GPS在物流领域中的应用与展望

1、摘 要现代物流是社会经济活动不可缺少的部分和环节,信息化是现代物流的基本表征和核心内容。随着科技的快速发展，我国物流业近年来取得了空前的发展，出现了多种信息化的物流管理系统，特别是gps（全球地位系统）技术的应用与物流业的发展相得益彰。本文论述了gps的定义、系统功能和特点，介绍了gps技术在物流中的应用以及具体应用，以及指出gps技术在发展中存在的问题，最后展望了gps在物流的发展前景。关键词：gps；现代物流；物流信息abstractmodern logistics is an integral part of social and economic activities can not

2、be and links, information technology is a basic characterization of the modern logistics and core content. with the rapid development of science and technology, chinas logistics industry in recent years an unprecedented development, a variety of information technology in logistics management systems

3、, gps (global positioning system) technology and the development of logistics complement each other. this article discusses the definition of system functions and features of the gps application and the specific application of gps technology in the logistics, and pointed out the problems of the gps

4、technology in development, and finally the future prospects for the development of gps in logistics.keywords: gps; modern logistics; logistics information目 录摘 要iabstractii引 言11 gps概述21.1 gps定义21.2 gps的系统功能21.2.1空间部分21.2.2地面监控部分21.2.3用户接收设备31.3 gps的特点32 gps在物流中的应用52.1 物流配送52.2 动态调度52.3 货物跟踪52.4 车辆优选5

5、2.5 路线优选52.6 报警援救62.7 军事物流63 gps在物流领域的具体应用73.1用于汽车自定位、跟踪调度、陆地援救73.2用于铁路运输管理73.3用于军事物流全球卫星定位系统73.4用于内河及远洋船队救援活动74 gps发展中存在的问题84.1物流标准化、信息化水平较低84.2自有技术不成熟、电路芯片主要靠进口84.3生产产家缺乏经验积累84.4宣传力度不够，消费者认识不足95 gps在物流领域中未来发展的展望105.1 gps技术向更高层次，更广领域发展105.2 加强gps在物流领域的应用10结 论11参考文献12引 言近年来，我国gps全球卫星定位技术应用发展势头迅猛，已经渗

6、透到了多个行业。我国的物流基础设施和装备条件已有较大的发展和改善，但营运水平不高的物流企业仍然存在着产品脱销、订单流失、货损及货漏等现象。而gps的应用，一方面会提升物流企业的运作水平和车辆监控的能力，从而提高其自身竞争能力，另一方面，也会给客户产品的运送提供保障，降低事故出现的概率。1 gps概述1.1 gps定义gps即全球定位系统（global positioning system）的英文缩写，它是在“子午仪卫星导航定位”技术上发展起来的具有全球性、全能性、全天候性优势的导航定位、定时、测速系统。gps能对静态、动态对象进行动态空间信息的获取，快速、准确，不受天气和时间的限制地反馈空间信

7、息。 1.2 gps的系统功能1.2.1空间部分 gps的空间部分由高度约1万2千公里的24颗卫星组成，其中21颗作为工作卫星，3颗作为备用卫星，记做（21+3）gps星座。24颗卫星分布在6个椭圆轨道上，长半轴26600km，高度20200km。每个轨道面内分布有34颗卫星，卫星轨道相对于地球赤道面的倾角为55度。卫星运行周期约为11小时58分钟。因此，在同一测站每天出现的卫星布局大致相同，只是每天提前4分钟。每颗卫星每天约有5小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目随时间和地点而异，最少4颗，最多11颗。这样布局可以保证在全球任何地方、任何时间至少可以同时观测到四颗以上的卫星，并能保

8、持良好定位解算精度的几何图形，提供了在时间上连续的全球导航能力。 1.2.2地面监控部分 gps地面监控部分主要负责卫星星历的计算和卫星的监控。gps地面监控系统主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。其中主控站位于美国科罗拉多（colorado springs）的联合空间执行中心（csoc），三个注入站分别设在印度洋的迭哥加西亚（diego garcia）南、大西洋的阿松森岛（ascension）和南太平洋的卡瓦加兰（kwajalein）。监测站有gps接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机，监测站取得卫星观测数据并将数据传送至主控站。主控站对地

9、面监控部分实行全面监控，主控站收集各监测站对gps卫星的全部观测数据，计算每颗gps卫星的轨道和卫星钟改正值。注入站在每颗卫星运行至上空时把导航数据及主控站指令注入到卫星，保持每天对每颗gps卫星注入一次，并在卫星离开注入站作用范围之前完成最后的注入。除此之外，gps地面监控系统还包括向卫星注入寻电文的地面天线和进行数据传输的通讯辅助系统。 地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准gps时间系统。地面站监测各颗卫星的时间，求出时间差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户。 1.2.3用户接收设备 用户接受设备即gps信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角

10、所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及gps数据的后处理软件包构成完整的gps用户设备。gps接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为bam存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小,重

11、量越来越轻,便于野外观测使用。1.3 gps的特点gps系统主要特点有如下六个方面： （1）定位精度高gps导航精度可达15m。单机定位精度优于10m，采用差分定位精度可达厘米级甚至毫米级。动态测量精度可达亚米级，静态测量精度可达毫米级。 （2）观测时间短 随着gps系统的不断完善，软件的不断更新，目前20km以内相对静态定位，仅需1520min；快速静态相对定位测量时，当每个流动站相距在15km以内时，流动站观测时间只需12min，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟，实时定位速度快。目前gps接收机的一次定位和测速工作在1秒甚至更少的时间内便可完成。 （3）执行操作简单gps可以全天候操作，

12、观测点之间无须通视，测量结果统一在wgs84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节。gps接收机体积也越来越小，重量越来越轻，使得用户的操作和使用非常简便。 （4）功能多、应用广gps系统不仅可用测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精度可达0.1m/s，测时的精度可达几十毫微秒。随着相关技术的发展，gps系统应用领域还在不断扩大。 （5）抗干扰性能好、保密性强 由于gps系统采用了伪码扩频技术，因而gps卫星所发送的信号具有良好的抗干扰性和保密性。 （6）全球、全天候工作gps可为各类用户连续地提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息，不受天气的影响。2 gps在物流中的应用2.

13、1 物流配送 gps对车辆的状态信息(包括位置、速度、车厢内温度等)以及客户的位置信息快速、准确地反映给物流系统，由特定区域的配送中心统一合理地对该区域内所有车辆做出快速地调度。这样便大幅度提高了物流车辆的利用率，减少了空载车辆的数量和空载的时间，从而减少物流公司的运营成本，提高物流公司的效率和市场竞争能力，同时增强物流配送的适应能力和应变能力。 2.2 动态调度运输企业可进行车辆待命计划管理。操作人员通过在途信息的反馈，车辆未返回车队前即做好待命计划，提前下达运输任务，减少等待时间，加快车辆周转，以提高重载率，减少空车时间和空车距离，充分利用运输工具的运能，提前预设车辆信息及精确的抵达时间，

14、用户根据具体情况合理安排回程配货，为运输车辆排解后顾之忧。 2.3 货物跟踪 通过gps和电子地图系统，可以实时了解车辆位置和货物状况(车厢内温度、空载或重载)，真正实现在线监控，避免以往在货物发出后难以知情的被动局面， 提高货物的安全性。货主可以主动、随时了解到货物的运动状态信息以及货物运达目的地的整个过程，增强物流企业和货主之间的相互信任。 2.4 车辆优选 查出在锁定范围内可供调用的车辆，根据系统预先设定的条件判断车辆中哪些是可调用的。在系统提供可调用的车辆的同时，将根据最优化原则，在可能被调用的车辆中选择一辆最合适的车辆。 2.5 路线优选 地理分析功能可以快速地为驾驶人员选择合理的物

15、流路线，以及这条路线的一些信息，所有可供调度的车辆不用区分本地或是异地都可以统一调度。配送货物目的地的位置和配送中心的地理数据结合后，产生的路线将是整体的最优路线。 2.6 报警援救 在物流运输过程中有可能发生一些意外的情况。当发生故障和一些意外的情况时，gps系统可以及时地反映发生事故的地点，调度中心会尽可能地采取相应的措施来挽回和降低损失，增加运输的安全和应变能力gps系统的投入使用，过去制约运输公司发展的一系列问题将迎刃而解，为物流公司降低运输成本、加强车辆安全管理、推动货物运输有效运转发挥了重要作用。此外，gps系统的网络设备还能容纳上千车辆同时使用， 跟踪区域遍及全国。物流企业导人g

16、ps系统，是物流行业以信息化带动产业化发展的重要一环，它不仅为运输企业提供信息支持，并且对整合货物运输资源、加强区域之间的合作具有重要意义。 2.7 军事物流 全球卫星定位系统首先是因为军事目的而建立的，在军事物流中，如后勤装备的保障等方面应用相当普遍。尤其是在美国，其在世界各地驻扎的大量军队无论是在战时还是在平时都对后勤补给提出很高的需求，在战争中，如果不依赖gps，美军的后勤补给就会变得一团糟。目前，我国军事部门也在逐步开始运用gps。3 gps在物流领域的具体应用3.1用于汽车自定位、跟踪调度、陆地援救据丰田汽车公司的统计和预测,日本车载导航系统的市场在1995年至2000年间将平均每年

17、增长35%以上,全世界在车辆导航上的投资将平均每年增长60.8%,gps在沃尔玛公司中的应用就是一个很好的例子。沃尔玛采用gps对车辆进行定位。因此,在任何时候,调度中心都可以知道这些车辆在什么地方,离商店还有多远;同时他们也可以了解到某个产品运输到了什么地方,还有多长时间才能到达商店,沃尔玛的配送可以精确到小时。沃尔玛知道卡车在哪里,产品在哪里,就可以提高整个系统的效率。3.2用于铁路运输管理我国铁路开发的基于gps的计算机管理信息系统,可以通过gps和计算机网络实时收集全路列车、机车、车辆、集装箱及所运货物的动态信息,可实现列车、货物追踪管理。只要知道货车的车种、车型、车号,就可以立即从近

18、10万公里的铁路网上流动着的几十万辆货车中找到该货车,还能得知这辆货车现在何处运行或停在何处,以及所有的车载货物发货信息。3.3用于军事物流全球卫星定位系统首先是因为军事目的而建立的,在军事物流中,如后勤装备的保障等方面应用相当普遍。尤其是在美国,其在世界各地驻扎的大量军队无论是在战时还是在平时都对后勤补给提出很高的需求,在战争中,如果不依赖gps,美军的后勤补给就会变得一团糟。目前,我国军事部门也在逐步开始运用gps。3.4用于内河及远洋船队救援活动用于内河及远洋船队最佳航程和安全路线的测定、航向的适时调度、监测及水上救援在我国gps最先即应用于远洋运输船舶导航。我国跨世纪的三峡工程也已规划

19、利用gps来改善航运条件,提高航运能力。4 gps发展中存在的问题我国是个gps应用大国，在gps车辆跟踪系统的应用面和规模上，处于国际的先行者地位。但从目前看，同国外发达国家相比，不论是系统的技术水平，还是产品质量和成熟程度，特别是在现代物流系统中的应用，我们还处在初期发展时期。主要存在以下几个问题： 4.1物流标准化、信息化水平较低 标准化和信息化是现代物流的基础。与世界发达国家相比，我国物流信息化的程度差距明显。物流作业环节和流通环节，都缺少必要的行业标准和行业规范，导致物流效率普遍不高。我国物流企业大多还没能形成物流信息系统，不同物流模式的信息系统设计落后，信息缺乏相互链接和共享。而g

20、ps在物流中发挥作用，正是以标准化的物流设施和一定程度的信息化建设为基础。我国物流业要在更大范围、更广领域和更高层次上参与国家经济技术合作与竞争，必须构建包括gps应用在内的标准化、信息化和智能化的物流体系。因此，应在从基础工作做起，大力推进物流标准化和信息化进程，尽快与国际物流接轨。 4.2自有技术不成熟、电路芯片主要靠进口 我国在gps应用水平和产业化水平与发达国家还有很多差距，虽然中国也有自己的卫星定位北斗卫星导航系统（compass navigation satellite system），但只能定位自己国家及周边国家和地区，而且目前只用于军方。也没到民用化阶段。因此现在gps模块和几

21、乎所有的gps设备所需的大规模集成电路芯片都要从国外进口。从国外大量进口软件和集成电路芯片，在一定程度上加大了产品的成本。二是由于卫星是别人的，容易受制于人。 4.3生产产家缺乏经验积累 gps车辆应用产品是集gps技术、gis技术、通讯技术和计算机网络技术为一体的高科技产品。而应用于汽车上的产品，更需要其在技术上、质量上适用于汽车的恶劣环境。20世纪90年代中后期，gps车辆应用系统，尤其是车辆监控系统领域，只是一些技术、资金、人才实力并不很强的中小型公司，以小作坊形式进行产品的设计规划、研究开发、生产制造、系统集成、施工服务，其生产周期长、产品质量差、总装车量低 4.4宣传力度不够，消费者

22、认识不足 由于gps应用在国内发展较慢，真正开发卖点的力度不够，规范化和规模化问题长期不能解决，造成消费者就对gps产品认识不足。因此要加强对gps产品的销售推广，建议通过技术大会、展览会、交流会进行市场推广，市场主诉求客户为个人购买市场、公安系统等专业市场、物流公司等需要建立技术服务配套系统的市场，针对不同的市场、不同的客户，制造不同的营销策略。 5 gps在物流领域中未来发展的展望5.1 gps技术向更高层次，更广领域发展gps现实的应用已经使gps技术从专业化领域走向了大众化的应用范畴，以gps为核心的卫星导航定位技术应用在中国已经有近20年的发展历程，正向更高层次、更广阔领域发展。gps技术已经融入到了国防建设和社会发展的各个领域，它已成为国民经济建设的重要支撑技术，是具有较高实用价值的系统工程，是近年来发展的最具有开创意义的高新技术之一，已在物流领域产生了极其深刻的影响。随着技术的进步，这些设备的功能越来越完善，创新的应用技术将不断涌现，gps技术在人们生产、生活中的应用将是一个难以用数字预测的广阔天地。 5.2 加强gps在物流领域的应用物流作为“第三利润源”对于社会经济