現(xiàn)代測繪新技術(shù)(3S)技術(shù)-yyjsswusteducn

1、現(xiàn)代測繪新技術(shù)現(xiàn)代測繪新技術(shù)(3S)技術(shù)技術(shù)Gps（全球定位系統(tǒng)）Gis（地理信息系統(tǒng)）RS（遙感）一、（一、（1）什么是）什么是gps？l全球定位系統(tǒng)(GPS)是本世紀(jì)70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) 。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、 全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成。經(jīng)過20余年的研究實(shí)驗(yàn)，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。（2）構(gòu)成）構(gòu)成l全球定位系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：(1)地面控制部分，由主控站(負(fù)責(zé)管理、協(xié)調(diào)整個(gè)地面控制系

2、統(tǒng)的 工作)、地面天線(在主控站的控制下，向衛(wèi)星注入尋電文)、監(jiān)測站(數(shù)據(jù)自動(dòng)收集中心)和通訊輔助系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸)組成；(2)空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)道平面上；(3)用戶裝置部分， 主要由GPS接收機(jī)和衛(wèi)星天線組成。（4）主要用途）主要用途 l(1)陸地應(yīng)用，主要包括車輛導(dǎo)航、應(yīng)急反應(yīng)、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監(jiān)測、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測、 市政規(guī)劃控制等；(2)海洋應(yīng)用，包括遠(yuǎn)洋船最佳航程航線測定、船只實(shí)時(shí)調(diào)度與導(dǎo)航、海洋救援、海洋探寶、水文地質(zhì)測量以及海洋平臺定位、海平面升降監(jiān)測等；(3)航空航天應(yīng)用，包括飛機(jī)導(dǎo)航、航空遙 感姿態(tài)控制、低軌衛(wèi)星定軌、導(dǎo)彈制導(dǎo)、航空

3、救援和載人航天器防護(hù)探測等。 （3）主要特點(diǎn)）主要特點(diǎn) l(1)全天候；l(2) 全球覆蓋；l(3)三維定速定時(shí)高精度；l(4)快速省時(shí)高效率：l(5)應(yīng)用廣泛多功能。 （5）GPS原理原理l24顆GPS衛(wèi)星在離地面1萬2千公里的高空上，以12小時(shí)的周期環(huán)繞地球運(yùn)行，使得在任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測到4顆以上的衛(wèi)星。l由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測點(diǎn)的位置(X,Y,Z)。考慮到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星

4、，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。（6）GPS前景前景 l由于GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動(dòng)測量的特點(diǎn)，作為先進(jìn)的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。l隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和全球經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，美國政府宣布2000年至2006期間，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號精度在全球范圍內(nèi)得到改善，利用C/A碼進(jìn)行單點(diǎn)定位的精度由100米提高到20米，這將進(jìn)一步推動(dòng)GPS技術(shù)的應(yīng)用，提高生產(chǎn)力、作業(yè)效率、科學(xué)水平以及人們的生活質(zhì)量，刺激GPS市場的增長。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，在美國，單單是汽車GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，20

5、00年后的市場將達(dá)到30億美元，而在我國，汽車導(dǎo)航的市場也將達(dá)到50億元人民幣?？梢?，GPS技術(shù)市場的應(yīng)用前景非?？捎^。 l經(jīng)過20余年的實(shí)踐證明，GPS系統(tǒng)是一個(gè)高精度、全天候和全球性的無線電導(dǎo)航、定位和定時(shí)的多功能系統(tǒng)。 GPS技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為多領(lǐng)域、多模式、多用途、多機(jī)型的國際性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 GPS全新的稱呼全新的稱呼 GNSS l當(dāng)前，在這一領(lǐng)域最吸引人眼球的除了GPS外，就是歐盟和我國合作的“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng) l伽利略”計(jì)劃是一種中高度圓軌道衛(wèi)星定位方案?！百だ浴毙l(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的建立將于2007年底之前完成，2008年投入使用，總共發(fā)射30顆衛(wèi)星，其中27顆衛(wèi)星為工作衛(wèi)星，

6、3顆為候補(bǔ)衛(wèi)星。衛(wèi)星高度為24126公里，位于3個(gè)傾角為56度的軌道平面內(nèi)。該系統(tǒng)除了30顆中高度圓軌道衛(wèi)星外，還有2個(gè)地面控制中心。l“伽利略”系統(tǒng)將為歐盟成員國和中國的公路、鐵路、空中和海洋運(yùn)輸甚至徒步旅行者有保障地提供精度為1米的定位導(dǎo)航服務(wù)，從而也將打破美國獨(dú)霸全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的格局。按計(jì)劃，首批兩枚實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星將于2005年末和2006年發(fā)射升空。我國參與我國參與“伽利略伽利略”計(jì)劃計(jì)劃 l目前全世界使用的導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要是美國的GPS系統(tǒng)，歐洲人認(rèn)為這并不安全。為了建立歐洲自己控制的民用全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，歐洲人決定實(shí)施“伽利略”計(jì)劃。2003年9月18日，歐盟和中國草簽了中國參與“伽利

7、略”計(jì)劃的協(xié)議。2004年10月9日，雙方又簽署了此項(xiàng)目的技術(shù)合作協(xié)議；因而引發(fā)美國媒體發(fā)出美國可能擊毀“伽利略”衛(wèi)星的報(bào)道?？梢?，此項(xiàng)目不但具有極高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也深具政治和軍事戰(zhàn)略意義。 二、二、GIS（地理信息系統(tǒng)）（地理信息系統(tǒng)）lGIS是由硬件、軟件和方法組成的地理信息系統(tǒng)，能支持地理空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、操作、分析、模型化和顯示，以解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題 GIS的應(yīng)用領(lǐng)域很廣的應(yīng)用領(lǐng)域很廣l（1）自然資源的清查與管理。l（2）區(qū)域和城市規(guī)劃與管理。l（3）環(huán)境監(jiān)測。l（4）車輛運(yùn)行與道路選擇 l是Lakewood市地圖，哪些信息需要被顯示決定了在制作地圖時(shí)需要的層。在這副地圖中顯示了

8、河流信息，洪災(zāi)危害地區(qū)，數(shù)字正色攝影，分區(qū)信息棗甚至定位了社區(qū)災(zāi)害救援志愿者的信息。 三、三、RS(遙感）遙感）l遙感，就是從不同的角度、不同的高度探測地面目標(biāo)的特性，從目標(biāo)上可以分為陸地資源遙感、海洋遙感和氣象遙感，包括地面、海洋、大氣等，主要是對地面觀測。從高度上講有航空遙感和衛(wèi)星遙感，航空遙感的高度一般在3000米到5000米之間，衛(wèi)星遙感一般從500公里到900公里。按遙感的物理波段來分的話，又可以分為可見光遙感、紅外遙感和微波遙感。 遙感最主要的特點(diǎn)遙感最主要的特點(diǎn)l覆蓋范圍寬l頻率快l信息量大。 遙感的應(yīng)用遙感的應(yīng)用l例如，大興安嶺森林火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，由于著火的樹木溫度比沒有著火的樹木溫度高，它們在電磁波的熱紅外波段會輻射出比沒有著火的樹木更多的能量，這樣，當(dāng)消防指揮官面對著熊熊烈火擔(dān)心不已的時(shí)候，如果這時(shí)候正好有一個(gè)載著熱紅外波段傳感器的衛(wèi)星經(jīng)過大興安嶺上空，傳感器拍攝到大興安嶺周圍方圓上萬平方公里的影像，因?yàn)橹鸬纳衷跓峒t外波段比沒著火的森林輻射更多的電磁能量，在影像著火的森林就會顯示出比沒有著火的森林更亮的淺色調(diào)。當(dāng)影像經(jīng)過處理，交到消防指揮官手里時(shí)，指揮官一看，圖像上發(fā)亮的范圍這么大，而消防隊(duì)員只是集中在一個(gè)很小的地點(diǎn)上，說明火情逼人，必須馬上調(diào)遣更多的消防員到不同的地點(diǎn)參加滅火戰(zhàn)斗。 l由于遙感在地表資