衛(wèi)星通信技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用

1、衛(wèi)星通信技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用衛(wèi)星通信技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用姓 名：李澤宇學(xué) 號(hào)： 100740318專 業(yè)：交通 3 班摘要：本文衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成及功能以及其在智能交通中的應(yīng)用，就衛(wèi)星通信技術(shù)中的衛(wèi)星定位系統(tǒng)在智能交通中的應(yīng)用作簡(jiǎn)要分析，并簡(jiǎn)單介紹了現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用案例，提出了個(gè)人對(duì)智能交通系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的建議和祝愿，希望智能交通為人民帶來(lái)便捷的出行。關(guān)鍵字：衛(wèi)星通信系統(tǒng)；智能交通；應(yīng)用前言：衛(wèi)星通信是一種利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電波而進(jìn)行的兩個(gè)或多個(gè)地球站之間的通信。衛(wèi)星通信技術(shù)服務(wù)于人類的各個(gè)角落，為人類的生活，交流帶來(lái)了方便?，F(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)在智能交通中的

2、應(yīng)用涉及到了多個(gè)方面，如全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS 及其在智能交通系統(tǒng) ITS 中的應(yīng)用 ; 基于衛(wèi)星定位和無(wú)線通信技術(shù)的道路電子收費(fèi)系統(tǒng)；衛(wèi)星通信技術(shù)將在交通運(yùn)輸領(lǐng)域深入應(yīng)用等。正文： 1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)1.1衛(wèi)星系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由通信衛(wèi)星和經(jīng)該衛(wèi)星連通的地球站兩部分組成。 靜止通信衛(wèi)星是目前全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)中最常用的星體，是將通信衛(wèi)星發(fā)射到赤道上空 35860公里的高度上，使衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，并使衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期正好等于地球的自轉(zhuǎn)周期（24 小時(shí)），從而使衛(wèi)星始終保持同步運(yùn)行狀態(tài)。 故靜止衛(wèi)星也稱為同步衛(wèi)星。靜止衛(wèi)星天線波束最大覆蓋面可以達(dá)到大于地球表面總面積的三分之一。因

3、此，在靜止軌道上，只要等間隔地放置三顆通信衛(wèi)星，其天線波束就能基本上覆蓋整個(gè)地球（除兩極地區(qū)外），實(shí)現(xiàn)全球范圍的通信。目前使用的國(guó)際通信衛(wèi)星系統(tǒng)，就是按照上述原理建立起來(lái)的，三顆衛(wèi)星分別位于大西洋、太平洋和印度洋上空。1.2衛(wèi)星系統(tǒng)的功能1.2.1衛(wèi)星系統(tǒng)功能方框圖示于下圖：位置與姿態(tài)控制系統(tǒng) 從理論上講，靜止衛(wèi)星的位置相對(duì)于地球說(shuō)是靜止不動(dòng)的，但是實(shí)際上它并不是經(jīng)常能夠保持這種相對(duì)靜止的狀態(tài)。這是因?yàn)榈厍虿⒉皇且粋€(gè)輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合 ,可以實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤和交通管理等許多功能。 (1) 車輛跟蹤； (2) 提供出行路線的規(guī)劃和導(dǎo)航； (3) 信息查詢； (4) 話務(wù)指揮； (5) 緊急援助等。

4、GPS 技術(shù)在交通管理工程中的研究與應(yīng)用目前在國(guó)外早已開始并已取得了一定的成果。如 ,用于道路參數(shù)的測(cè)量、 GIS 中道路數(shù)據(jù)庫(kù)的建立等。目前 ITS 發(fā)展較好的國(guó)家主要有日本、美國(guó)等 ,這些國(guó)家的 ITS 應(yīng)用中 , GPS 技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用。在日本 ,由于政府的高度重視 ,較為突出的是利用 GPS 技術(shù)的自主導(dǎo)航產(chǎn)品非常普及。 在日本國(guó)內(nèi) ,2000 年底 ,裝有 GPS 自主導(dǎo)航設(shè)備的車輛已超過(guò) 700 萬(wàn)臺(tái)。它們?yōu)轳{乘人員提供出行的最佳路徑規(guī)劃 ,沿途的道路指引 ,途中的加油站、便利點(diǎn)、維修點(diǎn)、商旅服務(wù)信息提供等一系列的幫助。其中部分設(shè)備更與通信資訊系統(tǒng)結(jié)合提供實(shí)時(shí)的關(guān)于前方的實(shí)

5、時(shí)交通障礙信息。在美國(guó) ,汽車的導(dǎo)航服務(wù)則表現(xiàn)為另外一種特色 ,即結(jié)合救助服務(wù)系統(tǒng)的輔助導(dǎo)航占有優(yōu)勢(shì) ,所謂輔助導(dǎo)航是專門建設(shè)有服務(wù)監(jiān)控中心 ,監(jiān)控中心一般有較為完善并功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)并配有電子地圖及通信連接設(shè)備 ,為車輛提供定位跟蹤管理、報(bào)警服務(wù)受理、求助服務(wù)受理、緊急救援提供、在線語(yǔ)音導(dǎo)航甚至安全防盜服務(wù)等管理、信息、安全等服務(wù)。在運(yùn)輸業(yè)中是一個(gè)有效的工具。在車輛上裝備 GPS 設(shè)備、建立監(jiān)控中心監(jiān)視車輛的運(yùn)行位置并進(jìn)行調(diào)度管理 ,這意味著在沒(méi)有增加資源的情況下工作成績(jī)卻得到了提高 ,調(diào)度的效果同時(shí)也得到了提高。由于 GPS 電子地圖監(jiān)控中心可引導(dǎo)駕駛員快速通過(guò)不熟悉的區(qū)域 ,從而

6、提高了車輛到達(dá)目的地的速度。 系統(tǒng)同時(shí)還能與業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件相結(jié)合 ,要求駕駛員在每次工作或運(yùn)輸任務(wù)后 ,利用移動(dòng)數(shù)據(jù)終端提供無(wú)線電子化報(bào)告 ,而不用再提供書面的文件 ,從而減少了文書工作量,使信息反饋統(tǒng)計(jì)更加及時(shí)。另外在 ITS 中的道路工程方面 ,GPS 也有很好的應(yīng)用。如在建立各種道路工程控制網(wǎng)及測(cè)定航測(cè)外控點(diǎn)時(shí)是一個(gè)有效的工具。高等級(jí)公路的迅速發(fā)展對(duì)勘測(cè)技術(shù)提出了更高的要求 ,由于線路長(zhǎng)、已知點(diǎn)少 ,因此 ,用常規(guī)測(cè)量手段不僅布網(wǎng)困難 ,而且難以滿足高精度的要求。 目前 ,借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn) ,我國(guó)已逐步采用 GPS 技術(shù)來(lái)建立線路首級(jí)高精度控制網(wǎng)。如滬寧、滬高速公路的上海段就是利用 GPS 建

7、立了首級(jí)控制網(wǎng) ,達(dá)到了常規(guī)方法難以實(shí)現(xiàn)的精度 ,同時(shí)大大提前了工期。 GPS 技術(shù)同樣應(yīng)用于特大橋梁、隧道的控制測(cè)量中。速度快、精度高 ,具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。2.2基于衛(wèi)星定位和無(wú)線通信技術(shù)的道路電子收費(fèi)系統(tǒng)技術(shù) 基于全球定位系統(tǒng)和移動(dòng)通信技術(shù)， 通過(guò)車載裝置與后端系統(tǒng)之間通信，進(jìn)行不停車收費(fèi)，取消收費(fèi)站。適用目前通信技術(shù)和航天技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，一種新的道路收費(fèi)技術(shù)。VPS 技術(shù)與傳統(tǒng) ETC 技術(shù)的比較， VPS 技術(shù)沒(méi)有路側(cè)設(shè)施，建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用很低，車載裝置VPS 車載裝置擴(kuò)展功能比較多，服務(wù)比較多，因此成本要比傳統(tǒng)ETC高一些，記錄行車路徑，準(zhǔn)確按照里程收費(fèi)，對(duì)占地的影響和景觀

8、的影響，傳統(tǒng)的ETC有收費(fèi)站，都有很大的影響， VPS 取消收費(fèi)站對(duì)占地和景觀沒(méi)有什么影響。從通行效率來(lái)講，傳統(tǒng) ETC 車輛通過(guò)收費(fèi)站有減速和加速的過(guò)程， VPS 就沒(méi)有收費(fèi)站，因此不存在這個(gè)過(guò)程。 VPS 技術(shù)避免了現(xiàn)金交易， 因此很好防治收費(fèi)作弊的問(wèn)題， 對(duì)環(huán)境污染小， VPS 技術(shù)費(fèi)用支付不在收費(fèi)站直接交費(fèi)， 可以通過(guò)其他的方式銀行提前預(yù)付或者在加油站支付點(diǎn)上進(jìn)行支付，因此費(fèi)用支付靈活性比較高，服務(wù)功能可附加刑又提供其他的服務(wù)，個(gè)性化消費(fèi)的功能，因此服務(wù)功能的可附加刑很好。從經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益的比較，降低建設(shè)和維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)五精確計(jì)費(fèi)，精確記錄行車路徑，配合車型、排量、載重、

9、區(qū)域、時(shí)段。帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，通信產(chǎn)業(yè)、車載導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)、銀行。環(huán)境效益，提高道路通行能力，另一方面避免環(huán)境污染。一氧化碳少排 200 多噸，碳?xì)浠衔锷倥?200 多噸，減少土地占用和人為污染。增值服務(wù)，配合智能公交，協(xié)助運(yùn)輸和物流管理，協(xié)助超載超限檢測(cè)，有效進(jìn)行城市擁擠收費(fèi)。德國(guó)率先 VPS 實(shí)施，瑞士也在開展這方面的實(shí)驗(yàn)。其他國(guó)家和地區(qū)， 英國(guó)、歐盟、美國(guó)、荷蘭、臺(tái)灣、香港都開展相關(guān)的研究和示范并進(jìn)行規(guī)劃。05 年進(jìn)行 VPS 技術(shù)前期研究， 06 年關(guān)鍵技術(shù)研究與示范列入“十一五”科技項(xiàng)目支撐里面。2.3衛(wèi)星通信技術(shù)將在交通運(yùn)輸領(lǐng)域深入應(yīng)用3 月 17 日，交通運(yùn)輸部副部長(zhǎng)高宏峰一行到中

10、國(guó)航天科技集團(tuán)公司調(diào)研衛(wèi)星通信技術(shù)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用情況。中國(guó)航天科技集團(tuán)公司總經(jīng)理馬興瑞向高宏峰一行介紹了衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)的有關(guān)原理和市場(chǎng)應(yīng)用狀況及前景。高宏峰還實(shí)地察看了“衛(wèi)星定位技術(shù)在客貨運(yùn)輸車輛的監(jiān)控應(yīng)用” 、“電子地圖在城市交通動(dòng)態(tài)信息采集與發(fā)布應(yīng)用” 、“直播星數(shù)字投遞業(yè)務(wù)、航空攝影及三維虛擬地球和高分衛(wèi)星影像” 等技術(shù)的應(yīng)用。高宏峰高度贊揚(yáng)了中國(guó)航天科技集團(tuán)公司體制改革和綜合業(yè)務(wù)發(fā)展成就， 并充分肯定了衛(wèi)星數(shù)字發(fā)行業(yè)務(wù)覆蓋范圍廣、 發(fā)行速度快、效率高、成本低、版權(quán)保護(hù)嚴(yán)等突出優(yōu)勢(shì)。在介紹了“十一五”公路水路建設(shè)情況和發(fā)展現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)對(duì)信息技術(shù)的實(shí)際需求后，高宏峰表示，交通運(yùn)輸部將

11、加大與中國(guó)航天科技集團(tuán)公司合作研究的力度，推動(dòng)衛(wèi)星通信技術(shù)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的深入應(yīng)用。2.4個(gè)人建議智能交通系統(tǒng)由一系列用于交通運(yùn)輸系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)以及借助這些技術(shù)所提供的多種服務(wù)所組成。通過(guò) ITS 系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)施，實(shí)現(xiàn)緩解交通擁擠、減少交通事故、降低運(yùn)輸成本、減輕環(huán)境影響、提高運(yùn)輸效率的目的，從而建立起安全、便捷、高效、舒適、環(huán)保的智能型綜合運(yùn)輸體系。城市智能交通不管在 BRT 建設(shè)中還是在高速公路上建設(shè)不停車收費(fèi)系統(tǒng)，都要牢記： 1、服務(wù)于社會(huì)人民； 2、逐步穩(wěn)定發(fā)展。結(jié)語(yǔ)：智能運(yùn)輸系統(tǒng)是現(xiàn)代高新技術(shù)在交通領(lǐng)域的集成和應(yīng)用，不僅交通領(lǐng)域的現(xiàn)代化水平不斷提高，同時(shí)也要求相關(guān)產(chǎn)業(yè)為ITS 提供更先進(jìn)的技術(shù)、產(chǎn)品和更高水平的服務(wù)，從而促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)而改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)全社會(huì)的科技進(jìn)步。 ITS 作為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，以汽車制造、通信、信息、計(jì)算機(jī)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)為依托， ITS 的發(fā)展也離不開相關(guān)產(chǎn)業(yè)的參與。 ITS 建設(shè)可帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為其帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)智能運(yùn)輸系統(tǒng)和建立會(huì)改善周邊地區(qū)的交通環(huán)境，進(jìn)而帶動(dòng)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。另一方面，由于 ITS 的實(shí)施，帶來(lái)了路網(wǎng)服務(wù)水平的改善， 出行效率的提高，由此給各行各業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益更是無(wú)法估量的。參考文獻(xiàn)：1洪大永 GPS 全球定位系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用廈門：廈門大學(xué)出版社，19982張豐焰現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)及其發(fā)展