汽車導航

1. 汽車導航 指導老師：吳宗霖 班級：車輛三甲 學號：49915013 姓名：凃威全

2. 目錄 前言 何謂GPS? 如何利用GPS作定位測量 如何提高GPS之定位精度？ GPS衛星測量是否可運用在道路工程？ 運用GPS是否可協助追蹤管理棄土車輛？ GPS衛星測量是否可協助樁機快速定位 如何利用GPS以提高土方填築滾壓之效率？ GPS可否應用在結構物之監測？ 結論

3. 前言 GPS可說是目前最熱門、最受人囑目的一項新科技。簡單的說，GPS是利用位於地球同步軌道上的同步衛星，以其相對位置的關係，來測出精確的位置。在過去，GPS通常只被應用在一些高科技的領域。例如，作為軍事、航空或是航海的用途。而今，GPS也逐步的被應用在我們的日常生活中。例如最新的「汽車導航系統」，便是一個明顯的例子。GPS除了可做為精確的定位工具之外，同時也可以用做精密的「測量」工具。在進行大範圍、大面積的地面測量時，往往受限於地球本身的弧度與測量儀器的精密程度，甚至於當時的天候狀況或測量人員本身的許多因素，導致測量的結果產生或多或少的誤差。倘若利用GPS來做為測量工具，由於人造衛星高懸於地表上空，受地表彎曲弧度的影響相對減少。透過GPS與GIS的結合，更可以讓我們更快速、精確的處理所需的資料。

4. 何謂GPS? ＧＰＳ(Global Position System之簡稱) －全球衛星定 位系統。其應用於導航定位是一全新的概念，利用此一太空時代的科技，任何人都可輕易地得到正確的載具位置、速度及時間。GPS發展計畫是由美國國防部主導，並將此技術局部轉移至民間使用，應用在導航定位、精密測量、及標準時間等相關作業上。

5. 如何利用GPS作定位測量 目前之GPS衛星共有24顆(其中3顆為備用衛星)，分佈於6個軌道面，軌道與赤道面約呈55度傾角，衛星距離地面高度約20,183公里，繞地球一周需12恆星時(11時58分太陽時)，亦即每顆衛星每天依相同路徑繞行地球2周，這種設計提供使用者在地面上大部份之時間可看見4顆以上之衛星。GPS定位測量的基本觀念係以GPS接收儀接收衛星訊號而獲得其與衛星之距離,再應用後方交會法計算而得，由於每顆衛星之位置為已知(由衛星星曆軌道資料可求得)，若能得到4顆以上衛星至接收器之距離，即可算出接收器在地球上之三維座標值。

6. 如何提高GPS之定位精度？ 差分定位法(DGPS)可用以增進GPS之定位精度，使用DGPS作業時需用2台(或以上)接收儀，1台置於已知座標之基地站，1台置於待測座標之移動站，因基地站之座標為已知，故觀測所得之誤差可用以修正移動站之觀測量。DGPS可以做即時處理或後級處理，即時處理需要無線數據機，以便在基地站及移動站間作資料的傳遞；在後級處理的模式下，則無前述數據傳遞之問題。目前測量型之靜態測量及即時動態測量均可達公分級之精度

7. GPS衛星測量是否可運用在道路工程？ 道路工程之測量，一般分為控制測量及放樣測量，而GPS衛星測量技術在控制測量方面之精度證實可達公分級，具有迅速、經濟、安全、方便及確實等優點，故最近之重大工程控制測量皆已陸續採用此項新技術。由於GPS衛星靜態(Static)測量需要較長的觀測時間以及內業計算，精度較高，適用於大區域之基本控制點測量；而GPS衛星即時動態(RTK)測量只需在控制點上觀測幾秒鐘就可即時解得該點之座標及高程，大幅提昇了測量的效率，可將其推廣至道路輔助控制點的測量。本司應用GPS測量技術於道路重大工程之控制測量已有七件（靜態快速2件，即時動態 5件），其測量成果與傳統之地測資料比較，精度均可符合內政部三等以上衛星控制點所定之規範。

8. 運用GPS是否可協助追蹤管理棄土車輛？ GPS在國內之行車導航的運用已日趨普遍，若再加上自動控制系統及車輛追蹤定位系統(Automatic Vehicle Location System簡稱AVLS)之技術便可即時掌控棄土車輛(或砂石車、危險物品運輸車、運鈔車…等)之位置、運送路徑及速度，且具有異常狀況自動回報之功能。透過軟體的設計可由監控中心，以主動或被動方式偵測棄土車輛是否超速、偏離運送路徑、超出運送時間或闖入禁區等現象並即時發出警告；若再加裝車斗傾斜控制或車門開啟之偵測裝置並與AVLS之系統整合後透過GSM之自動傳輸可有效監控(嚇阻)棄土車輛隨意傾倒廢土之惡習，或可適時支援運鈔車俾可免於被劫；即使有違法情事發生，亦可透過AVLS記錄器忠實記戴違規始未做為舉發不法之証據，如此一來不但可減少業主或監造單位之管控成本，亦可降低環保衝擊，減輕社會成本之負擔。

9. GPS衛星測量是否可協助樁機快速定位 笨重的基樁鑽掘設備之定位，傳統上均採用經緯儀及水準儀，相當浪費時間並耗用大量測量人力；目前可藉著精度已達公分級的GPS導引系統，可不需測量隊的支援而自行定位，提高鑽掘或打樁的效率。

10. 如何利用GPS以提高土方填築滾壓之效率？ 大範圍的土方填築工地管理作業，相當困難，透過控制中心之監控可瞭解各部壓路滾所在之位置及每一局部區域已被滾壓之次數及品質，對於關鍵地區之滾壓亦可局部加強，如此有效率的管制各種土方填築設備的運用，就可達到高品質低成本的目標。

11. GPS可否應用在結構物之監測？ 橋梁、高樓、大壩之結構行為監測，需要快速及精確的變形資料，使工程人員能藉以判定結構行為的各項應變數據是否仍符合原先所確定可在安全範圍內之容許值；最近之GPS公分級即時定位技術已可達到每秒10次之監測頻率，為結構監測之理想工具。日本之Akashi吊橋監測系統採用三具接收儀，分別置放於兩端之主橋塔及跨徑中央處，並在河岸設置基地站，透過網路收集到結構性的位移，使難以捉摸的橋梁應變得以顯現，讓工程人員能迅速評估並確定橋梁的位移是否超出設計規範。

12. 結論 GPS之所以這麼有趣是因它的理論基礎橫跨過畢氏定理、刻卜勒定律、牛頓到愛因斯坦，整個物理的範疇，它的實作又涵蓋了通訊電子、計算機、軟體工程、半導體微電子與設計自動化等等所有現代科技的功夫素養。