隨著我國城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，車輛日益增多，交通運輸?shù)慕?jīng)營管理和合理高度，警用車輛的指揮和安全管理已成為公安、交通系統(tǒng)中的一個重要問題。過去，用于交通管理系統(tǒng)的設(shè)備主要是無線電通信設(shè)備，由調(diào)度中心向車輛駕駛員發(fā)出調(diào)度命令，駕駛員只能根據(jù)自己的判斷說出車輛所在的大概位置，而在生疏地帶或在夜間則無法確認(rèn)自己的方位甚至迷路。因此，從調(diào)度管理和安全管理方面，其應(yīng)用受到限制。GPS定位技術(shù)的出現(xiàn)給車輛、輪船等交通工具的導(dǎo)航定位提供了具體的實時的定位能力。通過車載GPS接收機(jī)使駕駛員能夠隨時知道自己的具體位置。通過車載電臺將GPS定位信息發(fā)送給調(diào)度指揮中心，調(diào)度指揮中心便可及時掌握各車輛的具體位置，并在大屏幕電子地圖上顯示出來。目前，用于公安、交通系統(tǒng)的主要有：車輛GPS定位與無線通信系統(tǒng)相結(jié)合的指揮管理系統(tǒng)；應(yīng)用GPS差分技術(shù)的指揮管理系統(tǒng)。下面介紹這兩種管理系統(tǒng)的工作原理與設(shè)備構(gòu)成。
10.5.1 車輛GPS定位管理系統(tǒng)
車輛GPS定位管理系統(tǒng)主要是由車載GPS自主定位，結(jié)合無線通信系統(tǒng)將定位信息發(fā)往監(jiān)控中心（即調(diào)度指揮中心），監(jiān)控中心結(jié)合地理信息系統(tǒng)對車輛進(jìn)行調(diào)度管理和跟蹤。已經(jīng)研制成功的如車輛全球定位報警系統(tǒng)，警用GPS指揮系統(tǒng)等。分別用于城市公共汽車調(diào)度管理，風(fēng)景旅游區(qū)車船報警與調(diào)度，海關(guān)、公安、海防等部門對車船的調(diào)度與監(jiān)控。
該系統(tǒng)主要設(shè)備與工作原理如圖(10-9)。
監(jiān)控中心部分的主要功能有：
1.數(shù)據(jù)跟蹤功能。將移動車輛的實時位置以幀列表的方式顯示出來。如車號、經(jīng)度、緯度、速度、航向、時間、日期等。
2.圖上跟蹤功能。將移動車輛的定位信息在相應(yīng)的電子地（海）圖背景上復(fù)合顯示出來。電子地（海）圖可任意放大、縮小、還原、切換。有正常接收與隨意點名接收兩種接收方式。還可提供是否要車輛運行軌跡的選擇功能。
3.模擬顯示功能?？蓪⒁阎哪繕?biāo)位置輸入計算機(jī)并顯示出來。
4.決策指揮功能。決策指揮命令以通信方式與移動車輛進(jìn)行通信。通信方式可用文本、代碼或語音等，實現(xiàn)調(diào)度指揮。
車載部分的主要功能有：
1.定位信息的發(fā)送功能。GPS接收機(jī)實時定位并將定位信息通過電臺發(fā)向監(jiān)控中心。
2.數(shù)據(jù)顯示功能。將自身車輛的實時位置在顯示單元上顯示出來。如經(jīng)度、緯度、速度、航向。
3.調(diào)度命令的接收功能。接收監(jiān)控中心發(fā)來的調(diào)度指揮命令，在顯示交易會外顯示或發(fā)出語音。
4.報警功能。一旦出現(xiàn)緊急情況，司機(jī)啟動報警裝置，監(jiān)控中心立即顯示出車輛情況、出事地點、出事時間、車輛人員等信息。
車輛GPS定位屬于單點動態(tài)導(dǎo)航定位。其定位精度約為100m量級。為了提高定位精度，可采用差分GPS技術(shù)。
10.5.2 應(yīng)用差分GPS技術(shù)的車輛管理系統(tǒng)
若采用一般差分GPS技術(shù)，每輛車上都應(yīng)接收差分改正數(shù)，這樣會造成系統(tǒng)過于復(fù)雜，所以實際應(yīng)用中多采用集中差分技術(shù)，其工作原理如圖10-10。
工作原理：每一輛車都裝有GPS接收機(jī)和通信電臺，監(jiān)控中心設(shè)在基準(zhǔn)站位置，坐標(biāo)精確已知。基準(zhǔn)點上安置GPS接收機(jī)，同時安裝通信電臺、計算機(jī)、電子地圖、大屏幕顯示器等設(shè)備。工作時，各車輛上的GPS接收機(jī)將其位置、時間和車輛編號等信息一同發(fā)送到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心將車輛位置與基準(zhǔn)站GPS定位結(jié)果進(jìn)行差分求出差分改正數(shù)，對車輛位置進(jìn)行改正，計算出精確坐標(biāo)，經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，顯示在大屏幕上。
這種集中差分技術(shù)可以簡化車輛上的設(shè)備。車載部分只接收GPS信號，不必考慮差分信號的接收。而監(jiān)控中心集中進(jìn)行差分處理，顯示、記錄和存儲。數(shù)據(jù)通信可采用原有的車輛,通信設(shè)備，只增加通信轉(zhuǎn)換接口即可。
由于差分GPS設(shè)備能夠?qū)崟r地提供精確的位置、速度、航向等信息，車載GPS差分設(shè)備還可以對車輛上的各種傳感器（如計程儀、車速儀、磁羅盤等）進(jìn)行校準(zhǔn)工作。
10.5.3 應(yīng)用前景
汽車是現(xiàn)代文明社會中與每個人關(guān)系最密切的一種交通工具，據(jù)統(tǒng)計，僅幾個發(fā)達(dá)國家的汽車保有量已達(dá)數(shù)億輛。我國民用汽車保有量也有數(shù)千萬輛。因此車輛導(dǎo)航將成為未來20年中全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)應(yīng)用的最大的潛在市場之一。預(yù)計到2000年，全世界用于車輛導(dǎo)航的總投資額將達(dá)到30億美元，占當(dāng)年GPS應(yīng)用總投資額的1/3。
在我國，特種車輛約有幾十萬輛。有關(guān)部門要求首先對運鈔車、急救車、救火車、巡警車、迎賓車等特種專用車輛實現(xiàn)全程監(jiān)控、引導(dǎo)和指揮。目前使用車載GPS接收機(jī)進(jìn)行自主定位的車輛很少，大量的開發(fā)應(yīng)用熱點在監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)上。
車載GPS導(dǎo)航設(shè)備在應(yīng)用上的發(fā)展方向，應(yīng)當(dāng)著重多衛(wèi)星系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離監(jiān)控以及多功能顯示等幾個方面。
使用多衛(wèi)星系統(tǒng)，如GNSS系統(tǒng)（該系統(tǒng)在2000年后將成為綜合導(dǎo)航定位系統(tǒng)），進(jìn)行導(dǎo)航定位時由于衛(wèi)星多，可以保證車輛實時定位的精度與可靠性。
對于用于調(diào)度指揮的監(jiān)控系統(tǒng)來說，監(jiān)控中心與其管轄的車輛之間由于通信電臺的功率有限，其作用距離僅幾十公里。增大監(jiān)控作用距離，應(yīng)當(dāng)解決遠(yuǎn)距離通信問題。例如增加通信中繼站，延長作用距離，利用廣播或衛(wèi)星通信方式使監(jiān)控范圍覆蓋更大的地域。
監(jiān)控系統(tǒng)的功能應(yīng)當(dāng)是多方面的。例如語音傳輸、視覺圖像傳輸以及各種命令車輛周圍環(huán)境的情況錄入存儲等。
可以說，GPS導(dǎo)航定位在公安、交通系統(tǒng)中的應(yīng)用前景是非常廣闊的。在開發(fā)車輛導(dǎo)航應(yīng)用的同時，也將帶動與其相關(guān)的通信技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、多媒體技術(shù)和計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。