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GPS在防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)中的應(yīng)用

文檔作者：金喜來趙琛陸旭文檔來源： 1．水利部水文局 2．水利部南水北調(diào)規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年08月09日
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第2期
2010年6月
水利信息化
肋ter Resources Informatization
N 0．2
Jun．，2010
GPS在防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)中的應(yīng)用
金喜來 ，趙琛 ，陸旭。
(1．水利部水文局、國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程項(xiàng)目建設(shè)辦公室，北京100053
2．水利部南水北調(diào)規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局，北京100038)
摘要： 簡(jiǎn)單介紹了全球定位系統(tǒng)GPS的組成、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，在防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)中，人、財(cái)、物的調(diào)配非常
重要，應(yīng)用GPS的實(shí)時(shí)導(dǎo)航、GPS相片、位置監(jiān)測(cè)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)位置傳送功能，為信息溝通提供先進(jìn)手段，從而節(jié)省
時(shí)間，使決策者在緊急情況下更加從容地指揮調(diào)度。
關(guān)鍵詞：GPS；防汛搶險(xiǎn)；應(yīng)急搶險(xiǎn)；導(dǎo)航；位置監(jiān)測(cè)；信息傳遞
中圖分類號(hào)：P2O8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1 674—9405(2O10)02—0055-03
1 GPS簡(jiǎn)介
GPS是中距離圓型軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)， 可以
為地球表面絕大部分地區(qū)(98％)提供準(zhǔn)確的定
位、測(cè)速和高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，可滿足位于全球任
何地方或近地空間的軍事用戶連續(xù)精確的確定三維
位置、運(yùn)動(dòng)和時(shí)問的需要。該系統(tǒng)包括太空中的
24顆GPS衛(wèi)星，地面上的1個(gè)主控站、3個(gè)數(shù)據(jù)注
入站和5個(gè)監(jiān)測(cè)站， 以及作為用戶端的GPS接收
機(jī)。最少只需其中4顆衛(wèi)星，就能迅速確定用戶端
在地球上所處的位置及海拔高度，所能收到的衛(wèi)星
數(shù)越多，解碼出來的位置就越精確?。
1．1 GPS信號(hào)精度
GPS信號(hào)分為民用的標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS)和軍
規(guī)的精確定位服務(wù)(PSS)2類。SPS無須任何授權(quán)
即可任意使用， 目前， 民用GPS也可以達(dá)到10m左
右的定位精度。在沒有遮擋的開闊地上，根據(jù)經(jīng)緯
度、海拔和時(shí)間不同(即星歷不同)，最多可以同
時(shí)收到8～12顆衛(wèi)星的GPS信號(hào)。
1．2 GPS的導(dǎo)航和定位功能
1．2．1 導(dǎo)航
武器導(dǎo)航：精確制導(dǎo)導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈；
車輛導(dǎo)航：車輛調(diào)度、監(jiān)控系統(tǒng)；
船舶導(dǎo)航：遠(yuǎn)洋導(dǎo)航、港El／內(nèi)河引水；
飛機(jī)導(dǎo)航：航線導(dǎo)航、進(jìn)場(chǎng)著陸控制；
星際導(dǎo)航：衛(wèi)星軌道定位；
個(gè)人導(dǎo)航：個(gè)人旅游及野外探險(xiǎn)。
1．2．2 定位
車輛防盜系統(tǒng)；手機(jī)，PDA (個(gè)人數(shù)字助理)
等通信移動(dòng)設(shè)備防盜，電子地圖，定位系統(tǒng)；
兒童及特殊人群的防走失系統(tǒng)；農(nóng)機(jī)具導(dǎo)航、
自動(dòng)駕駛，土地高精度平整。
1。3 GPS特點(diǎn)
全天候，不受任何天氣的影響；全球覆蓋(高
達(dá)98％)；三維定點(diǎn)定速定時(shí)高精度；快速、省
時(shí)、高效率；應(yīng)用廣泛、多功能；可移動(dòng)定位。
1．4 GPS應(yīng)用
目前，國(guó)際上已推出幾十種測(cè)量用GPS接收
機(jī)，并朝著實(shí)用、輕便、易于操作、美觀價(jià)廉的方
向發(fā)展。
當(dāng)GPS接收機(jī)能夠同時(shí)接收到來自3顆以上衛(wèi)
星的GPS信號(hào)時(shí)，GPS接收機(jī)就可以確定經(jīng)緯度坐
標(biāo)，結(jié)合電子地圖，就可以知道自己身處何方了；
如果能接收到4顆以上衛(wèi)星的GPS信號(hào)，GPS接收
機(jī)可以測(cè)算出海拔高度；當(dāng)能夠接收5～7顆星，誤
差范圍一般情況可以達(dá)到6．2 m左右。GPS定位信息
一般每秒鐘更新1次，通過計(jì)算單位時(shí)問內(nèi)GPS定
位坐標(biāo)的變化，GPS還可以計(jì)算運(yùn)動(dòng)速度。
目前正在運(yùn)行的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)有美國(guó)
的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)。我國(guó)還獨(dú)
收稿日期：2010—03—23
作者簡(jiǎn)介：金喜來(1972一)，男，吉林白城人，本科，從事水利信息化項(xiàng)目管理等工作。
56 水利信息化 2010，(2)
立研制了一個(gè)區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)— — 北斗導(dǎo)航
系統(tǒng)，該系統(tǒng)的覆蓋范圍限于中國(guó)及周邊地區(qū)，不
能在全球范圍提供服務(wù)，主要用于軍事用途。
2 實(shí)時(shí)導(dǎo)航功能應(yīng)用
實(shí)時(shí)導(dǎo)航功能是GPS接收機(jī)通過獲取經(jīng)緯度坐
標(biāo)，與電子地圖設(shè)置的路徑相匹配，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前
位置、航向、下一路口轉(zhuǎn)向、目標(biāo)距離等信息，并
通過圖示和語(yǔ)音提示等方式表現(xiàn)出來，達(dá)到實(shí)時(shí)導(dǎo)
航的目的。
在防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)中， 實(shí)地查勘或需要快速運(yùn)送
物資到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，在天氣狀況和道路條件比較惡劣的
條件下，能夠根據(jù)道路情況隨時(shí)調(diào)整行車路線，并
指示車輛到達(dá)指定目的地是GPS導(dǎo)航的專長(zhǎng)。
如要從鄭州某物資站行車到黃河某堤防，
規(guī)劃好1條路線，但突然接到通知或在行進(jìn)過程
中G107國(guó)道不能通過，這時(shí)通過繞路功能，將該路
段信息輸入導(dǎo)航軟件，導(dǎo)航軟件會(huì)自動(dòng)規(guī)劃另一條
路線，即放棄原來的G107國(guó)道，改走京珠高速國(guó)
道，避開不能通過地點(diǎn)。
3 6P$相片功能應(yīng)用
不同水利工程有不同的屬性信息，但在防汛應(yīng)
急搶險(xiǎn)過程中，防洪工程的圖片信息是重要且非常
直觀的信息。GPS相片功能可以實(shí)時(shí)拍攝帶有GPS
坐標(biāo)的圖片，利用GPRS即時(shí)傳送給指揮中心，配
合電子地圖將圖片導(dǎo)入， 就可以在電子地圖上的拍
照位置顯示該圖片，方便決策者了解防洪工程各個(gè)
位置的實(shí)時(shí)狀況。
圖1為利用GPRS拍攝的1幅GPS圖片的屬性
信息，它記錄了照片的拍照地點(diǎn)(坐標(biāo)位置)等信
息， 圖2為該圖片導(dǎo)入電子地圖后，圖片自動(dòng)顯示
在其拍照的位置上。
4 實(shí)時(shí)位置監(jiān)測(cè)功能應(yīng)用
在防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)過程中，物資、車輛和人員的
實(shí)時(shí)、統(tǒng)一調(diào)配是一項(xiàng)非常重要的工作，使用帶有
GPS定位功能的移動(dòng)終端，就很容易實(shí)現(xiàn)在1個(gè)平
臺(tái)上對(duì)所有信息點(diǎn)實(shí)時(shí)位置監(jiān)測(cè)。這套系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)
監(jiān)測(cè)平臺(tái)和移動(dòng)終端2部分組成。移動(dòng)終端是利用
圖1 6PS照片的屬性信息
圖2 GPS相片在電子地圖上的位置
GPS獲取位置信息后，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送位置
信息給網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的主要作用是
在電子地圖上匯集和顯示各移動(dòng)終端發(fā)來的位置信
息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各信息點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)精確資源調(diào)度。
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)平臺(tái)硬件可以用1臺(tái)連接互聯(lián)網(wǎng)的PC
服務(wù)器來搭建，也可以租用商用服務(wù)器，移動(dòng)終端
主要由GPS接收機(jī)加PDA或帶GPS功能的手機(jī)一
體機(jī)來實(shí)現(xiàn)。軟件分為服務(wù)器端和客戶端，均有成
熟的商用軟件。
第2期 金喜來等：GPS在防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)中的應(yīng)用 57
5 位置信息傳遞功能應(yīng)用
適用于現(xiàn)場(chǎng)人員與指揮中心或與其它現(xiàn)場(chǎng)人員
間的信息溝通，傳送自己位置及狀況描述，此功能
利用GPS定位軟件的“發(fā)送位置”功能來實(shí)現(xiàn)，采
用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的發(fā)送，速度快， 使用便捷， 無延遲， 也
可以利用位置信息實(shí)現(xiàn)車輛導(dǎo)航。
還可以利用拍攝的GPS相片作為位置信息來傳
送，再利用GPS導(dǎo)航軟件的相片導(dǎo)航功能，實(shí)現(xiàn)位
置傳遞及定位導(dǎo)航。
6 結(jié)語(yǔ)
GPS導(dǎo)航軟件廠商的運(yùn)作模式，是由地圖供應(yīng)
商通過測(cè)繪制作基礎(chǔ)電子地圖，在此基礎(chǔ)上，導(dǎo)航
軟件商來開發(fā)各種導(dǎo)航功能， 目前的主要應(yīng)用范圍
是城市間的車輛導(dǎo)航服務(wù)，這種需求推動(dòng)使得城市
地圖路網(wǎng)制作得很詳細(xì)，而在其它地區(qū)特別是偏遠(yuǎn)
地區(qū)水利工程周邊的路網(wǎng)稀疏，地圖的更新也相對(duì)
滯后。若在防汛、水土保持和水環(huán)境監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù)中
更加深入地應(yīng)用GPS，可以對(duì)地圖供應(yīng)商和軟件開
發(fā)商提出需求，為水利應(yīng)用制作專用地圖和軟件，
豐富水利樞紐周邊的路網(wǎng)、工程、監(jiān)測(cè)站、險(xiǎn)工階
段等數(shù)據(jù)，并建立數(shù)據(jù)定期更新機(jī)制，提供給各級(jí)
水利部門使用，將極大提高GPS系統(tǒng)在水利工作中
的應(yīng)用范圍和使用效果。
參考文獻(xiàn)
[1】維基百科全書[DB／OL]．http：／／zh．wikipedia．org，zll—cIl／
％E5％85％A8％E7％90％83％E5％AE％9A％E4％BD％8D％
E7％B3％BB％E7％BB％9 F．2009—1 0．
Application ofGPS in Flood Fighting and Emergency Rescue
JIN Xi—lai ，ZHAO Chen ，LU Xu
(1．Bureau ofHydrology,Ministry ofWater Resources，Beijing 100053，China；
2．Planning，Design and Administration Bureau of South—to—north Water Diversion Project，Ministry of
Water Resources，Beijing 100038，China)
Ab|Ih t The paper gives an outline of composition，characteristics and application area of GPS．Human，financial
and material resources are of great importance for flood fighting and emergency rescue．Applying functions of GPS
such as real—time navigation，GPS photogr aphy,position monitoring and point-to-point position transmission Can ofer
advanced means for information communication，thereby saving time and making more calm comm an d and dispatching
by decision maker under emergency．
woras：GPS；flood fighting；emergency rescue；navigation；position monitoring；inform ation transmission
(上接第47頁(yè))
very necessary to set up a monitoring system for road waterlogging．Based on a contrastive analysis about advantages
and disadvantages of common water level sensor,TC401 inductive type digital water level sensor,ie electronic water
gauge，is selected as monitoring instrument for water level according to the environment of road waterlogging．This
thesis makes a detailed description on characteristics，technical parameters，installation situation of the gauge．It’S
practical application shows that electronic water gauge can be widely used in urban flood control，and that it can save
civi1 construction cost．
Key wards：electronic water gauge；inductive type；digital water level sensor；road waterlogging；monitoring
system；remote terminal unit

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