度高單機定位精度度優(yōu)于10m，采用差分定位位，精度可達達厘米級和毫毫米級。觀測時間短執(zhí)行操作簡便便全球、全體候候作業(yè)功能多、應(yīng)用廣抗干擾性能好、保密性強GPS主要特點精確？由于GPS定位失誤，導(dǎo)導(dǎo)致工作人員員在拆遷時拆拆掉了錯誤的的房子。GPS吐槽：使用者太愚蠢蠢？GPS吐槽：3月16日，澳大利亞亞布里斯班東東部大洋灣，，一艘渡輪從從被困海里的的汽車旁駛過過。據(jù)了解，，汽車中的三三名日本游客客按照GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的指指示前往一座座小島，卻開開入大海500米，直到無法法前行。我國自主研制制的集定位和和通信于一體體的衛(wèi)星導(dǎo)航航定位系統(tǒng)定位精度與GPS相當解決大范圍物物流對無線通通信要求高的的問題GPS在物流配送中的應(yīng)用GPS/GIS在物流領(lǐng)域的的集成應(yīng)用GPS在物流領(lǐng)域的的應(yīng)用可以實實時監(jiān)控車輛輛等移動目標標的位置，根根據(jù)道路交通通狀況向移動動目標發(fā)出實實時調(diào)度指令令。GIS、GPS和無線通信技技術(shù)的有效結(jié)結(jié)合，再輔以以車輛路線模模型、最短路路徑模型、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)物流模型型、分配集合合模型和設(shè)施施定位模型等等，能夠建立立功能強大的的物流信息系系統(tǒng)，使物流流變得實時并并且成本最優(yōu)優(yōu)。車輛和貨物跟跟蹤貨物配送路線線規(guī)劃和導(dǎo)航航信息查詢指揮與決策GPS車輛監(jiān)控調(diào)度度系統(tǒng)GPS定位技術(shù)的出出現(xiàn)給車輛、、輪船等交通通工具的導(dǎo)航航定位提供了了具體的實時時的定位能力力。通過車載載GPS接收機使駕駛駛員能夠隨時時知道自己的的具體位置。。通過車載電電臺將GPS定位信息發(fā)送送給調(diào)度指揮揮中心，調(diào)度度指揮中心便便可及時掌握握各車輛的具具體位置，并并在大屏幕電電子地圖上顯顯示出來。GPS/GSM/GIS移動目標監(jiān)控控調(diào)度系統(tǒng)是是針對不同行行業(yè)對車輛管管理提出的最最佳解決方案案。系統(tǒng)組成GPS車輛監(jiān)控調(diào)度度系統(tǒng)主要由由3部分組成成：車載終端端、無線數(shù)據(jù)據(jù)鏈路和監(jiān)控控中心。GPS車調(diào)系統(tǒng)的建建設(shè)，首先要要考慮監(jiān)控覆覆蓋范圍、實實時性、調(diào)度度業(yè)務(wù)、車輛輛容量、刷新新速率等的要要求，選擇合合適的無線數(shù)數(shù)據(jù)鏈路和電電子地圖，以以及開發(fā)相應(yīng)應(yīng)業(yè)務(wù)軟件，，來滿足用戶戶的要求。就就目前的GPS車調(diào)系統(tǒng)而言言，無線數(shù)據(jù)據(jù)鏈路應(yīng)用較較多的為GSM通信方式，這這主要由于其其覆蓋范圍廣廣，無需架設(shè)設(shè)基站，可實實現(xiàn)語音/短短信等功能優(yōu)優(yōu)點所決定的的。當然，GSM也有缺點，隨隨后將比較它它和集群通信信、常規(guī)電臺臺的優(yōu)缺點。。GPS車輛監(jiān)控調(diào)度度系統(tǒng)示意圖圖⑴車載終端車載終端設(shè)備備包括控制單單元（CPU））、、顯示示單單元元（（可可選選））、、GPS天線線、、GSM手機機（（或或其其他他通通信信模模塊塊））、、防防盜盜報報警警器器（（可可選選））。。主主要要功功能能如如下下：：①防防盜盜報報警警功功能能②②導(dǎo)導(dǎo)航航功功能能③③通通話話功功能能⑵無無線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路無線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸設(shè)設(shè)備備作作為為基基站站與與各各移移動動目目標標進進行行信信息息交交換換的的樞樞紐紐，，是是整整個個車車調(diào)調(diào)中中的的重重要要組組成成部部分分，，其其選選擇擇方方案案包包括括以以下下幾幾種種：：①公公網(wǎng)網(wǎng)設(shè)設(shè)備備②②集集群群通通信信③③常常規(guī)規(guī)電電臺臺⑶監(jiān)監(jiān)控控中中心心監(jiān)控控中中心心的的設(shè)設(shè)備備組組成成包包括括數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫、、監(jiān)監(jiān)控控終終端端/GIS終端端、、業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)處處理理終終端端、、前前端端接接入入設(shè)設(shè)備備。。工工作作人人員員可可通通過過監(jiān)監(jiān)控控系系統(tǒng)統(tǒng)監(jiān)監(jiān)控控所所有有入入網(wǎng)網(wǎng)移移動動目目標標的的運運動動。。其其關(guān)關(guān)鍵鍵是是相相應(yīng)應(yīng)業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)內(nèi)內(nèi)容容的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫建建設(shè)設(shè)、、電電子子地地圖圖、、以以及及和和業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)內(nèi)內(nèi)容容密密切切相相關(guān)關(guān)的的應(yīng)應(yīng)用用軟軟件件-MIS，以實現(xiàn)現(xiàn)主要要功能能：①車輛輛調(diào)度度功能能②監(jiān)控控報警警功能能③信息息查詢詢功能能系統(tǒng)特特點⑴技術(shù)術(shù)先進進⑵功能能豐富富⑶可擴擴充性性強⑷應(yīng)用用范圍圍廣⑸定位位精度度高⑹安全性性好車調(diào)系系統(tǒng)的的應(yīng)用用⑴公交交車輛輛監(jiān)控控和調(diào)調(diào)度系系統(tǒng)⑵出租租車輛輛監(jiān)控控和調(diào)調(diào)度系系統(tǒng)⑶運鈔鈔車輛輛監(jiān)控控系統(tǒng)統(tǒng)移動通通信定定位系系統(tǒng)移動定定位系系統(tǒng)（（locationbasedsystem，LBS）是利利用移移動通通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)提提供給給用戶戶定位位功能能的服服務(wù)。。無線線定位位技術(shù)術(shù)融入入移動動互連連網(wǎng)領(lǐng)領(lǐng)域，，實現(xiàn)現(xiàn)更加加方便便和智智能化化的通通信服服務(wù)。。移動通通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基基本發(fā)發(fā)展：：第一代代移動動通信信（1G）第二代代移動動通信信系統(tǒng)統(tǒng)（2G）第三代代移動動通信信系統(tǒng)統(tǒng)（3G）手機定定位系系統(tǒng)手機定定位是是指通通過無無線終終端（（手機機）和和無線線網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的配配合，，確定定移動動用戶戶的實實際位位置信信息（（經(jīng)緯緯度坐坐標數(shù)數(shù)據(jù)，，包括括三維維數(shù)據(jù)據(jù)），，通過過短消消息服服務(wù)（（shortmessageservice，SMS）、多多媒體體消息息（mineralsmanagementservice，MMS）、語語音發(fā)發(fā)給用用戶或或以此此為基基礎(chǔ)提提供某某種增增值服服務(wù)。。手機定定位類類型根據(jù)定定位方方法和和定位位過程程的不不同，，手機機定位位主要要有以以下幾幾種類類型：：（1）起源源蜂窩窩定位位（2）到達達時間間定位位（3）到達達角度度定位位（4）到達時間間差定位手機定位基基本原理手機定位是是利用GSM移動通信網(wǎng)網(wǎng)的蜂窩技技術(shù)來實現(xiàn)現(xiàn)位置信息息的查詢，，GSM無線通信信網(wǎng)是由由許多像像蜜蜂蜂蜂窩一樣樣的小區(qū)區(qū)構(gòu)建而而成的，，每個小小區(qū)都有有自己的的編號，，通過手手機所在在小區(qū)的的識別號號就可以以知道手手機所在在區(qū)域。?；敬a碼，基站站ID，CellID手機定位位技術(shù)基站定位位則是利利用基站站對手機機的距離離的測算算距離來來確定手手機位置置的。后后者不需需要手機機具有GPS定位能力力，但是是精度很很大程度度依賴于于基站的的密度，，有時誤誤差會超超過一公公里。GSM蜂窩基站站定位COO（CellofOrigin）定位COO定位是一一種單基基站定位位，即根根據(jù)設(shè)備備當前連連接的蜂蜂窩基站站的位置置來確定定設(shè)備的的位置。。那么很很顯然，，定位的的精度就就取決于于蜂窩小小區(qū)的半半徑?；久芗瘏^(qū)50m基站分散散區(qū)幾千m對于這種種定位方方法，不不管是移移動、電電信都支支持，所所不同的的就是采采用的算算法、定定位方式式稍有差差異。移動主要要采用COO（即蜂窩窩小區(qū)））方式，，它是基基于Cell-ID的定位技技術(shù)，根根據(jù)小區(qū)區(qū)基站的的覆蓋范范圍（半半徑），，來確認認手機的的大致位位置，所所以，定定位該方方式的定定位精度度與小區(qū)區(qū)基站的的分布密密度密切切相關(guān)。。在基站站密度較較高的地地方，這這種定位位方式精精度可以以達到100-150米左左右，，在基基站密密度較較低（（如農(nóng)農(nóng)村、、山區(qū)區(qū)），，精度度只能能達到到一兩兩公里里。該該方式式的優(yōu)優(yōu)勢是定位時時間短短，對現(xiàn)有有網(wǎng)絡(luò)絡(luò)或手手機一般不不需要要特殊殊要求求就能夠夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)定位位，缺缺點是是定位位精度度取決決于小小區(qū)半半徑。。電信由由于CDMA系統(tǒng)不不需要要密集集的基基站，，所以以采用用Cell-ID方式，，定位位誤差差會比比較大大（500米左右右），，因而而，CDMA采用另另一種種網(wǎng)絡(luò)絡(luò)獨立立定位位法———TOA（通過過信號號達到到時間間測量量），，CDMA時間精精度高高，采采用該該方式式，定定位精精度能能達到到50—100米左右右。網(wǎng)絡(luò)獨獨立定定位法法聯(lián)合定定位法法：A-GPS聯(lián)合定定位法法比較較有代代表性性的就就是A-GPSA-GPS(AssistedGPS）是一一種結(jié)結(jié)合網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基基站信信息和和GPS信息對對移動動臺進進行定定位的的技術(shù)術(shù)，理理論上上可以以在GSM/GPRS、WCDMA和CDMA2000網(wǎng)絡(luò)中中使用用。該技術(shù)術(shù)需要要在手手機內(nèi)內(nèi)增加加GPS接收機機模塊塊，并并改造造手機機天線線，同同時要要在移移動網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上上加建建位置置服務(wù)務(wù)器、、差分分GPS基準站站等設(shè)設(shè)備。。這種方方式一一方面面通過過GPS信號的的獲取取，提提高了了定位位的精精度，，誤差差可到到10米左右右；另另一方方，通通過基基站網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可可以獲獲取到到室內(nèi)內(nèi)定位位信號號。不不足的的地方方就是是手機機需要要增加加相應(yīng)應(yīng)的模模塊，，成本本高。。聯(lián)合合定定位位法法：GPSOne所謂謂GPSOne技術(shù)術(shù)，，能能將將接接收收到到的的GPS衛(wèi)星星信信號號與與CDMA手機機基基站站信信號號，，通通過過無無線線通通信信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系系統(tǒng)統(tǒng)運運算算而而得得出出精精確確定定位位信信息息，，再再將將定定位位信信息息發(fā)發(fā)送送至至接接收收終終端端，，即即是是AGPS的一一種種。。這種種方方式式定定位位精精度度高高，，響響應(yīng)應(yīng)速速度度較較快快，，盲盲區(qū)區(qū)少少；；缺缺點點是是需需要要手手機機支支持持GPSOne功能（特特定手機機）