基于無線移動通信網絡的GPS應用

李卓琳　錢阿朝　王曉

摘要：近年來，隨著科學技術的發展以及社會經濟的進步，GPS技術的應用也越來越成熟。現階段，GPS技術被廣泛應用與衛星導航定位等領域，但是由于傳統的GPS技術難以實現移動目標定位數據的回傳，使得GPS技術的推廣受到了一定的限制。而無線移動通信網絡的發展，實現了GPS技術應用過程中的高性價比通信鏈路的建立，從而使得GPS技術的發展范圍更加廣泛。本文對GPS技術中無線移動通信網絡的數據信息傳輸途徑做了介紹，并對其工作原理進行分析。

關鍵詞：無線；移動通信網絡；通信鏈路；GPS技術

GPS技術，也稱全球定位系統技術。通過GPS技術，能夠實現物體的位置確定以及位置數據信息的獲取。隨著無線移動通信網絡技術的成熟化，將其與GPS技術結合，能夠有效提升GPS技術在地理位置信息傳遞過程中的穩定性和實時性。

一、GPS數據傳輸方式

GPS儀器與所需定位的目標放置在一起，除了能夠為目標提供導航以及位置分析等功能外，還能夠起到對移動物體實施位置監控的目的。而對移動物體實時位置的監控信息傳輸，則需要通過專門的無線數據鏈路來完成?，F階段，常見的無線數據鏈路主要包括公眾網、衛星通信以及電臺通信等種類。集群通信網建設花費較高，且其工作范圍難以滿足GPS工作范圍的需要，另外其保密程度較高，因此集群通信網現階段被廣泛用于公安、消防等部門領域；衛星通信，顧名思義是通過衛星進行位置數據信息的傳遞的，衛星通信的建設成本較之于集群通信更高，對于GPS技術的大力推廣以及普及是極為不利的；無線電臺存在著頻率占用情況嚴重以及信號覆蓋范圍小等問題，也難以滿足GPS的位置信息回傳要求；而公眾網相較于以上幾種傳輸通路存在著覆蓋性較大、建設成本低以及穩定性較高的優勢，因此公眾網現階段被廣泛應用作GPS位置信息回傳的通信鏈路。

二，基于無線移動通信網的GPS應用系統總體架構

基于無線移動通信網的GPS應用系統總體構架，現階段主要包括移動單元、移動通信網絡服務系統以及系統管理中心三個結構。以下是每部分結構的詳細介紹：

2.1移動單元

移動單元，顧名思義就是可以移動的單位，在GPS監控技術中，是被視為監控的目標。移動單元需要配備GPS終端設備，實現其位置確定以及監督工作。他所攜帶的終端設備需要含有中央處理器、GPS信號接收器、通信系統等三個基礎結構。GPS信號接收器可以對衛星定位信號進行接收，從而實現定位以及導航作用；中央處理器用于差分定位；通信系統則可以實現移動單元與控制系統管理中心之間的信號傳遞以及通信聯系。在這三個基本結構的基礎上，還可以適當加入顯示器、人工智能設備等，將顯示器、人工智能設備與中央處理器相連，能夠實現定位顯示以及智能導航等工作。

2.2移動通信網絡服務系統

移動通信網絡服務系統，是實現GPS終端信號回傳以及系統管理中心進行信息傳遞所依賴的網絡。不同的網絡商提供了不同的移動通信網絡服務系統，現階段常見的服務系統主要包括以下幾種：

第一，全球移動通信系統。GSM網絡可以為GPS終端及系統管理中心的信號傳遞提供專門的數據業務信道以及短信信令信道，以上業務主要是通過電路交換的方式完成的。由于GSM在進行數據傳遞時其發射器能夠通過比特流進行數據加密，因此GSM進行GPs數據傳遞的一大優勢就是其隱秘性較強。

第二，通用分組無線業務。通用分組無線業務是對GSM網絡的一種補充，它是建立在GSM的數據業務以及短信業務之上進行工作的。GPRS能夠通過lP接口進行外部網絡的連接，這也就意味著GPRS實現了GPS定位數據的互聯網傳遞以及專網傳遞。相較于GSM的電路交換傳遞方式，GPRS通過3G網絡進行GPS定位信息傳遞擁有著更快的傳遞速度，資料顯示，GPRS數據傳遞速度是GsM數據傳遞速度的10倍有余。同時，GPRS的網絡業務收費是通過計算其數據流量費用進行的，相較于GSM技術的電路鏈路占用時間收費，這種收費方式無疑更合理，且更便宜。

第三，分碼多重擷取系統。上文提到，GPRS實現了GPS位置信息的網絡回傳，而CDMA則進一步精進了GPRS。相較于GPRS，CDMA的傳輸速度更快，信息傳輸延遲小，且收費更低。

2.3系統管理中心

系統管理中心，就是所謂的監控中心，用于GPS終端回傳數據信息的接收、信息處理及回傳、用戶管理等。當GPS終端位置信息傳輸過來后，系統管理中心首先對其進行數據處理，并通過GIS實現GPS終端的位置顯示，再通過上述的幾種無線移動通信網絡將信息回傳，達到實時通訊的目的。倘若GPS終端移動單元對于系統管理中心的指令不明確，還可以通過直接進行語音通話獲取更加詳細的服務。

三、基于無線移動通信網絡的GPS應用原理

3.1車載GPS導航系統工作原理

現階段，車載GPS導航系統越來越廣泛。當汽車行駛時帶動GPs啟動，GPS接收器會對車輛行駛的信息通過衛星定位進行獲取，并分析出汽車自身的具體位置信息以及坐標信息。在GSM、GPRS等無線移動通信網絡的支持下，將位置信息通過短信以及網絡信息的形式傳遞給系統管理中心，系統管理中心在收到信息后，便會根據實際需求對汽車終端發出信息，從而完成一系列的操作。

3.2連續運行衛星定位服務系統

連續運行衛星定位服務系統，就是指將大量的數據信息通過GPS衛星定位站以及系統控制中心相連，從而形成一個較大的差分GPS。在通過GSM網絡進行數據傳輸時，能夠獲取SGSN節點支持。通過連續運行衛星定位服務系統進行定位時，能夠實現對于一些平面及高程精度極低的位置進行有效的定位監測，因此被廣泛應用于工程建筑以及地殼形變監測等領域。

四、結語

綜合全文，GPS技術與無線移動通信網絡的結合，能夠實現GPS信息的實時傳遞，解決了GPS應用時存在的回傳鏈路建設成本大的問題。在未來，隨著4G、5G等新型移動通信技術的成熟以及廣泛普及，基于無線移動通信網絡的GPS技術將會獲得更大的應用空間。