【文章內容簡介】 于科羅拉多斯普林斯附近的佛肯 (Falcon)空軍基地，其任 務是收集各監(jiān)控站發(fā)來的跟蹤數(shù)據，計算衛(wèi)星軌道和鐘差參數(shù)并發(fā)送至各注入站，轉發(fā)至各衛(wèi)星。主控站本身還是監(jiān)控站，另外可診斷衛(wèi)星的工作狀態(tài)，進行調整。 監(jiān)控站 共有 5 個，裝備有 P 碼接收機和精密銫鐘，對所接收到的衛(wèi)星進行連續(xù)的 P碼偽距跟 蹤測量，并將每隔 的觀測結果，借助電離層和氣象數(shù)據，采取平滑方法，獲得每 15min 的結果數(shù) 據，傳送到主控站。 注入站 共有 3 個，其主要功能是將主控站發(fā)送來的衛(wèi)星星歷和鐘差信息，每天一次注入到衛(wèi) 星上的存儲器中。即使注入站因故障無法注入新的數(shù)據，存儲器具備長達 14d 的預報能力，此時，定位 精密從 10m，左右逐漸遞減直至約 200m。 （ 3）用戶部分 GPS 信號接收機是 GPS 導航衛(wèi)星的用戶設備，是實現(xiàn) GPS 衛(wèi)星導航定位的終端儀器 ,GPS 信號接收機可以分成下列類型 : A．按工作原理分類 碼接收機、無碼接收機、集成接收機 。 B．按用途分類 測地型接收機、導航型接收機、定位型接收機 。 C．按所用 載波頻率多少分類 單頻接收機、雙頻接收機 。 D． DGPS 測量的接收機類型 內容 三、 GPS 定位系統(tǒng)的應用特點 GPS 定位技術的應用特點可歸納為以下幾點： (1)用途廣泛 用 GPS 信號可以進行?？諏Ш健④囕v引行、導航制導、精密定位、動態(tài)觀測、設備安裝、傳遞時 間、速度測量等。 (2)自動化程度高 GPS 定位技術減少了野外的時間和強度。用 GPS 接收機進行測量時，只要將天線準確地安置在測 站上，主機可安放在測站不遠處，亦可放在室內，通過通訊系統(tǒng)與天線連接，接通電源，啟動接收機，儀器便自動開始工作。 (3)觀測速度快 一個測站上可以同時觀測高達 58 顆。因此，用 GPS 接收機做靜態(tài)相對定位 (邊長小于15km)時， 采集數(shù)據的時間可縮短到 1h 左右，即可獲得基線向量，精度為 (5mm+1ppm)D(D河南工程學院畢業(yè)論文 7 表示兩個 GPS 接收機 間的距離 )。 (4)定位精度高 大量實驗表明， GPS 衛(wèi)星相對定位測量精度高，定位計算的內符合與外符合精度均符合 (5mm+1ppm)D 的標稱精度，二維平面位置都相當好，僅高差方面稍遜一些。用 GPS 相對定位結果，還可以推算出兩 測站的間距和方位角，精度也很好。 (5)經濟效益高 據某些國外大地測量實測資 料表明，用 GPS 定位技術建立大地控制網，要比常規(guī)大地測量技術節(jié) 省 70%80%的外業(yè)費用，這主要是因為 GPS 衛(wèi)星定位不要求站間通訊，不必建立大量費時、費力、費錢 的站標。 四、 GPS 定位系統(tǒng)的應用局限性 (1)信號遮擋 (2)信號干擾 (3)多路徑效應 第二節(jié) GIS 簡介 一、 GIS 概論 地理信息系統(tǒng) (Geographic Information System ，簡稱 GIS) 又稱空間信息系統(tǒng)(SpatialInformation System)， 是指由計算機系統(tǒng)、地理數(shù)據和用戶組成的，通過地理數(shù)據的集成、存 儲、檢索、操作和分析，生成并輸出各種地理信息，從而為土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、經濟建設、城市規(guī)劃以及政府各部門行政管理提供新的指示，為工程設計和規(guī)劃、管理決策服務 。 20 世紀 60 年代， 和 在不同地方、從不同角度提 出地理信息系統(tǒng)。三、四十年以來，地理信息系統(tǒng)已經得到了巨大發(fā)展， 20 世紀 90 年代己經進入了用戶時代。 并廣泛應用于政府國土、環(huán)境、人口等資源的調查統(tǒng)計、 分析、管理及決策 ，區(qū)域規(guī)劃管理和城市基礎設施管理，行業(yè)規(guī)劃管理，大型 工程規(guī)劃設計 ，市場分析 ，商業(yè)與服務業(yè)管理等方面。 未來地理信息系統(tǒng)將朝著數(shù)據標準化 (InteroperableGIS)、 數(shù)據多維化 (3Damp。4DGIS)、系統(tǒng)集成化 (ComponentGIS)、系統(tǒng)智能化 (CyberGIS)、平臺網絡化 (WebGIS)和應用社會化 (數(shù)字地球 DigitalEarth)的方向發(fā)展。 二、 GIS 的應用 目前從全球統(tǒng)計看，地理信息 系統(tǒng) 已成功地應用到了包括資源管理、自動制圖、設施管理、城市和區(qū)域的規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運輸、石油和天然氣、教育、軍事等九河南工程學院畢業(yè)論文 8 大類別的一百多個領域。在美國及發(fā)達國家， 地理信息系統(tǒng)的應用遍及環(huán)境保護、資源保護、城市規(guī)劃建設、政府管理等眾多領域。 從我國應用情況看，地理信息系統(tǒng)已在資源開發(fā)、環(huán)境保護、城市規(guī)劃建設、土地管理、能源、通信、地圖測繪、林業(yè)、自然災害的監(jiān)測與評估、石油與天然氣、軍事、運輸與導航、 公共汽車調度等方面得到了具體應用， 并取得良好的經濟效益和社會效益。 隨著信息技術的發(fā)展和 GIS 理論、技術方法的進步， GIS 的應用早已滲透到日常生活的許多方面。 可以說，只要研究對象或多或少與三維空間有關，就可以利用地理信息系統(tǒng)去解決相關問題。 第三節(jié) RS 簡介 一、 RS 概 論 “遙感” (Remote Sensing)，即 “遙遠的感知 ”,是一種遠距離不直接接觸物體 而取得其信息的探測技術 ,“遙感 ”一詞的提出者 ELPruitt 把遙感定義為 “以攝影 方式或以非攝影方式獲得被探測目標的圖像或數(shù)據的技術 ”。我國遙感界泰斗陳述彭 先生認為 :廣義而言，遙感泛指各種非接觸的遠距離的探測技術 ； 狹義而言，遙感主 要是指從遠距離、高空，以至外層空間的平臺上，利用可見光、紅外、微波等探測儀器，通過攝影或掃描、信息感應、傳輸和處理，從而識別地面物質的性質和運動狀態(tài)的現(xiàn)代化技術系統(tǒng)。 遙感是 20 世紀 60 年代 興起并迅速發(fā)展起來的一門綜合性探測技術，它是在航空 攝影測量的基礎上，隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，以及地學、環(huán)境科學等學科發(fā)展的需要，形成的一門新興技術學科?，F(xiàn)代遙感技術是通過多光譜攝影及時獲取豐富信息 ，主要表現(xiàn)在它的多傳感器、高分辨率和多時相特征。遙感技術的總體發(fā)展趨勢是提高遙感器的分辨率和綜合利用信息的能力，開發(fā)研制先進遙感器、信息傳輸和處理設備，以實現(xiàn)遙感系統(tǒng)全天候工作和實時獲取信息和增強遙感系統(tǒng)的抗干擾能力。 遙感已經是一門應用性很強的學科并以其宏觀、綜合、快速的優(yōu)點，在全世界范圍內己經廣泛應用于土地資源 調查、監(jiān)測與更新 、 植被資源調查、農作物估產、地質調查、城市遙感調查、測繪 、環(huán)境監(jiān)測和規(guī)劃管理等各個方面。 二、 RS 在土地變更調查中的應用 隨著遙感技術的進步 和發(fā)展，遙感信息源已經向全天候、超光譜、高時空分辨率和短周期趨勢 發(fā)展。由于 SPOT、 LANDSAT 等衛(wèi)星數(shù)的增加，大大縮短了數(shù)據的獲取周期，同時商業(yè)遙感數(shù)據的空間分辨 率不斷的提高，如 SPOT5 、 IKONOS 1m 等，其中 SPOT5 為 1:1 萬土 地利用現(xiàn)狀圖的更新提供可靠的數(shù)據源。 河南工程學院畢業(yè)論文 9 的 SPOT5 數(shù)據能夠細致表達地面房屋總體形狀、樹 林、草地，并反映細部特征 ，可以對建 筑物的功能用途進行目視判讀解譯，對地表植被屬性定位、定性分析，準確量測形狀和面積，分類能力可以達到土地利用部分三級類。 航空像片的分辨能力在幾個厘米到十幾、幾十厘米范圍，能滿足國家基本地形圖的測繪、 DOM 的 制作，滿足地籍管理用圖需要，精確細致表達建筑物表面，顯示電線、柵欄、臺階等地物，分類能力可以達到土地利用大部分三級類。 河南工程學院畢業(yè)論文 10 第三章 “ 3S” 集成技術 第一節(jié) “ 3S”集成技術簡述 “ 3S”是一種充分利用各自的技術特點， 快速準確而又經濟地為人們提供所需要的相 關信息的新技術?！?3S”技術是 GPS、 GIS、 RS 的統(tǒng)稱。 而集成 (Integration)的概念始于 1961年的集成電路，其主要思想是降低各種組成部分連接的復雜性，提高設計和實現(xiàn)效率。集成的核心思想在于組成各部分之間的有機結合，將分散的子系統(tǒng)集合成為一個整體，以取得系統(tǒng)的協(xié)同效益。集成思想在各個科研和生產領域發(fā)揮了重要的作用。 隨著科學技術的發(fā)展， “3S”以其各 自的技術特點日趨緊密結合，應用于資源與環(huán)境動態(tài)監(jiān)測與趨勢預報、重大自然災害監(jiān)測與預警以及災情評估與減災對策的制定 、城市及經濟開發(fā)區(qū)的規(guī)劃、開發(fā)與管理等方面。 一、 RS 與 GIS 的 集成應用 GIS 中的數(shù)據包括 :(1)地理背景信息 :(2)資源與環(huán)境數(shù)據 :(3)社會經濟信息。 GIS 不僅是現(xiàn) 代化管理的重要手段，而且是遙感圖像處理和應用的技術支撐，如遙感圖像的幾何配準，專題要素的演變分析，圖表輸出等。 RS 圖像則是 GIS 的重要信息源，如象 GIS 提供最現(xiàn)實的基礎信息，利用遙感立 體圖像可自動生成 DEM，為 GIS 提供地形信息。通過數(shù)字圖像處理，模式識別等技術，對航天遙感數(shù)據 進行專題制圖，以獲取專題要素的基本圖形 (點、線、面 )數(shù)據及屬性 信息，為 GIS 提供圖形信息。 RS 與 GIS 內在的緊密關系，決定了兩者發(fā)展的必然結合。這種結合現(xiàn)在主要應用在地形測繪 /DEM 數(shù)據自動提取、制圖特征提取、提高空間分辨率和城市與區(qū)域規(guī)劃及變化檢測等方面。 二、 RS 與 GPS 的 集成 應用 GPS 具有快速、實時地確定任一地面目標點空間坐標的特點。 RS 與 GPS 的結合，將大大減少遙感 圖像處理所需要的地面控制點，并且可實時獲取數(shù)據、實時進行處理，使遙感圖像的應用信息直接進入 GIS 系統(tǒng)，為 GIS數(shù)據提供新的數(shù)據來源，由此可加速新一代遙感應用技術系統(tǒng)的自動化進程以及作業(yè) 流程和處 理技術的變革。 目前， RS 與 GPS 的結合主要應用于地形復雜的地區(qū)制圖、地質勘探、考古、導航、環(huán)境 土地 動態(tài)監(jiān)測 以及軍事偵察和指揮等方面。 三、 “3S”集成技術 的綜合應用 “ 3S”技術為科學研究、政府管理、社會生產提供了新一代的觀測手段、描述語言和思維工具?！?3S”的結合應用，取長補短，是一個自然的發(fā)展趨勢，三者之間的相互作用形成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即 RS、 GPS、向 GIS 提供或更新區(qū)域信息以及空間定位， GIS 進行相應的空間分析，并從 RS 和 GPS 提供的海量的數(shù)據中提取有用的信息，河南工程學院畢業(yè)論文 11 進行綜合集成，使之 成為決策的科學依據。 三者之間的相互作用關系如圖 3 所示。 提供及更新 提供位置信息 區(qū)域信息 顯示及更新 提供信息源 空間信息 高精度的 GPS 信息作為 RS 信息的補充 圖 3 “ 3S”之間的相互作用關系 目前， “ 3S” 技術的綜合集成研究經歷了從低級向高級發(fā)展和完善的過程，其低級階段，是系統(tǒng)之間相互調用一 些功能；高級階段則是共同作 用，形成有機的一體化系統(tǒng)，以快速準確 獲取定位的實時信息，對數(shù)據進行動態(tài)變更，實時分析和查詢。 GPS、 GIS、 RS 技術的整體集成，無疑是人們追求的目標， 這種集成系統(tǒng)形成了綜合的、完整的對地觀測系統(tǒng)，不僅能自動、實時的采集、處理和更新數(shù)據，而且能智能式的分析和運用這些數(shù)據，為各種應用科學的決策咨詢，并能解決 用戶 可能提供的各種復雜問題。 第二節(jié) 基站接收程序 設計 GPS 定位數(shù)據中包含有誤差，為了消除各種誤差，通過采用差分 GPS 方法來得到地面點的坐標， 因此需要保存基站所接收的 GPS 電文。 由于基站電文的質量直接影 響 GPS 事后差分的數(shù)據精度，而且基站一般需要連續(xù)工作幾個小時， 安全可靠的保存基站的電文非常的重要。 圖