全球定位系统在智能交通应用中存在的问题及解决方案

7.6.2　全球定位系统在智能交通应用中存在的问题及解决方案

GPS在智能交通的实际应用中存在一些技术上的问题，这些问题主要有：GPS定位精度、GPS盲区以及GPS数据时空特性的应用。

1）GPS定位精度

GPS误差主要来源于GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备，造成的后果是移动车辆在控制中心的电子地图上显示混乱。对GPS定位而言，GPS卫星的空间几何分布也会对定位精度产生一定程度的影响。美国国防部常年对SA（Selective Availability）政策，人为地将误差引入卫星时钟和卫星数据中，故意降低GPS的定位精度，以防止未经许可的用户把GPS用于军事目的。采用SA政策，规定水平定位精度为100m（2Drms），垂直测量精度为157m（2Drms）。进行检测，并根据形势和需要对部分或全部卫星取消SA政策的情况下，普通GPS接收机定位精度约为30m左右。

消除定位精度带来的影响一般是采用差分GPS技术。差分技术的优点是能够消除公共误差。对GPS定位而言，差分是通过位置精度确认的，GPS基准站与定位点的GPS接收机同时接收GPS卫星信号，通过差分来消除公共误差，从而提高定位点的定位精度。有效的差分可以完全消除公共误差（包括SA技术误差），大部分消除传播路径延迟误差。实时差分GPS（DGPS）定位的精度可以达到2～5m。

2）GPS盲区

GPS盲区是指GPS接收机可接收到信号的卫星数量小于4的地区。有时由于道路两旁地物特征复杂，又受密集的高大建筑物、隧道、立交桥、树木等地物的反射和遮蔽等影响，车载GPS接收机接收到的卫星信号存在严重的多路径效应，在某些区域内甚至会形成GPS定位盲区。

俄罗斯的GLONASS在组成和功能上与美国的GPS相似，在定位、测速及定时精度上则优于施加SA之后的GPS。GLONASS既可以提供独立的导航服务，又可与GPS结合，将GLONASS组合到GPS中构成GNSS，主要有三个方面的优势：

（1）有效性　在有遮挡的情况下，仍可能接收到满足定位要求的可见星数，从而大大提高导航系统的有效性。

（2）完整性　在定位数据出错时，给用户提供报警信息，用户能得到比单独GPS高出一倍的概率，来实现完整性算法。

（3）精度　由于GLONASS中没有SA，在非差分的情况下，GNSS的定位精度比单独的GPS高出5～10倍。

GPS、GLONASS虽然有着较高的定位精度，但仍存在自主性差、抗干扰能力不强、动态性能有限等缺点。因此，在需要高精度定位的应用场合，卫星定位系统也不能作为唯一的导航设备，而需要与其他导航定位技术相互结合起来，充分发挥各自的优势并进行互补，才能获得满意的定位导航精度。车辆航位推算设备一般由角度传感器和位移传感器构成。角度传感器主要有磁罗盘、差动里程仪和角速率陀螺等；位移传感器主要有加速度计、里程仪和多普勒雷达等。一般采用角速率陀螺和里程仪组成航位推算设备。

3）GPS数据时延误差

由于GPS数据存在一定的误差，而且具有一定的时延性，同时地图也存在误差，因此GPS数据时延误差主要表现为与导航地图的实时匹配问题。

要解决实时匹配精度，一要提高GPS数据和电子地图的精度；二要利用算法提高准确度，将误差降到最低；三要改善网络设施，提高GPS数据在网络上传输的速度和完整性，尽量减少时延误差并且保证数据的完整。目前，关于地图实时匹配的研究是车辆导航系统中的研究热点。

GPS在ITS应用中要得到其功能的有效发展，就要有效地解决数据融合、传输及相关技术，其中包括定位精度、地图匹配技术、GPS信号盲区处理，还应有控制平台的数据融合及分布式数据库等技术，从而实现各相关技术的有效集成。