小坐标里的大难题——GPS轨迹纠偏

诞生于军事领域的全球定位系统(GPS),如今已经在农业、建筑、、测绘、交通等领域得到了广泛的应用。在交通领域,借助GPS的导航、定位、测距、测速等功能,人们对车辆的监控和智能化管理能力越来越高。


然而,在实际使用过程中,GPS并不能总是精准定位到具体位置,存在轨迹偏移的现象。例如在下图中,一辆车在道路上行驶,GPS显示的轨迹点分别出现在了1、2、3这三个位置上,形成的轨迹和实际道路有非常明显的偏差。


之所以会出现GPS轨迹偏移,影响因素是多方面的——


一是受卫星位置影响:如果在空旷的地方,能接收到的卫星信号多,且卫星的位置好,那么计算得到的接收机位置就准确。如果在高楼林立的地方,受建筑物遮挡的影响,能接收到的卫星信号有限,那么计算得到的接收机的位置就存在很大的误差。


二是受天气情况影响:下雨天,空气中水分多,影响信号传输,特别是在夏天,高温蒸发水汽,空气中水分变多,影响GPS信号传输。


三是建筑物影响GPS接收信号:在车辆行驶到地下停车场、商场、地铁、隧道时,由于受到墙体的遮挡,室内信号急剧衰减,造成定位误差大的情况。


四是受GPS信号的频率影响:虽然GPS卫星时刻都在广播自己的位置信号,但出于功耗的考虑,接收机并不是时刻都在接收GPS信号,此时若车辆速度较快,则轨迹偏移的程度也会更大。


在居民日常出行中,GPS出现一定程度的偏移并不会带来太大的影响。但在商用领域,GPS存在的定位误差和轨迹偏移问题,则会影响车辆调度、导航路线等问题。在需要使用数据分析的场合中,GPS定位数据作为基础数据,若存在较大误差,则会影响后续的一系列的数据处理与分析过程,进而影响最终的决策。因此,对于GPS轨迹进行一定合理的纠偏处理是很有必要的。


汉纳森提出使用海量的车辆行驶轨迹数据,通过基于引力理论的轨迹偏移算法,完成基于GPS轨迹数据的路网数据的提取,并以此为依据对相应的线路轨迹进行纠偏。


步骤.png

经过轨迹纠偏之后,系统能够得到准确的车辆轨迹。


纠偏前.png

(纠偏前)

纠偏后.png

(纠偏后)


作为重要的基础数据,准确的车辆轨迹对于系统的计算具备非常重要的意义。在准确车辆轨迹的基础上,系统能够正确核算车辆里程,进而判断车辆在行驶过程中的能耗变化,以及做出各类司机行为分析,帮助管理人员做出正确的决策。除此之外,可靠的轨迹结果对于交通运行状态监测、实时交通信息发布、车辆定位与智能调度、出行路径选择行为分析等同样具有重要意义。


一直以来,gps轨迹偏移是很多车辆管理平台共同存在而又难以解决的问题,经常被选择性忽视。本次汉纳森技术团队能够突破技术难关,得益于深厚的技术沉淀、丰富的行业经验积累,以及不断克服难关的钻研精神。而这也是汉纳森大数据平台能够稳定有效解决客户问题的重要保障。