现代物流学- 第51部分

RFID系统用于智能仓库货物管理，有效地解决了仓库里与货物流动有关的信息的管理。它不但增
加了一天内处理货物的件数，还监看着这些货物的一切信息。射频卡是贴在货物所通过的仓库大门边上，
读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中心计算机里，该
货物的有关信息都能在计算机里查到。当货物被装走运往别地时，由另一读写器识别并告知计算机中心
它被放在哪个拖车上。这样管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。并可自
动识别货物，确定货物的位置。　

作为射频技术的发展和应用，便携式数据终端　PDT（Portable　Digital　Terminal）近年来得到广泛
使用。PDT通常由一个扫描器、一个掌上电脑（带存储器、显示器、键盘或手写设备等）组成，掌上电
脑的只读存储器中常驻有操作系统，用于控制数据的采集和传送。通过　PDT的扫描器扫描位置标签，货
架号码、产品数量就采集到　PDT中，再通过射频技术由　PDT把这些数据传送到计算机管理系统，可以得
到客户产品清单、发票、发运标签、该地所存产品代码和数量等，并可据此决定货物的补充和采购计划
等。可见，射频技术的引用将信息采集和处理集成起来，实现了物流信息的实时管理，大大提高了物流
管理水平。　

9。2。3　GPS技术　
GPS（Global　Positioning　System）全球卫星定位系统是一种以空中卫星为基础的高精度无线电导
航定位系统。GPS最初是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定
位的要求而建立的，该系统从　20世纪　70年代初开始设计、研制，历经了约　20年的历史，渐趋成熟。
GPS作为新一代卫星导航与定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力，而
且具有良好的抗干扰性和保密性。　

1。GPS的组成与原理　
GPS由空间部分、地面监控系统以及用户接收机　3部分组成。
空间部分使用　21＋3颗高度约　2。02万千米的卫星组成卫星星座，其中　21颗为工作卫星，3颗为备用
卫星，这些卫星的轨道均为近圆形轨道，运行周期约为　11小时　58分，分布在六个轨道面上（每轨道面
四颗）　。　

地面监控系统包括五个监控站、三个上行注入站和一个主控站。监控站设有　GPS用户接收机、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。监控站的主要任务是取得卫星观测数据
并将这些数据传送至主控站。主控站设在美国范登堡空军基地，它是整个　GPS系统的核心，它的功能是
为全系统提供时间基准，收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗　GPS卫星的
轨道和卫星钟改正值，编制各卫星星历，当卫星失效时及时调用备用卫星等。上行注入站也设在美国范
登堡空军基地，它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。
这种注入对每颗　GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。　

GPS　信号接收接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并
跟踪这些卫星的运行，对所接收到的　GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出　GPS信号从卫星到

9…14　



接收机天线的传播时间，解译出　GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三
维速度和时间。　GPS信号接收机所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的
车辆等）。载体上的　GPS接收机天线在跟踪　GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用　GPS信
号实时地测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）。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。目前，各种类型的　GPS接收机体积越来越小，重量越
来越轻，便于野外观测；而精度越来越高。　

如果说空间部分和地面监控系统均由美国控制，那么用户接收机则由各国的用户自行设计和实施。
GPS卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用
户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量　GPS信号的接收设备，即　GPS信号接收机，就可在任何
时候实现　GPS的各种用途。　

GPS的基本定位原理是：在两万公里高空的　GPS卫星，当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球
运行二周，即绕地球一周的时间为　12恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前　4分钟见到同
一颗　GPS卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到　4颗，最多可见
到　11颗。在用　GPS信号导航定位时，为了计算测点的三维坐标，必须观测　4颗　GPS卫星，称为定位星
座。定位星座不间断地发送自身的星历参数（描述卫星运动及其轨道的参数）和时间信息。用户接收到
这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息；如图　9…5所示。　

卫星　1　
（x1；y1；z1）
卫星　2卫星　3
卫星　4

（x2；y2；z2）
（x3；y3；z3）
（x4；y4；z4）

Z　
Y　若t0为各卫星时间
（0；0；0）　
t为接收机时间　
X　

2　222　2

（x　
。　
x）　
＋（y　
。　
y）　
＋（z　
。　
z）＋　
c　
。（t　
。　
t　
）=　
d

111　011　
2　222　2

（x　
。　
x）　
＋（y　
。　
y）　
＋（z　
。　
z）＋　
c　
。（t　
。　
t　
）=　
d

222　022　
2　222　2

（x　
。　
x）　
＋（y　
。　
y）　
＋（z　
。　
z）＋　
c　
。（t　
。　
t　
）=　
d

333　
033　

x　
）　
（y　
y）　
（　
）　
（　
）（24042242424dttczzx=。。＋。＋。＋。

求解未知数

（　
x，y，z，t）
定位定时

图　9…5　GPS定位原理　

2。GPS在物流中的应用　
全球卫星定位系统主要用于定位导航、授时校频以及高精度测量等，特别是在物流领域，可以广泛

用于导航、实时监控、动态调度、货物跟踪、运输线路的规划与优化分析等。　

9…15　



（1）海空导航。GPS系统的出现克服了　TRANSIT和路基无线电航海导航系统系统的局限性，利用
其精度高、可连续导航、有很强的抗干扰能力的特点，可有效开展海洋、内河以及湖泊的自主导航、港
口管理、进港引导、航路交通管理等。而在航空导航方面，　GPS的精度远优于现有任何航空航路用导航
系统，可实现最佳的空域划分和管理、空中交通流量管理以及飞行路径管理，为空中运输服务开辟了广
阔的应用前景，同时也降低了营运成本，保证了空中交通管制的灵活性，可以说从航空进场　/着陆、场
面监视和管理、航路监视、飞行试验与测试到航测等各个领域，GPS都发挥着巨大的作用。　
（2）实时监控。应用　GPS技术，可以建立起运输监控系统，在任何时刻查询运输工具所在地理位
置和运行状况（经度、纬度、速度等）信息，并在电子地图上显示出来，同时系统还可自动将信息传到
运输作业的相关单位，如中转站、接车单位、物流中心、加油站等，以便做好相关工作准备，提高运输
效率。还可监控运输工具的运行状态，了解运输工具是否有故障先兆并及时发出警告，是否需要较大的
修理并安排修理计划等。　
（3）动态调度。通过应用GPS　技术，调度人员能在任意时刻发出调度指令，并得到确认信息。可
进行运输工具待命计划管理，操作人员通过在途信息的反馈，运输工具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，加快运输工具周转速度。将运输工具的运能信息、维修记录信息、
车辆运行状况登记处、司机人员信息、运输工具的在途信息等到多种信息进行采集，并进行分析辅助调
度决策，以提高重车率，尽量减少空车时间和空车距离，充分利用运输工具的运能。
（3）货物跟踪。在运输货物中，可以时刻记录和传送货物位置等数据到控制中心，及时获取货物
的状态，如货物品种、数量、货物在途情况、交货期间、发货地和到达地、货物的货主、送货车辆和人
员等，可以跟踪查看货物是否按预定路线接送，中间有无停车，在哪里停的车，停了多少次等，是否在
规定时间内把货物交付给顾客手中，防止中间拉私货或怠工等。　
（4）路线优化。根据　GPS数据，获取路网状况，如通畅情况、是否有交通事故等，应用运输数学
模型和计算机技术，进行路线规划及路线优化，规划设计出车辆的优化运行路线、运行区域和运行时段，
合理安排车辆运行通路。
（5）智能运输。所谓智能运输（ITS），就是通过采用先进的电子技术、信息技术、通信技术等高
新技术，对传统的交通运输系统及管理体制进行改造，从而形成一种信息化、智能化、社会化的新型现
代交通系统。ITS强调的是运输设备的系统性、信息交流的交互性、以及服务的广泛性。在智能交通系
统中，应用　GPS技术可以建立起视觉增强系统、汽车电子子系统、车道跟踪/变更/交汇系统、精确停车
系统、车牌自动识别系统、实时交通/气象信息服务系统、碰撞告警系统等。　
9。2。4　GIS技术　
GIS（Geographical　Information　System，地理信息系统），是　20世纪　60年代开始迅速发展起来的地
理学研究新成果，它以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时地提供多种空间的和动态
的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。GIS将图形管理系统和数据