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全球定位系統(tǒng)

1、什么是全球定位系統(tǒng)?

全球定位系統(tǒng)是由一系列衛(wèi)星隨時提供高精度的世界范圍的定位和導(dǎo)航信息。準(zhǔn)確地說，它是由24顆沿距地球12000公里高　數(shù)字地圖是紙制的地圖的數(shù)字存在和數(shù)字表現(xiàn)形式，是在一定坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)具有確定的坐標(biāo)和屬性的地面要素和現(xiàn)象的離散數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)可識別的可存儲介質(zhì)上概括的、有序的集合。在計(jì)算機(jī)技術(shù)地理信息系統(tǒng)簡稱GIS(Geographical Information System)。它是六十年代開始迅速發(fā)展起來的地理學(xué)研究技術(shù)，是多種大地基準(zhǔn)是建立國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)和推算國家大地控制網(wǎng)中各點(diǎn)大地坐標(biāo)的基本依據(jù)，它包括一組大地測量參數(shù)和一組起算數(shù)據(jù)，其中，大地測量參數(shù)主要包括作為建立大地坐標(biāo)系依據(jù)的地球橢球的四個重力基準(zhǔn)是指絕對重力值已知的重力點(diǎn)，作為相對重力測量(兩點(diǎn)間重力差的重力測量)的起始點(diǎn)。

世界公認(rèn)的起始重力點(diǎn)稱為GIS國際重力基準(zhǔn)。各國進(jìn)行重力測量時都盡量與國際重力基準(zhǔn)相聯(lián)系，以檢驗(yàn)其重力測量的精度并保證測量成果的統(tǒng)一。國際通用的重力基準(zhǔn)有1909年波茨坦重力測量基準(zhǔn)和1971年的國際重力基準(zhǔn)網(wǎng)(IGSN——71)。

中國于1956~1957年建立了全國范圍的第一個國家重力基準(zhǔn)，稱為1957年國家重力基本網(wǎng)，該網(wǎng)由21個基本點(diǎn)和82個一等點(diǎn)組成。1985年，中國重新建立了國家重力基準(zhǔn)。它由6個基準(zhǔn)重力點(diǎn)，46個基本重力點(diǎn)和5個因點(diǎn)組成，稱為1985年國家重力基本網(wǎng)。常數(shù)，即地球橢球赤道半徑啊，地心引力常數(shù)GM，帶球諧系數(shù)J2(由此導(dǎo)出橢球扁率f)和地球自轉(zhuǎn)角度w，以及用以確定大地坐標(biāo)系統(tǒng)和大地控制網(wǎng)長度基準(zhǔn)的真空光速c;而一組起算數(shù)據(jù)是指國家大地控制網(wǎng)起算點(diǎn)(成為大地原點(diǎn))的大地經(jīng)度、大地緯度、大地高程和至想鄰點(diǎn)方向的大地方位角。學(xué)科交叉的產(chǎn)物。地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)，具有以下三個方面的特征：

①具有采集、管理、分析和輸出多種地理實(shí)間信息的能力，具有空間性和動態(tài)性;

②以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有區(qū)域空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預(yù)測能力，產(chǎn)生高層次的地理信息;

③由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計(jì)算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)。

地理信息系統(tǒng)從外部來看，它表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng);而其內(nèi)涵是由計(jì)算機(jī)程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統(tǒng)。

系統(tǒng)實(shí)施和系統(tǒng)評價(jià)

地理信息系統(tǒng)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系和信息科學(xué)高度發(fā)展的當(dāng)今，僅靠紙制的地圖和一些零散的數(shù)字地圖提供信息以無法滿足需要，取而代之的是在飛機(jī)、艦船導(dǎo)航、新武器制導(dǎo)、衛(wèi)星運(yùn)行測控和部隊(duì)快速反應(yīng)、軍事指揮自動化以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個行業(yè)中應(yīng)用的，基于區(qū)域性或全國性的數(shù)字地圖及各種各樣的地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。這些系統(tǒng)共同的特點(diǎn)是：信息豐富多樣，提供信息正確及時，修改、檢索、傳輸信息方便快速，并可以對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析操作，最后輸出人們關(guān)注的專題信息。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用和信息系統(tǒng)的建立使傳統(tǒng)的紙制地圖的應(yīng)用發(fā)生了質(zhì)的飛躍，也為地圖產(chǎn)品開辟了一個新的應(yīng)用天地。但要建立一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或者地理信息系統(tǒng)首要解決的問題是地圖信息的獲取即數(shù)字地圖的生產(chǎn)問題。度的軌道運(yùn)行的NAVSTAR GPS衛(wèi)星組成，不停地發(fā)送回精確的時間和它們的位置。 GPS接收器同時收聽3~12顆衛(wèi)星的信號，從而判斷地面上或接近地面的物體的位置，還有它們的移動速度和方向等。

GPS接收器利用GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號確定衛(wèi)星在太空中的位置，并根據(jù)無線電波傳送的時間來計(jì)算它們間的距離。等計(jì)算出至少3~4個衛(wèi)星的相對位置后，GPS接收器就可以用三角學(xué)來算出自己的位置。

2、全球定位系統(tǒng)的精度?

能盡管擁有高精度的原子鐘，定位過程中仍舊潛伏著一些誤差。( SA)是美國國防部為非軍方GPS用戶提供的程序，出于安全方面的考慮，它把定位精度略微降低了一些。當(dāng)SA起作用時，你的定位的精度在50m~100m之間。即使沒有SA，其他一些誤差也是要考慮的。最明顯的誤差是由于地球電離層的變化引起的，它們對GPS的無線電波的速度有影響。另外一個引起誤差的原因是大氣中的水蒸汽。不過這些誤差都是極小的。目前GPS的精度也可通過DGPS的功能來提高。

3、全球定位系統(tǒng)的用途

軍事上GPS主要用來確定并跟蹤在野外行進(jìn)中的士兵和裝備的坐標(biāo)，給海中的軍艦導(dǎo)航，為軍用飛機(jī)提供位置和導(dǎo)航信息等。

商業(yè)領(lǐng)域GPS主要用在勘測制圖，航空、航海導(dǎo)航，車輛追蹤系統(tǒng)，移動計(jì)算機(jī)和蜂窩電話平臺等方面。

勘測制圖由一系列的定位系統(tǒng)組成，一般都要求特殊的GPS設(shè)備。在勘測方面的應(yīng)用有：結(jié)構(gòu)和工程勘測、道路測量和地質(zhì)研究。收集到的數(shù)據(jù)可以以后再估算，也可以在野外實(shí)時使用。制圖過程中使用大量的GIS數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，還有紙質(zhì)地圖的數(shù)據(jù)。 許多商業(yè)和政府機(jī)構(gòu)使用GPS設(shè)備來跟蹤他們的車輛位置，這一般需要借助無線通信技術(shù)。一些GPS接收器集成了收音機(jī)、無線電話和移動數(shù)據(jù)終端來適應(yīng)車隊(duì)管理的需要。

消費(fèi)類GPS手持機(jī)的價(jià)格從幾百元到幾千元不等，它們基本上都有12個并行通道和數(shù)據(jù)功能。有些甚至能與便攜電腦相連，可以上傳/下載GPS信息，并且使用精確到街道級的地圖軟件，可以在PC的屏幕上實(shí)時跟蹤你的位置或自動導(dǎo)航。

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