伴隨著中國北斗技術和產業(yè)發(fā)展的逐步完善，越來越多室外定位的市場空間將會發(fā)生，例如智慧交通和智慧城市結合的追蹤定位與車輛信息服務，城市公共資產管理，物流追蹤管理，農業(yè)上的精準定位，地質災害監(jiān)測與氣象監(jiān)測等。本文以GPS模塊在物流追蹤管理系統(tǒng)的運用，詳細解讀GPS定位模塊的原理以及特點。

何為GPS模塊

GPS 模塊就是GPS信號接收器，它可以用無線藍牙或有線方式與計算機或手機連接，將它收到到的GPS信號傳遞給計算機或手機中的GPS軟件做好處理。大家常說的GPS定位模塊叫做用戶部分，它像“收音機”一般接收、解調衛(wèi)星的傳播C/A碼信號，中以頻率為1575.42兆赫茲。GPS模塊并不播發(fā)信號，應屬被動定位。

GPS模塊的運用重點在于串口通信協(xié)議的制訂，也就是模塊的相關輸入輸出協(xié)議格式。它主要包含數據類型與信息格式，其中數據類型主要的有二進制信息內容和NMEA全國海洋電子協(xié)會數據信息內容。這兩種信息內容可以通過串口與GPS接收機做好通信。

GPS模塊通過運算與每一衛(wèi)星的偽相距，選用相距交會法算出接收機的得出經度、緯度、高度和時間修正量這4個參數，特點是點位速度快，但偏差大。首次定位的模塊最少需用4顆衛(wèi)星加入計算，叫做3D定位，3顆衛(wèi)星就能做好2D定位，但精確度不佳。GPS模塊通過串行通信口持續(xù)輸出NMEA格式的定位信息內容及輔助信息內容，供接收者選取運用。

GPS定位模塊原理

24顆GPS衛(wèi)星在離地上1萬2千公里的空中上，以十二小時的周期時間圍繞地球運轉，促使在任一時間，在地面上的任何一點可以同時觀測到4顆以上的衛(wèi)星。

鑒于衛(wèi)星的具體位置精確可知，在GPS觀測中，衛(wèi)星到接收機的相距，利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以構成3個方程式，解得觀測點的具體位置（X,Y,Z）?？紤]到衛(wèi)星的時鐘與接收機時鐘之間的偏差，實際上有4個未知數，X、Y、Z和鐘差，因而需用引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式做好求解，進而獲得觀測點的經緯度和高程。

實際上，接收機往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星，這時，接收機可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組，每組4顆，然后通過算法挑選出偏差最小的一組用作定位，進而提升精確度。

鑒于衛(wèi)星運轉軌道、衛(wèi)星時鐘存在偏差，大氣對流層、電離層對信號的干擾，促使民用GPS的定位精度只有10米。為提升定位精度，通常選用差分GPS（DGPS）技術，搭建基準站（差分臺）做好GPS觀測，利用已知的基準站精確坐標，與觀測值做好比較，進而得出一修正數，并對外公布。接收機收到該修正數后，與自身的觀測值做好比較，消除大多數偏差，獲得一個較為精確的具體位置。實驗表述，利用差分GPS，定位精度可提升到5米。

基于GPS模塊的物流追蹤管理運用

在傳統(tǒng)式的貨運物流過程中，鑒于有關信息獲取及溝通交流的欠缺，時常造成無法充分發(fā)揮運送資源。通過GPS模塊能對運送圖中的車輛具體位置狀態(tài)做好監(jiān)測，便于調度中心把握貨品實時的運送進展情況，并將所在位置信息內容通過網絡方式做好分享，便于物主進行查詢，把握貨品抵達時間，做好收貨提前準備。另外，在運送中途如發(fā)生行車問題、通行遇阻等突發(fā)事件時，可迅速通過GPS模塊獲知事故發(fā)生點，并調派相距出事點最近的車輛做好援救，保證運送進展情況不受干擾。利用GPS模塊還可以幫助搭建合理的行駛路線，節(jié)省物流成本，通過對車輛路線的監(jiān)控，可防止偷竊、搶掠事故發(fā)生，保證車輛、貨品或駕駛員的安全性。