空間信息系統(tǒng)原理

空間信息系統(tǒng)原理第1頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

遙感的基本概念和基礎遙感平臺遙感成像與遙感圖像特征遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)遙感圖像的處理第2頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎

所謂遙感，通常指的是通過某種傳感器裝置，在不與研究對象直接接觸的情況下，獲得其特征信息，并對這些信息進行提取、加工、表達和應用的一門科學技術。遙感是20世紀60年代發(fā)展起來的對地觀測綜合性技術。其概念出現(xiàn)于1962年，但其迅速發(fā)展與廣泛應用則是在1972年美國第一顆地球資源技術衛(wèi)星（Landsat-1）發(fā)射并獲取大量衛(wèi)星圖像之后。第3頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎

遙感的物理基礎是電磁學。其中幾個重要的概念就是：電磁波：當電磁振蕩進入空間，在空間中傳播時，就形成了電磁波。電磁波譜：將電磁波在真空中傳播的波長或頻率，按遞增或遞減的順序排列，就構(gòu)成了電磁波譜。電磁輻射：一切物體都能產(chǎn)生電磁波并發(fā)射出去，是輻射源。同時也能夠吸收和反射其他物體的輻射。黑體：能夠吸收全部入射輻射能量的物體稱絕對黑體。黑體輻射：絕對黑體是最有效的輻射體，其輻射度隨溫度T的增加而迅速加大；輻射度的峰值波長隨溫度的增加向短波方向移動，如圖。第4頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一電磁波譜1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎返回第5頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎不同溫度的黑體輻射第6頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎

遙感技術就是通過觀測電磁波，從而判斷和分析地表的目標以及現(xiàn)象。這當中最重要的一個基礎就是地物的電磁波特性，即“一切物體，由于其種類和環(huán)境條件不同，因而具有反射和輻射不同波長的電磁波的特性”。換句話說，遙感是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，通過觀測電磁波、識別物體以及物體存在環(huán)境條件的技術。觀測電磁波的裝置是傳感器。第7頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎

太陽輻射（即太陽光）和地球輻射是遙感過程地物反射電磁波的主要來源。太陽光通過大氣照射到地面，經(jīng)過地物反射后返回，再經(jīng)過大氣到達傳感器。這時傳感器探測到的輻射強調(diào)與太陽光到達地球大氣上空的輻射強度相比，已經(jīng)有了很大的變化（大氣吸收、大氣散射、大氣窗口及折射等）。因此，在分析識別地物及其環(huán)境時需要考慮這些因素。同樣，地球作為輻射源的輻射特性和地球作為太陽輻射的接收者的反射特性，都是分析識別地物及其環(huán)境時需要考慮的因素。第8頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎

不同的地物對不同波長的電磁波的反射率是不同的，由此形成了地物的反射波譜。地物的反射率隨波長變化是有規(guī)律可循的，這為遙感影像的判讀提供了依據(jù)。如：植被：對可見光波段有一個小的反射峰，在綠光處（這是由于葉綠素的影響）；在藍光和紅光處則有兩個吸收帶。土壤：沒有明顯的峰值和谷值，一般土質(zhì)月細反射率越高，有機質(zhì)含量越高和含水量越高反射率越低。水體：主要在藍綠光波段反射率高，其他波段吸收都很強。巖石：無統(tǒng)一特性，礦物成分和含量、風化程度、含水狀況、顆粒大小、表面光滑度和色澤等都有影響。第9頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎四種地物的反射光譜特性曲線第10頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎四種植物的反射光譜特性曲線第11頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎

地物反射和輻射不同波長的電磁波的特性稱為地物波譜特性。其測量是由傳感器（如分光光度計、光譜儀、攝譜儀等）來完成的，其工作原理就是測量地物的反射輻射度，經(jīng)光電管轉(zhuǎn)化為電流強度讀出。反射輻射度由三部分組成：太陽經(jīng)大氣衰減后照射地面，經(jīng)地物反射后，又經(jīng)大氣第二次衰減進入傳感器的能量；地面物體本身發(fā)射輻射的能量經(jīng)大氣后進入傳感器；大氣散射和輻射的能量。第12頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一影響地物波譜特性的因素包括：太陽位置：太陽高度角和方位角；傳感器位置：傳感器的觀測角和方位角；地理位置：太陽高度角和方位角；地理景觀；海拔高度；大氣透明度等都不同；地物本身的變異：如植物病害，如圖；地物的含水量，如圖時間的變化，如圖植物生長期的變化，如圖各種隨機因素的影響，如圖1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎第13頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎不同健康狀況的松樹反射特性曲線第14頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎不同含水量（濕度）的砂土的反射波譜特性曲線第15頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎新雪和陳雪的反射特性曲線第16頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎白橡樹在不同生長期的反射特性曲線第17頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎在一分鐘間隔內(nèi)兩次測定同一麥田的反射率曲線第18頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感的基本概念和基礎

在了解了遙感的基本概念和基礎之后，我們來看看遙感的分類：按遙感平臺分（按傳感器放置的位置）：地面遙感（如車、船、手提、臺架）、航空遙感（如飛機、氣球）、航天遙感（如衛(wèi)星、航天飛機、空間站）、宇航遙感（如星際飛船）。按傳感器的探測波段分：紫外、紅外、微波、可見光以及多波段遙感。按工作方式分：主動遙感（傳感器主動發(fā)射電磁波并接收目標的反射信號）和被動遙感（只接收目標自身的輻射及對自然輻射的反射信號）；成像遙感和非成像遙感。按應用領域分：如外層空間遙感、大氣層遙感、陸地遙感、海洋遙感等。還可以更加細分，如環(huán)境，農(nóng)、林、漁等。第19頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感平臺

遙感平臺是搭載傳感器的工具，根據(jù)運載工具的類型，可分為宇航平臺、航天平臺、航空平臺和地面平臺。宇航平臺：主要是利用星際飛船，對地月之外的目標進行探測；航天平臺：高度在150km以上，如靜止衛(wèi)星（位于赤道上空36000km）、地球觀測衛(wèi)星（約700～900km）、航天飛機（高300km左右）；航空平臺：包括低、中、高空飛機和飛艇、氣球等，高度在百米至十余千米不等；地面平臺：包括車、船、塔、手提等，高度在0～50m。航天平臺是目前發(fā)展最快、應用最廣的平臺，根據(jù)其服務內(nèi)容，可分為氣象衛(wèi)星系列、陸地衛(wèi)星系列和海洋衛(wèi)星系列。第20頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感平臺

氣象衛(wèi)星主要用于天氣分析、氣象預報、氣候研究、氣候變遷以及其他資源環(huán)境研究。氣象衛(wèi)星分極地太陽同步軌道和地球同步軌道兩種。前者每天由南向北繞地球運轉(zhuǎn)，對整個地球進行觀測；后者則對某一固定地區(qū)觀測。氣象衛(wèi)星具有短周期重復觀測、成像面積大、連續(xù)、實時性強和成本低等特點。全球氣象衛(wèi)星主要有：靜止衛(wèi)星：日本（GMS）、美國（SMS/GOES）、歐洲空間局（Meteosat）、俄羅斯（COMS）、中國（風云1號，1988、1990年）極地衛(wèi)星：美國（NOAA系列）、俄羅斯（Meteop系列）、中國（風云2號，1997年）第21頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感平臺

航天遙感中應用最廣、最深入的就是陸地衛(wèi)星，其應用幾乎涉及地學和國民經(jīng)濟的各個領域。主要的陸地衛(wèi)星包括：美國的陸地衛(wèi)星系列（Landsat）法國的SPOT衛(wèi)星中國的資源一號衛(wèi)星其他陸地衛(wèi)星第22頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感平臺Landsat系列衛(wèi)星

1972年7月23日美國發(fā)射第一顆地球資源衛(wèi)星ERTS-1；

1975年發(fā)射ERTS-2，改名Landsat-2；

1978年發(fā)射Landsat-3；

1982年在Landsat1-3的基礎上改進設計并發(fā)射Landsat-4；

1984年發(fā)射Landsat-5；

1993年發(fā)射Landsat-6衛(wèi)星，上天后由于故障隕落；

1999年發(fā)射Landsat-7。

Landsat系列衛(wèi)星的運行特點是近圓形、近極地、與太陽同步、可重復軌道等。目前，只有Landsat-5和Landsat-7仍在運轉(zhuǎn)工作。第23頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感平臺Landsat衛(wèi)星外觀第24頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感平臺SPOT系列衛(wèi)星：由瑞典、比利時等國參加，由法國國家空間研究中心設計制造。1986年發(fā)射第一顆SPOT-1；1989年發(fā)射SPOT-2；1993年發(fā)射SPOT-3；1996年發(fā)射SPOT-4；

SPOT系列衛(wèi)星的軌道是太陽同步圓形近極地軌道，軌道高度832km、運行周期101.4min、軌道傾角98.7、重復周期26天(369圈)。第25頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感平臺SPOT衛(wèi)星外觀第26頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感平臺1999年10月14日，我國第一顆地球資源遙感衛(wèi)星——資源一號衛(wèi)星（又稱中巴地球資源衛(wèi)星，China-BrazilEarthResourceSatellite，CBERS

）在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。資源一號衛(wèi)星的軌道是太陽同步極地軌道，高度778km，傾角98.5；運行周期100.26min；重復時間26天（373圈）。所攜帶的傳感器最高空間分辨率是19.5m。第27頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感平臺

海洋衛(wèi)星主要用于觀察海況，研究海面形態(tài)、海面溫度、風場、海冰、大氣含水量等。1978年6月26日美國發(fā)射了世界上第一顆海洋衛(wèi)星Seasat1。雖然這顆衛(wèi)星因為電源故障只工作了105天，但卻開創(chuàng)了海洋遙感和微波遙感的新階段。由于海洋具有面積大、反射強、海水透明差異明顯、海面特殊等特點，使得海洋遙感需要高空和空間平臺、以微波為主，同時結(jié)合激光、聲波等。主要的海洋衛(wèi)星包括：美國的Seasat1、“雨云”7號（Nimbus-7）日本的海洋觀測衛(wèi)星MOS1

歐洲空間局的ERS系列加拿大的雷達衛(wèi)星RADARSAT第28頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感成像與遙感圖像特征

遙感成像主要分為兩種，即攝影成像和掃描成像。

攝影成像：攝影是通過成像設備獲取物體的影像技術。傳統(tǒng)攝影是依靠光學鏡頭及放置在焦平面的感光膠片來記錄物體影像。數(shù)字攝影則通過放置的焦平面的光敏元件，經(jīng)光/電轉(zhuǎn)換，以數(shù)字信號來記錄物體的影像。依據(jù)探測波長的不同，又可分近紫外攝影、可見光攝影、紅外攝影、多光譜攝影等。

掃描成像：依靠探測元件和掃描鏡對目標物體以瞬時視場為單位進行的逐點、逐行取樣，以得到目標物的電磁輻射特性信息，形成一定譜段的圖像。其探測波段可包括紫外、紅外、可見光和微波波段等。成像方式有光/機掃描成像、固體自掃描成像和高光譜成像光譜掃描三種。第29頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感成像與遙感圖像特征

遙感圖像是各種傳感器所獲信息的產(chǎn)物，是遙感探測目標的信息載體。通過遙感圖像，人們希望獲得三個方面的信息：目標地物的大小、形狀及空間分布特點；目地物的屬性特點；目標地物的變化動態(tài)特點。為此，可將遙感圖像歸納為三個方面的特征，即幾何特征、物理特征和時間特征，其表現(xiàn)參數(shù)為：空間分辨率：象素所代表的地面范圍。波譜分辨率：傳感器在接收目標輻射的波譜時能分辯的最小波長間隔，間隔越小，分辨率越高。輻射分辨率：傳感器在接收波譜信號時能分辯的最小輻射度差。時間分辨率：對同一地點進行遙感采樣的時間間隔。第30頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)主要包括五個部分：控制中心跟蹤站地面接收站數(shù)據(jù)處理中心遙感基礎研究中心第31頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)第32頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)控制中心是整個衛(wèi)星系統(tǒng)的大腦，監(jiān)測和指揮衛(wèi)星的運行；制定衛(wèi)星及傳感器每天的日程；控制和協(xié)調(diào)全系統(tǒng)的正常工作。美國陸地衛(wèi)星控制中心位于東海岸馬里蘭州。法國SPOT衛(wèi)星的控制中心設在法國南部城市圖魯茲市郊國家空間研究中心。我國衛(wèi)星控制中心設在西昌地區(qū)。第33頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)跟蹤站跟蹤星體，不斷對星體進行觀測；將測得的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)及時提供給控制中心，以計算星體空間軌道及其變化，控制星體的運行；固定跟蹤站。流動跟蹤站。目前多配置GPS用戶終端。第34頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)地面接收站接收衛(wèi)星發(fā)送的遙感圖像信息及衛(wèi)星姿態(tài)、星歷參數(shù)等；將信息記錄在高密度數(shù)字磁帶上，然后送往數(shù)據(jù)處理中心；接收美國陸地衛(wèi)星的地面接收站，如表；我國衛(wèi)星遙感地面接收站在北京，可接收除新疆、西藏、云南部分地區(qū)以外的約80%地域的多波段掃描儀（MultispectralScanner，MSS）、專題成像儀（ThematicMapper，TM）圖像信息，如圖；我國空缺地帶可由泰國接收站彌補，如圖；第35頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)返回第36頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)北京接收站陸地衛(wèi)星圖像覆蓋范圍第37頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)泰國曼谷接收站陸地衛(wèi)星圖像覆蓋范圍第38頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心對地面接收站送來高密度數(shù)字磁帶進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，生產(chǎn)可供用戶使用的計算機兼容磁帶CCT(ComputerCompatibleTape)和70mm的膠片等。我國衛(wèi)星圖像接收站的數(shù)據(jù)處理中心設在北京，包括：計算機處理系統(tǒng)照相處理系統(tǒng)第39頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)遙感基礎研究中心對星體、傳感器、發(fā)射、測控、通訊等進行基礎研究；進行衛(wèi)星和航空遙感的模擬試驗；試驗遙感儀器設備的性能；研究地物的波譜特性；遙感圖像解譯理論和應用理論的研究。第40頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感圖像的處理

為了使得遙感圖像能夠符合人們的使用，通常需要對它進行各種處理：光學處理：用光學的方法處理遙感圖像，使其有用信息更加突出，更加適合判讀。糾正處理：主要是消除圖像的畸變，包括輻射糾正和幾何糾正。前者是由于太陽位置、大氣吸收和散射等引起；后者則是由于遙感平臺的速度、姿態(tài)、傳感器、地形起伏等引起，需要通過采集地面控制點進行糾正。增強處理：主要用于改善目視效果，使有用的信息更加突出。通常的方法包括對比度變換、空間濾波、彩色變換圖像運算和多光譜變換等。第41頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一1、遙感（RemoteSensing)

——遙感信息的獲取和監(jiān)測系統(tǒng)

多源信息的復合：將多種遙感平臺、多時相遙感數(shù)據(jù)之間以及遙感數(shù)據(jù)和非遙感數(shù)據(jù)之間的信息進行組合和匹配，使得復合后的圖像數(shù)據(jù)更加有利于綜合分析。圖像解譯：是從遙感圖像上獲得目標地物信息的過程。一般分為兩種：目視解譯，由專業(yè)人員通過直接觀察或借助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標地物信息。計算機解譯，以計算機系統(tǒng)為支撐環(huán)境，利用模式識別技術和人工智能技術，根據(jù)遙感圖像中目標地物的各種影像特征（顏色、形狀、紋理與空間位置），結(jié)合專家知識庫中對目標地物的解譯經(jīng)驗和規(guī)律等進行分析和推理，實現(xiàn)對遙感圖像的理解。第42頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）GPS的基本概念

GPS的系統(tǒng)組成

GPS的定位原理

GPS誤差和糾正其他衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)第43頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS的基本概念

全球定位系統(tǒng)（GPS）是利用衛(wèi)星進行點位測量和導航技術的一種，其全稱是導航衛(wèi)星測時和測距/全球定位系統(tǒng)（NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositionSystem）。它是由美國軍方組織研制建立，從1973年開始實施，到1994年完成，可實現(xiàn)地球上任何地方，任何時刻的自動定位。第44頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS的系統(tǒng)組成GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分——GPS衛(wèi)星星座地面控制部分——地面監(jiān)控系統(tǒng)用戶設備部分——GPS信號接收機第45頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一空間部分：衛(wèi)星分布

21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星；每4顆衛(wèi)星工作在同一軌道平面內(nèi)，24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面，彼此夾角為60；軌道平面相對于赤道的傾角為55；衛(wèi)星離地面高度20200km；

12恒星時(11hr58min2.05s)繞地球一周；地球上任何地方任何時刻同時可收到4顆以上GPS衛(wèi)星的信號。2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS的系統(tǒng)組成第46頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS的系統(tǒng)組成GPS衛(wèi)星分布第47頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS的系統(tǒng)組成空間部分：衛(wèi)星運行

每顆衛(wèi)星連續(xù)發(fā)射兩種頻率的電磁波

L1載波：f1=1575.42MHZ;1=19.0cmL2載波：f2=1227.60MHZ;2=24.4cm

每種載波有2類調(diào)制信號導航信號電文信號第48頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS的系統(tǒng)組成空間部分：衛(wèi)星運行——導航信號粗碼（C/A碼）：面向民間用戶

1ms重復一次，容易用來捕獲導航信號；僅調(diào)制在L1載波上；

f=1.023Mb/s;=300m;精度3m;

精碼（P碼）：面向美國軍方及其他特許部門

7天重復一次，不易捕獲；可用于精密定位；可調(diào)制在L1、L2上；

f=10.23Mb/s；=30m;精度0.3m;P碼和C/A碼用于實時測定衛(wèi)星和接收機的直接距離。第49頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS的系統(tǒng)組成空間部分：衛(wèi)星運行——電文信號同時調(diào)制L1和L2載波上；向用戶發(fā)播的電文信息包括：衛(wèi)星運行情況；確定C/A碼過渡到P碼時間同步用的交接碼；衛(wèi)星鐘修正和星歷參數(shù)；修正電離層傳播延遲用的參數(shù)；系統(tǒng)中所有其它衛(wèi)星的星歷表和歷書信息。第50頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS的系統(tǒng)組成地面控制部分負責衛(wèi)星控制、時間同步、衛(wèi)星的跟蹤和監(jiān)測。衛(wèi)星軌道控制向衛(wèi)星發(fā)送星歷

GPS的地面控制系統(tǒng)由位于美國科羅拉多的主控站、以及分布全球的三個注入站和五個監(jiān)測站組成。第51頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS的系統(tǒng)組成用戶部分天線接受機對天線接收的信號進行處理，獲取觀測值。微處理機

選擇合適的衛(wèi)星進行觀測，以獲得最佳幾何圖形；對觀測值進行對流層折射改正，電離層折射改正及其它改正；根據(jù)觀測值及衛(wèi)星星歷進行平差計算，求得用戶所需的三維坐標和速度等；對整個用戶設備進行控制、自檢核，并通過輸入輸出設備和操作人員保持聯(lián)系。輸入輸出設備第52頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS的定位原理GPS定位的基本原理是利用測距交會確定點位。D1D2D3準確位置一臺接收機同時獲得與四個以上的GPS衛(wèi)星之間的距離。若多于四個，則可優(yōu)選出四個進行計算。第53頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS誤差和糾正GPS接收機進行測距時，一般都采取被動式測距，即發(fā)射站（衛(wèi)星）精確地按規(guī)定瞬間發(fā)出信號，GPS接收機根據(jù)自己的時鐘記錄接收信號的時間，依據(jù)兩者之間的時間差，求出單程距離，由于包含時鐘誤差及大氣層延遲誤差，也稱偽距法。若不考慮時鐘誤差及大氣層延遲誤差，則GPS接收機與衛(wèi)星的距離為：R=C*t，此時定位精度太差；若考慮，則計算復雜，改正也有限。只用一個GPS接收機進行定位，稱為絕對GPS定位，其優(yōu)點是全球性、實時性，但精度有限，誤差難以消除。第54頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS誤差和糾正

除了存在測距誤差之外，美國國防部為了防止未經(jīng)許可的用戶將GPS用于軍事目的，還實施了各種技術對定位精度進行限制。首先就是用反電子欺騙技術（Anti-spoofing，AS）將P碼（精碼）進行加密，禁止一般用戶獲得；其次就是采取選擇可用性技術（SelectiveAvailability，SA），將C/A碼的定位精度從20m降低到100m。

1996年3月底，美國副總統(tǒng)戈爾宣告美國政府將對GPS政策進行重大改變，并同時宣布將繼續(xù)免收用戶直接費用而向用戶提供標準定位服務（StandardPositionService，SPS）和其他用于商業(yè)及和平目的定位服務。根據(jù)這一政策，預計將在2006年左右最終停止執(zhí)行SA政策，但事實上白宮已于2000年5月1日取消了SA政策。第55頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一2、GPS（GlobalPositionSystem）

——GPS誤差和糾正

雖然測距誤差和認為誤差給GPS的民用帶來