1、本章要點： （1）全球定位系統(tǒng)及其定位原理 （2）GPS應(yīng)用 （3）遙感（RS）技術(shù)基本原理 （4）RS應(yīng)用 （5）攝影測量基本原理 （6）地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用,9. 3S技術(shù),1.GPS定位系統(tǒng)：美國，共24顆衛(wèi)星 1973年12月1978年2，發(fā)射第一顆試驗衛(wèi)星 1978年2月1989年2月，發(fā)射第一顆工作衛(wèi)星 1989年2月1995年4月，實現(xiàn)全天候?qū)Ш?、定位和定時（第一代） 覆蓋范圍：全球，目前民用服務(wù)全球免費 定位精度： 1）單點定位：1015米 2）靜態(tài)相對定位：10-610-7,9.1 當(dāng)前全球定位系統(tǒng)的發(fā)展概況,2. GLONASS定位系統(tǒng)：前蘇聯(lián) 組成：21顆工作衛(wèi)星及3顆備

2、用衛(wèi)星（現(xiàn)17顆） 分布：3個軌道平面內(nèi) 研究時間：1982年開始研究，計劃2009年完成 覆蓋范圍：全球（2007年底覆蓋全俄羅斯） 定位精度：約1米 3. Galileo（伽利略）導(dǎo)航系統(tǒng)：歐盟 組成：27顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星 分布：3個軌道平面 籌建時間：2002年，計劃于2011年建成 覆蓋范圍：全球 定位精度：1米之內(nèi),4. 北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)：中國 1983年提出創(chuàng)建北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)，2000年10月及12月相繼發(fā)射兩棵衛(wèi)星，目前共有4顆。覆蓋范圍：中國及周邊國家及地區(qū) 定位精度：10米 功能：快速實時定位（精度與GPS相當(dāng)），簡短通信（可一次傳送120個漢字短文），精密授時（可

3、提供20ns的時間同步精度） 目前，日本、印度也在追求發(fā)展獨立的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。以色列、烏克蘭等國加入了伽利略的研究計劃。,衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的用途： 海空導(dǎo)航、車輛引行、導(dǎo)彈制導(dǎo)、精密定位、工程測量、動態(tài)觀測、設(shè)備安裝、時間傳遞、速度測量等,9.2.1 GPS技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成 1. 空間部分：衛(wèi)星 2. 用戶部分：GPS接收機,9.2 GPS技術(shù),3. 地面控制站（主控站、監(jiān)控站及注入站）,衛(wèi)星,9.2.2 GPS工作流程,9.2.3 GPS定位原理 1. 定位原理： 靜態(tài)定位-待定點在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的位置被認(rèn)為是固定不動的定位方法 動態(tài)定位-用戶接收天線處在運動狀態(tài)，則 確定運動中的點的位置成

4、為動態(tài)定位 絕對定位-測定待定點在協(xié)議地球坐標(biāo)系中 的絕對位置，又稱單點定位 相對定位-選擇地面某個固定點作為參考點，測定另一個點相對參考點的位置稱為相對定位,2. 常用定位方法 （1）靜態(tài)絕對定位： 空間距離交會（四距離交會） 觀測量：GPS衛(wèi)星與用戶 接收天線之間的距離 特點：只用一臺接收機， 速度快，靈活方便， 無多值性問題 不足：精度差,（2）靜態(tài)相對定位： 同步觀測量求差確定相對位置 觀測量：載波相位 優(yōu) 點：定位精度高，目前可達2mm 不 足：定位觀測時間長，同步觀測4顆衛(wèi)星需要0.53h或更長,（3）實時差分（RTK）定位： 應(yīng)用帶實時差分功能的GPS接收機進行實時觀測定位 基準(zhǔn)

5、站：放置于已知點，目的獲取改正量，通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)布 數(shù)據(jù)鏈：接收來自 基站的數(shù)據(jù)并向 周圍發(fā)布 移動站：接收GPS 衛(wèi)星信號及基站 信號，共同處理 消除鐘差及折射 誤差。,9.2.4 GPS技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用 1. 在控制測量中的應(yīng)用 （1）建立新的地面控制網(wǎng)(點)；檢核和改善已有地面網(wǎng)；對已有的地面網(wǎng)進行加密等。 （2）在航空攝影測量中，利用GPS可以測定機載傳感器的坐標(biāo)和定向。 2在地形測繪及道路縱剖面測量中的應(yīng)用 利用GPS RTK結(jié)合全站儀在地形復(fù)雜的地段進行地形測量以及進行長距離的道路中線測量可以加快工作進度、提高工作效率,3在工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用 GPS可以監(jiān)測大型建筑物變形、大

6、壩變形、城市地面及資源開發(fā)區(qū)地面的沉降、滑波、山崩、火山爆發(fā)；監(jiān)測地殼變形，為地震預(yù)報提供具體數(shù)據(jù)。 4在海洋測繪中的應(yīng)用 島嶼間的聯(lián)測，大陸架控制測量，淺灘測量，浮標(biāo)測量，港口、碼頭測量，海洋鉆井平臺定位以及海底地形、海洋區(qū)的地球重力場測量。,9.3.1 概述 遙感技術(shù)：不直接接觸遠處被測物體，使用現(xiàn)代化的電子和光學(xué)儀器（遙感器）感測物體輻射和反射的電磁波信號，經(jīng)加工處理，從而提取對了解物體或現(xiàn)象有用的信息，以達到識別物體的目的。 物體基礎(chǔ)：物體具有輻射和 反射電磁波的特性，輻射或 反射強度與物體內(nèi)部原子結(jié) 構(gòu)和物體的物理特性有關(guān)， 并隨波長變化,9.3 遙感技術(shù),9.3.2 遙感分類 （3

7、）按應(yīng)用領(lǐng)域劃分： 1）地球資源遙感技術(shù) 2）環(huán)境遙感技術(shù) 3）氣象遙感技術(shù) 4）海洋遙感技術(shù)。 （4）按使用的運載工具劃分： 1）航天遙感技術(shù)（高度在500KM900KM） 2）航空遙感技術(shù)（高度在3000M5000M） 3）地面遙感技術(shù),9.3.3 遙感技術(shù)應(yīng)用 （1）在測圖方面 編制各種類型的地圖，包括地形圖和各種專題地圖。更新各種小比例尺的地形圖 （2）在環(huán)保方面 了解高原、高山、高寒地區(qū)及沙漠等很難到達區(qū)域的江、河、湖、海位置和數(shù)量，以及水質(zhì)和水量等。 （3） 在水利方面 調(diào)查洪水淹沒范圍，記錄洪水發(fā)展過程。分析了解冰雪地區(qū)冰雪融化情況，預(yù)報融雪洪水。,（4）在地質(zhì)方面 為地質(zhì)填圖提

8、供資料；找出潛在的礦區(qū)；確定大斷層，從而確定地震的震中 （5）在農(nóng)林業(yè)利用方面 確定農(nóng)作物受凍、病蟲害情況，土地利用調(diào)查，判定森林病蟲害，估計砍伐木材體積和更新的面積。 （7）在城市建筑方面 提供地理信息和城市發(fā)展的分析資料。,神五拍下的地球,汶川地震航遙圖-1,成都地區(qū)圖像,汶川地震航遙圖-2,汶川地震航遙圖-3,衛(wèi)星遙感圖中的廈門島,定義：攝影測量是一門通過對非接觸傳感系統(tǒng)所產(chǎn)生的影像及其數(shù)字描述進行記錄、量測和判釋的過程，來獲取目標(biāo)及其環(huán)境的可靠信息的工藝科學(xué)和技術(shù)。 9.4.1 攝影測量的分類 按距離遠近劃分： （1）航天攝影測量（2）航空攝影測量 （3）地面攝影測量（4）近景攝影測量

9、 （5）顯微攝影測量 按用途劃分： （1） 地形攝影測量 （2）非地形攝影測量,9.4 攝影測量,9.4.2 地形攝影測量學(xué)的任務(wù) 測繪各種比例尺地形圖，建立地形數(shù)據(jù)庫，并為各種地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。,9.4.3 航空攝影的工作方法,航空攝影照片（不同土地利用攝影圖片）,航空攝影照片（城區(qū)攝影圖片）,航空攝影照片（河流地貌攝影圖片）,航空攝影照片判讀,地理信息是加拿大測量學(xué)家RFTomlinson l963年提出的。在計算機軟件和硬件支持下，以一定的格式輸入、存儲、檢索、顯示、繪制和綜合分析應(yīng)用地理信息的技術(shù)系統(tǒng)。 地理信息系統(tǒng)(Geographic information

10、System，簡稱GIS),9.5 地理信息系統(tǒng),9.5.1 地理信息系統(tǒng)的幾個特征 1. 理論與技術(shù)支持 理論支持：地理學(xué)及測繪學(xué) 技術(shù)支持：計算機科學(xué)和信息科學(xué) 2. 操作對象 空間數(shù)據(jù)，包括地理實體位置、拓?fù)潢P(guān)系以及相關(guān)的屬性關(guān)系數(shù)據(jù) 3. 主要功能 （1） 空間分析能力 （2）實體表達能力,9.5.2地理信息系統(tǒng)的組成 1. 數(shù)據(jù) （1） 空間型(位置)數(shù)據(jù)， （2）屬性數(shù)據(jù) 2. 硬件：各種檔次的計算機及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 3. 軟件 用于數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)編輯、存儲、管理、分析應(yīng)用和結(jié)果顯示等多種基本功能。 4. 定制 制定一些處理某些典型問題的步驟和方法 5. 人才 掌握GIS的基本知識、熟悉使用的設(shè)備、熟悉分析問題的模型,9.5.5 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 （1）環(huán)境保護、管理、分析與評價； （2）資