1、1,物流信息技術LogisticsInformationTechnology,中國科學技術大學網(wǎng)絡教育學院,2,第八章GPS和GIS技術,3,第一節(jié)GIS概述,一、地理信息系統(tǒng)的定義與特征1.地理信息系統(tǒng)的定義,4,地理信息系統(tǒng)簡稱GIS(GeographicalInformationSystem)。地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統(tǒng)。,數(shù)據(jù)輸入,用戶界面,數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng),結(jié)果顯示和輸出,空間數(shù)據(jù)處理與分析,5,2.地理信息系統(tǒng)的特征（1）地理信息系統(tǒng)使用了空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)庫管

2、理系統(tǒng)(DBMS)將兩者聯(lián)系在一起共同管理、分析和應用，從而提供了認識地理現(xiàn)象的一種新的思維方法。（2）地理信息系統(tǒng)強調(diào)空間分析，通過利用空間解析式模型來分析空間數(shù)據(jù)，地理信息系統(tǒng)的成功應用依賴于空間分析模型的研究與設計。（3）地理信息系統(tǒng)的成功應用不僅取決于技術體系，而且依靠一定的組織體系（包括實施組成、系統(tǒng)管理員、技術操作員、系統(tǒng)開發(fā)設計者等）。,6,二、地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展1.地理信息系統(tǒng)的開拓期(20世紀60年代)2.地理信息系統(tǒng)鞏固期(20世紀70年代)3.地理信息系統(tǒng)技術突破期(20世紀80年代)4.地理信息系統(tǒng)全面應用期(20世紀90年代)三、地理信息系統(tǒng)的分類1.工具型GI

3、S與應用型GIS2.專題GIS與區(qū)域GIS、全國性GIS3.矢量型GIS、柵格型GIS和混合型GIS,7,四、GIS的構(gòu)成與功能1.地理信息系統(tǒng)的組成硬件GIS計算機硬件系統(tǒng)組成部分：計算機、數(shù)據(jù)輸入設備、數(shù)據(jù)輸出設備、存儲設備軟件GIS軟件組成部分：ManInfo、AutoCADMap和AutodeskWorld等國外軟件及GeoStar、MapCAD、CityStar等國產(chǎn)軟件數(shù)據(jù)地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫和地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成。人員低級技術人員業(yè)務操作人員軟件技術人員科研人員管理人員用戶方法,8,2.地理信息系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)存儲與管理空間查詢與分析可視化表達與輸出五、G

4、IS開發(fā)GIS開發(fā)一般有系統(tǒng)調(diào)查系統(tǒng)分析系統(tǒng)設計系統(tǒng)實施系統(tǒng)維護系統(tǒng)評價六個階段,9,六、地理信息系統(tǒng)的應用（一）地理信息系統(tǒng)主要應用領域1.進行地理信息查詢和分析2.改進機構(gòu)集成3.做出好的決策4.提高制圖效率（二）GIS在物流中的應用1.設施定位模型2.車輛路線模型3.網(wǎng)絡物流模型4.配送區(qū)域劃分模型5.空間查詢模型,10,（三）GIS與IT技術的綜合應用1.GIS與CAD2.GIS和遙感3.GIS和GPS4.GIS和INTERNET5.GIS和虛擬現(xiàn)實技術,11,第二節(jié)GPS概述,一、GPS的概念1、GPS即全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem），它利用衛(wèi)星星座（

5、通信衛(wèi)星）、地面控制部分和信號接收機對對象進行動態(tài)定位的系統(tǒng)。GPS能對靜態(tài)、動態(tài)對象進行動態(tài)空間信息的獲取，快速、精度均勻、不受天氣和時間的限制反饋空間信息，使在地球上任何地方GPS系統(tǒng)的用戶，都能計算出他們所處的方位(三維空間位置)。,12,2、GPS主要特點（1）全球，全天候工作。（2）定位速度快，精度高。（3）功能多、應用廣。（4）抗干擾性能好、保密性強。二、GPS的組成GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設備部GPS信號接收機。,13,（一）GPS空間部分空間衛(wèi)星系統(tǒng)由均勻分布在6個軌道平面上的24顆高軌道(距地面約20000km)工作衛(wèi)星構(gòu)

6、成，其中三顆是用來及時更換老化或損壞的衛(wèi)星，保障整個系統(tǒng)的正常工作。該衛(wèi)星系統(tǒng)能夠保證地球上任一地點的GPS用戶都能連續(xù)地觀測到至少4顆衛(wèi)星，從而提供全球范圍從地面到20000km高空之間任一載體高精度的三維位置、三維速度和系統(tǒng)時間信息。,14,（二）GPS地面監(jiān)控部分（1）主控站。主控站擁有大型電子計算機，接收各監(jiān)測站的GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)測站和注入站自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。（2）監(jiān)測站。它的主要任務是對每顆衛(wèi)星進行觀測，精確測定衛(wèi)星在空間的位置，定時向主控站提供觀測數(shù)據(jù)。(3)注入站它的作用是接受主控站送達的改正后的衛(wèi)星導航電文，并將電文注入飛越其上空的每顆衛(wèi)星。,15,

7、（三）用戶接收系統(tǒng)1、GPS接收機。GPS的用戶設備主要由接收機硬件和處理軟件組成，用于接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號，經(jīng)信號處理而獲得用戶位置，速度等信息，再通過數(shù)據(jù)處理完成導航和定位。GPS系統(tǒng)只接收而不必發(fā)射信號。因此用戶數(shù)量不受限制。2、GPS數(shù)據(jù)處理軟件。,16,GPS數(shù)據(jù)處理軟件是GPS用戶系統(tǒng)的重要部分，其主要功能是對GPS接收機獲取的衛(wèi)星測量記錄數(shù)據(jù)進行“粗加工”、“預處理”，并對處理結(jié)果進行平差計算、坐標轉(zhuǎn)換及分析綜合處理。從而求得觀測站的三維坐標，觀測體的坐標、運動速度、方向及精確時刻。四、GPS的定位原理1.GPS常用術語（1）坐標。（2）2維和3維坐標。（3）路旁標記和航路點。

8、,17,（4）位置。（5）路線。（6）高度。（7）航向。（8）方位角。2.GPS的定位原理GPS接收機可接收到可用于授時的準確至納秒級的時間信息；用于預報未來幾個月內(nèi)衛(wèi)星所處概略位置的預報星歷；用于計算定位時所需衛(wèi)星坐標的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個衛(wèi)星不同，隨時變化）；以及GPS系統(tǒng)信息，如衛(wèi)星狀況等。,18,GPS接收機對碼的量測就可得到衛(wèi)星到接收機的距離，由于含有接收機衛(wèi)星鐘的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。按定位方式，GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。五、GPS的應用

9、模式1.常規(guī)靜態(tài)測量,19,這種模式采用兩臺(或兩臺以上)GPS接收機，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩端，同步觀測4顆以上衛(wèi)星，每時段根據(jù)基線長度和測量等級觀測45分鐘以上的時間。這種模式常用于控制網(wǎng)的建立及其加密、工程測量等。2.準動態(tài)測量這種測量模式又稱為走走停停測量，適用于精度要求較低的場合。3.實時動態(tài)測量：DGPS和RTK,20,DGPS（實時差分測量）精度為亞米級到米級，這種方式是基準站將基準站上測量得到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)揭苿诱荆苿诱窘邮蘸?，自動進行運算，得到經(jīng)差分改正以后的坐標。RTK（載波相位差分技術）則是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分GPS測量，它的工作思路與DGPS相

10、似，只不過是基準站將觀測數(shù)據(jù)發(fā)送到移動站（而不是發(fā)射坐標數(shù)據(jù)），移動站接收機再采用更先進的實時處理方法處理，從而得到精度比DGPS高得多的實時測量結(jié)果。這種方法的精度一般為2cm左右,21,第二節(jié)GPS在物流領域中的應用,一、GPS在貨物運輸管理中的應用1.導航功能2.車輛跟蹤功能3.提供出行路線規(guī)劃功能4.信息查詢功能5.話務指揮功能6.緊急援助功能,22,二、GPS在貨物運輸管理中的應用1.導航功能2.車輛跟蹤功能3.提供出行路線規(guī)劃功能4.信息查詢功能5.話務指揮功能6.緊急援助功能,23,第三節(jié)網(wǎng)絡GPS,一、網(wǎng)絡GPS的概念和特點1.網(wǎng)絡GPS的概念：就是指在互聯(lián)網(wǎng)上建立起來的一個公

11、共GPS監(jiān)控平臺，它同時融合了衛(wèi)星定位技術、GSM數(shù)字移動通信技術以及國際互聯(lián)網(wǎng)技術等多種目前世界上先進的科技成果。2.網(wǎng)絡GPS的特點（1）功能多、精度高、覆蓋面廣，在全球任何位置均可進行車輛的位置監(jiān)控工作，充分保障網(wǎng)絡GPS所有用戶的要求都能夠得到滿足。（2）定位速度快，有力地保障了物流運輸企業(yè)能夠在業(yè)務運作上提高反應速度，降低車輛空駛率，降低運作成本，滿足客戶需要。,24,（3）信息傳輸采用GSM公用數(shù)字移動通信網(wǎng)，具有保密性高、系統(tǒng)容量大、抗干擾能力強，漫游性能好、移動業(yè)務數(shù)據(jù)可靠等優(yōu)點。（4）構(gòu)筑在國際互聯(lián)網(wǎng)這一最大的網(wǎng)上公共平臺上，具有開放度高、資源共享程度高等優(yōu)點。二、網(wǎng)絡GPS

12、的工作流程1：車載終端接收到GPS衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，通過GSM通信模塊傳輸給信息監(jiān)控中心，再送到系統(tǒng)服務器，中心處理器與GIS系統(tǒng)的數(shù)字地圖相匹配，在數(shù)字地圖上實時現(xiàn)實車輛準確位置。,25,2：網(wǎng)絡GPS用戶可以根據(jù)權限在網(wǎng)上進行車輛信息的收發(fā)和查詢工作。3：客戶提出要求時，監(jiān)控中心根據(jù)客戶擁有的權限允許其在網(wǎng)頁頁面上對車輛進行管理。并通過Web服務器轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端并以Web頁面形式顯示出來三、網(wǎng)絡GPS對物流產(chǎn)業(yè)所起的作用1.實時監(jiān)控功能：2.雙向通訊功能：3.動態(tài)調(diào)度功能：4.數(shù)據(jù)存儲、分析功能：,26,四、網(wǎng)絡GPS發(fā)展的現(xiàn)狀面對GPS為其帶來如此之多的效用與便利，很多物流運輸企業(yè)躍躍欲試。據(jù)近期一項業(yè)內(nèi)人士的調(diào)查，91%的企業(yè)認為GPS投資費用偏高且市場條件不成熟，60%的企業(yè)認為GPS自身技術及配套設施不夠完善，50%的企業(yè)認為缺乏售后服務的支持，20%的企業(yè)認為操作簡便性不夠。正是這些原因把物流運輸企業(yè)擋在了GPS的門外，成為GPS推廣應用的絆腳石。其中投資費用偏高，是最主要的因素。,27,五、通過相關技術的運用將網(wǎng)絡GPS轉(zhuǎn)變?yōu)榉战?jīng)濟發(fā)展的便捷工具網(wǎng)絡GPS通過