全球定位系统及其应用综述
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GPS定位系统在水利工程中的方位指导作用摘要:水利工程的建设离不开地理信息系统的精准支撑,而gps 技术是地理信息系统建模的基础,其对于水利工程具有准确的方位指导功能。
本文谈及gps技术概述及其在水利工程中的重要应用,为进一步开发gps在水利工程建设方面的作用提供参考。
关键词:gps;定位系统;水利工程;方位中图分类号:x22文献标识码:a1gps技术概述水利资源是大自然赋予人类的宝贵资源,而水利水电建设事业与其所处的地理环境密不可分[1]。
精确掌握工程地所处环境的地理信息,对水利水电工程建设的方位提供精准的信息支持和方位指导作用,以此来确保水利水电工程的高效性、科学性和安全性具有举足轻重的作用。
众所周知,工程在规划(搜集区域地形地貌等信息数据,结合地理信息系统分析数据,进而辅助工程的选址、布置及施工方案)、设计(利用地理信息系统建模,对大坝选址、建设进行计算机模拟,并对水库蓄水量、防洪能力和调水能力等指标进行反复可行性分析)、施工(利用三维功能构建工程立体模型以多角度显示工程的设计参数指导施工)及运行管理阶段(利用变形监测数据处理软件实时、动态监测以避免地质灾害的发生)无时无刻离不开地理信息系统,而该系统构建的基础就是全球定位系统(global positioning system ,gps)。
gps是无线式、被动导航系统,是美国国防部于1973 年所筹建的全球定位系统,至1994 年24颗卫星全部投入使用(由21颗卫星和3颗备用卫星所组成,均匀分布在6个轨道面上,距地面高度约20 000km,轨道面倾角为55°,轨道扁心率接近0,运行周期为12h,可以说在地球上任何时间和地点均可观测4~9颗卫星[2])。
gps以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高[3]等优势广泛被水利水电等设计部门所青睐。
2gps在水利工程中的应用2.1动态水压监测大坝变形的外力通常源于水压,其对水库的安全构成隐患,因此对大坝变形进行精密、连续监测是后续项目管理的重要环节,而利用gps 技术对大坝进行测量可获悉令人满意的结果。
3S技术的现状与发展展望摘要:3S 技术是遥感技术(Remote sensing,RS)、地理信息系统(Geographyinformationsystems,GIS)和全球定位系统(Globalpositioning systems,GPS)的统称,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
本文就“3S”的现状与未来发展趋势作了阐述,并尝试分析如何在机电工程中发挥“3S”技术的最大功用。
关键词: 3S; GPS; GIS; RS; 发展; 趋势;一体化引言经过近四十年的发展,卫星遥感技术应用的范畴已经从当初的单一遥感技术发展到今天包括遥感(RS)、地理信息系统(GIS),全球定位系统(GPS)等技术在内的空间信息技术(即“3S”技术),在工业、农业、国防、交通、环保等众多领域得到广泛应用, 并且不断拓展应用范围, 取得了巨大的社会效益和经济效益,使社会可持续发展和经济增长方式发生了深刻的变化,其发展与应用水平业已成为一个国家综合国力评价的重要标志之一。
“3S”(RS、GIS、GPS)常常集成为一个综合的应用系统, GPS 进行实时定位, RS 进行数据采集更新, GIS 进行空间分析和综合处理等。
其实三者既相对独立, 又密切关联,是当前IT 界及相关应用行业的热门技术之一。
“3S”作为空间信息技术的代名词, 包含了卫星通信、航天航空遥感、卫星定位技术和地理信息系统技术等专业领域, 是当前人类快速获取大区域地球动态和定位信息的唯一手段。
“3S”的应用改变人类观测地球和信息处理的方式, 极大的开拓了人类的视野, 极大增强了人类认识世界的能力, 对21 世纪人类的世界观和生活、生产以及信息交流方式将产生深远的影响。
3S 基本概念1.1 RSRS( Remote Sensing ) 即遥感,是指从高空或外层空间接收来自地球表层各类地物的电磁波信息,并通过对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理,从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术。
浅析探究中国GPS导航与外国GPS导航各自的优势及差异【摘要】从全球定位系统诞生之时起,随着全球经济文化的进步,GPS系统在当代人们的生活中起到的作用变得越来越重要。
不管是在汽车导航、航空导航、科学研究还是现代军事作战中,GPS其广泛而深入的可应用能力越来越受到各国政府的高度重视。
随着美国GPS系统的完成,欧盟、俄罗斯、中国等GPS导航系统的建立,全球开始进入全球卫星定位系统高速发展的时代。
本文从中国GPS 导航与外国GPS导航的优势对比入手,简明阐述分析了中国与各国在GPS导航上各自的特点及差异。
【关键词】中国;外国;GPS;全球定位系统;优势;差异一、全球定位系统的发展及基本工作原理(一)、全球定位系统的诞生和发展最早期的卫星定位系统是美国和前苏联两国以多普勒原理建成了两个类似的初级卫星导航系统。
1964年,美军正式投入使用了第一代的卫星定位导航系统——子午仪卫星定位系统,这种系统为后来美国GPS的研制提供了宝贵的经验,并验证了由卫星系统进行定位的可行性。
而前苏联于1979年建成自己的第一代卫星定位导航系统——圣卡达。
之后,美国和前苏联两国以RNSS原理相继建成了第二代卫星无线电导航系统。
1973年,美国国防部正式提出了GPS全球卫星导航系统,宣告了全球定位系统的诞生。
经过之后的20余年的研究实验,美国在1994年实现了全球24颗GPS卫星星座的布设。
美国的全球定位系统终于在1995年正式投入运行。
前苏联于20世纪70年代提出并开始建设“格洛纳斯”卫星导航系统。
在1990年苏联解体后,俄罗斯继承并继续了“格洛纳斯”的建设工作。
1995年12月,“格洛纳斯”星座布设完毕。
在此之后,各国开始竞相提出自己的全球卫星导航定位系统,全球卫星导航定位系统开始蓬勃发展。
(二)、全球定位系统的基本工作原理通过测量已确定位置的GPS卫星到用户接收机之间的距离,再进行多颗GPS 卫星数据的综合分析,就可在一定精度范围内确定用户接收机的位置。
CORS原理及应用摘要:连续运行卫星定位综合服务系统(CORS)是“空间数据基础设施”最为重要的组成部分,它可以获取空间的位置、时间信息以及相关的动态变化。
CORS实现了了多元化服务模式,广泛的应用于各行各业与空间定位有关的工作中。
本文主要阐述了CORS的原理及其在各领域的应用,利用单站CORS系统对学校GPS控制点进行精度测试,总结CORS的优缺点,分析其发展趋势。
关键词: CORS;全球卫星定位系统(GPS);RTKAbstract:This paper studies static GPS-related content knowledge, first introduced the study of the status quo at home and abroad, but also the basic principles of GPS static GPS data processing and a detailed understanding of, and then works through two known points on the number of different static GPS data processing conducted a detailed comparison of the results and analyze the reasons.With the GPS technology to the development of static, a different number of known points in the project application will be more and more, GPS technology will become more perfect static.Keywords: CORS;Global Position System(GPS);RTK中图分类号:P228.1文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)04-0020-020 前言人类活动中有80%的内容与空间位置相关,空间数据基础设施是信息社会、知识经济时代重要的设施。
跨视角图像地理定位方法综述目录1. 内容描述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 文献综述与研究方法 (5)2. 跨视角图像处理基础 (6)2.1 图像采集与传感器技术 (7)2.2 图像数据预处理 (9)2.3 跨视角融合技术概述 (11)3. 地理定位方法介绍 (12)4. 跨视角图像几何校准 (14)4.1 校准方法概述 (15)4.2 基于图像配准的校准技术 (16)4.2.1 刚体变换 (18)4.2.2 非刚体变换 (19)4.3 基于有一个已知参照点校准技术 (21)5. 地理定位算法 (22)5.1 基于Opsencv的地理定位算法 (24)5.2 利用机器学习的地理定位方法 (25)5.3 其他地理定位算法案例 (27)6. 实验与结果分析 (28)6.1 实验设计与数据集 (29)6.2 实验结果与分析 (31)6.2.1 定位精度测试 (32)6.2.2 算法稳定性测试 (33)7. 总结与展望 (34)7.1 主要研究成果综述 (35)7.2 存在的问题与挑战 (36)7.3 未来研究方向 (37)1. 内容描述在现代信息技术日新月异的时代,地理信息系统(GIS)和遥感技术的应用愈发广泛,尤其在摄影测量、遥感技术成像等领域发挥着重要作用。
这些技术的发展,促进了跨视角图像应用领域的蓬勃兴起。
本文旨在对跨视角图像的地理定位方法进行全面的梳理与评述。
本段落主要描述跨视角图像地理定位方法的基本概念、发展历程及其重要意义。
跨视角图像定位问题可定义为:在三维世界空间中,如何利用不同摄影或成像视角获取的图像信息,精确地确定物体或场景的地理坐标或位置。
跨视角定位方法能够突破传统单视角定位的限制,提供更为丰富和鲁棒的空间信息获取手段,这在像城市建模、农业监控、环境监测等众多领域有着广泛应用。
随着计算机技术、摄影测量技术以及移动设备的发展,跨视角定位的实现从仅限于航空摄影测量与印刷,逐步扩展到无人机航拍、多传感器数据融合以及三维激光扫描等先进技术融合应用上,使得跨视角图像的采集成本降低、操作便利性提高。
定位理论国内研究综述【摘要】定位的概念最初由艾?里斯和杰克?特劳特提出并得到普及。
1991年《广告攻心战略——品牌定位》被引进中国,此后,定位理论在中国的影响力日益加强。
本文总结了国内关于定位理论的研究及实践,最后提出定位理论进一步发展和完善的研究方向。
【关键词】定位市场营销品牌 20世纪70年代初,在继承罗瑟?瑞夫斯(Rosser Reeves)的USP理论的基础上,艾?里斯(Al Ries)和杰克? 特劳特(Jack Trout)提出的具有里程碑意义的定位理论,使营销理论由传统走向现代,开创了一种新的营销思维模式。
定位是你对未来的潜在顾客的心智所下的功夫,也就是把产品定位在你未来潜在顾客的心中。
定位是对大脑的定位,不是对产品的定位,市场营销的最终战场是大脑。
定位就是让品牌在顾客的心智阶梯中占据最有利位置,使品牌围成某个类别或者某种特性的代表品牌,当顾客产生相关需求时,便会将该品牌作为首选。
企业应该将经营焦点聚集在品牌在顾客的心智阶梯中占据最有利位置,而不是实行多元化即品牌延伸,只有这样才能形成优势品牌。
定位的概念从提出到现在已近40年,里斯和特劳特对定位理论不断拓展和深化,推出17部著作,使定位论逐渐形成了严谨、系统、前瞻的理论体系,对美国乃至全球企业的营销战略和品牌规划产生了广泛而深刻的影响。
2001年,定位理论被美国营销学会评为有史以来对美国营销学会影响最大的观念。
而定位理论90年代初才传入中国,国内学者近几年才开始对其进行研究,在实践中,中国一流企业在品牌战略上面临着深重的危机,迫切需要以定位来打造品牌并建立竞争优势。
本文首先总结了国内关于定位理论的研究及实践,提出定位理论的未来发展趋势。
1991年,《定位》一书的中文版首次由友谊出版社出版,书名为《广告攻心战略——品牌定位》。
此书一出,立即引起了我国营销界人士的关注。
2002年《赢周刊》连续刊载了《不同于奥美的观点》一文,该文中,作者对以“奥美” 为代表的国际4A广告公司在中国的广告操作提出质疑,认为“奥美”的品牌形象理论已经不能适合中国市场的实际,定位才是中国企业的唯一出路,并宣称中国市场定位时代已来临。
人员搜救定位系统研究综述何昕邓跃(重庆邮电大学,中国重庆400065)【摘要】全球卫星定位搜救系统(GPS)可以提供全球范围内的紧急事件的搜救服务,但是对于小范围区域内的一些紧急情况搜救,此系统就不显得很适用。
本文介绍了搜救定位的背景、现状以及研究定位算法的必要性,同时介绍了无线定位技术及其具体系统应用,也对进一步需要研究的问题进行了讨论。
【关键词】搜救;无线定位;GPS【Abstract】Global positioning satellite search and rescue system can provide a global emergency search and rescue service,but for some of the emergency search and rescue area within a small area,the system does not seem to be very applicable.This paper introduces the background,status and the necessity of research on search and rescue positioning system,and also introduces the Wireless location technology and its concrete application.Finally,the future study problems are discussed.【Key words】Search and rescue;Wireless location;GPS随着移动通信、无线传感网络[1](WSN)的发展,定位技术已逐渐步入了全新的阶段。
与此同时,室内环境下基于位置的服务(LBS)[2]越来越多的得到人们的重视,仓储中心、写字楼、医疗设备等都需要准确的定位信息,对现存物品等实现可靠、系统的管理。
北斗卫星导航系统发展与应用一、本文概述随着科技的飞速发展和全球定位需求的日益增长,卫星导航系统已成为现代社会不可或缺的基础设施。
在众多卫星导航系统中,北斗卫星导航系统(BDS)凭借其独特的优势和广泛的应用前景,逐渐崭露头角,成为全球卫星导航领域的新星。
本文旨在全面介绍北斗卫星导航系统的发展历程、技术特点、应用领域及其对社会经济发展的深远影响。
通过深入探讨北斗卫星导航系统的核心技术、系统架构、服务性能等方面,本文旨在为读者提供一个全面、深入的了解北斗卫星导航系统的视角,进一步推动其在全球范围内的应用与发展。
二、北斗卫星导航系统的发展历程北斗卫星导航系统的发展历程可以划分为几个重要的阶段。
其最早可以追溯到20世纪80年代,当时中国开始探索和发展自己的卫星导航系统,以满足国家安全和经济发展的需要。
第一个阶段是北斗一号系统的建设。
在这一阶段,中国成功发射了多颗北斗一号卫星,初步形成了覆盖中国的卫星导航定位服务能力。
虽然此时的北斗一号系统还存在一些技术限制和服务范围的问题,但它为中国后续的卫星导航系统发展奠定了基础。
接着是北斗二号系统的建设和发展。
在这个阶段,北斗卫星导航系统的技术得到了显著的提升,系统性能得到了显著的改善。
北斗二号系统不仅提高了定位精度和稳定性,还扩大了覆盖范围,为国内外用户提供了更加可靠的导航定位服务。
最后是北斗三号系统的建设和完善。
北斗三号系统是中国最新的卫星导航系统,也是目前全球最先进的卫星导航系统之一。
在这一阶段,中国成功发射了多颗北斗三号卫星,形成了全球覆盖的卫星导航网络。
北斗三号系统不仅提供了更加精准、稳定的导航定位服务,还增加了短报文通信、星基增强等特色服务,进一步提升了系统的综合性能和应用价值。
总体来说,北斗卫星导航系统的发展历程是一个不断创新、不断突破的过程。
通过多年的努力和发展,中国已经成功打造了一个具有自主知识产权、技术先进、性能可靠的卫星导航系统,为全球用户提供了高质量的导航定位服务,为国家的经济发展和安全保障做出了重要贡献。
GPS导航综述报告学号:1010200219,姓名:赵玲摘要:本文针对GPS导航技术,由GPS的发展历程进一步介绍了GPS系统的组成部分,基本工作原理和定位方法。
最后,在此基础上指出GPS的特点,并根据其特点列举了GPS的应用领域。
关键词:GPS导航、定位、测距一.引言导航的定义是“使运载体或人员从一个地方到另一个地方的科学”。
在日常生活中,我们每一个人都会进行某种形式的导航。
驱车去上班或步行去商店需要我们使用基本的导航技能。
对于我们大多数人来说这些技能需要我们的眼睛、常识和地标。
然而在一些情况下,需要更精确的知道我们的位置、预期的航向或达到期望目的地所需的时间,此时便需要不同于地标的导航装置。
这些导航装置也许是一个简单的时钟,以确定经过已知距离的速度;或者是汽车的里程表,以随时保持行驶的距离。
其他一些导航装置要发射电子信号,因而更复杂一些。
这些导航装置称为无线电导航装置。
全球卫星定位系统(Global Positioning System 简称GPS)是随着现代航天及无线电通讯科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。
它利用位于距地球2万多公里高的由24颗人造卫星组成的卫星网(即所谓“天网”),向地球不断发射定位及时间信号。
地球上的任何一个GPS 接收机,只要接收到四颗以上的卫星发出的信号,经过计算处理后,就可报出GPS 接收机(目标)的位置(经度、纬度、高度)、时间和运动状态(速度、航向)。
数据会适时地通过无线通讯网链传送至主控制基地中心,而后面具有强大地理信息处理、查询功能的电子地图上进行运动轨迹的显示,并能对准确位置、速度、运动方向、车辆状态等用户感兴趣的参数进行监控和查询,以确保车辆的安全,方便调度管理,提高远营效率。
该系统适用于公安、银行、部队、机场对车辆的监控和调度管理。
二.发展历程1958年底美国海军武器实验室就着手建立为美国军用舰艇导航服务的卫星系统,即“海军导航卫星系统”(Navy Navigation Satellite System-NNSS)。
第33卷第1期2007年1月中国测试技术CHINAMEASUREMENTTECHNOLOGYVol.33No.1Jan.2007
1引言GPS最初为美国军方专用。海湾战争后,美国在采取降低精度的SA政策的基础上向民用开放了C/A码。尽管如此,GPS全球性全天候提供的高精度定位及时间信息资源引起了全世界的强烈兴趣。各国科技工作者迅速开展了GPS技术的应用研究,在先后研制出载波相位、实时差分等一系列能大幅提高测量精度的先进测量技术、满足各国广泛应用要求的同时,也大力推动了GPS导航定位技术的迅速发展。GPS系统的核心技术就是准确的授时和精确的定位,从技术角度讲GPS可用于与精密定位、精确导航、准确授时有关的所有应用。它既能给出精确的空间位置、速度、距离信息,用于卫星、飞机、车船等所有在空中、海洋和陆地上移动客体的导航,实施导弹、高速飞行体的精密制导,又能向全球播授
高稳定度的时间基准,提供高精度的频率信号。通信行业用GPS做时间同步测控,电力、城市管网采用GPS布线,交通、运输、公安、银行、医疗、消防部门用GPS营建监控指挥、紧急救援及报警系统;电子商务用GPS进行客户管理和物流配送;而电脑商、通讯商正在推动通讯、电脑、GPS一体化的各类移动信息终端应用,它是继移动通讯和互联网后的第三大高新应用技术。2GPS在军事上的应用美国研制建造庞大的GPS系统的根本目的是为了满足美国陆海空三军的军事需要,掌握能在世界范围内实施精确、快速定位和导航的高端技术,从而控制制空权;而且至今GPS系统仍然由美国军方控制。目前采用差分GPS技术,一辆时速超过100km的军车的运行轨迹的测量准确度可达到厘米级;之所以“爱国者”能成功地拦截“飞毛腿”、美国空军在短短的几十小时就让伊拉克空军处于瘫痪、美国导弹能高命中率地击中伊拉克的各个目标,靠的就是高精度时间系统保证下的精确制导和精准打击。可以毫不夸张地说:现代军事是以高水平计
全球定位系统及其应用综述(三)刘美生(中国测试技术研究院,四川成都610021)摘要:着重研讨了GPS在军事、地球物理和大地测量、航空航天及空间技术、工程测试、交通运输及工农业生产中
广泛的创新的应用情况,客观地总结了GPS是具有重要战略意义和较高实用价值的系统工程,是继移动通讯和互联网后的第三大高新应用技术,它将在国防建设、国民经济及现代社会中发挥极其重要的作用。关键词:GPS;全球定位系统;高新技术;应用;定位;导航;授时;发展中图分类号:P228.4文献标识码:A文章编号:1672-4984(2007)01-0005-07
Globalpositioningsystemanddiscussiononitsuse(3)———applicationofGPSLIUMei-sheng(NationalInstituteofMeasurementandTestingTechnology,Chengdu610021,China)Abstract:ThispaperdiscussedemphaticallytheextensiveinnovatoryapplicationsofGPSinmilitaryaffairs,geophysicsandgeodesy,aviationaerospace,spacetechnique,engineering-testing,traffic-transportation,industryandagriculture,summarizedobjectivelyinconclusionthatGPSisasystem-engineeringwithimportantstrategic-significance
andgreatuseful-worth.Itisthirdgrandnewapplied-technologyafterthemobilecommunicationandtheinternet.GPSwillplayevermoreimportantfunctioninnationaldefence,nationaleconomydevelopmentandsocietyoftoday
field.Keywords:GPS;Globalpositioningsystem;Newtechnology;Application;Positioning;Navigation;Give-time;Development
收稿日期:2006-07-15;收到修改稿日期:2006-08-26基金项目:国家科技基础条件平台重点专项(2003DIA6N016)作者简介:刘美生(1951-),男,研究员,主要从事计量测试技
术研究,在光电技术及机动车运行安全性能检测方面有深入研究。
———GPS的应用中国测试技术2007年1月量测试技术为支撑的高科技竞争、高投入比拼;未来战争将是尖端技术云集的科技战、远程运筹指挥的智能战、以各种测试数据和信息为依托的数字战、信息战。所以,GPS在军事上的应用既是这一高新技术的最主要应用,也是最重要的应用。目前,几乎所有的国家和地区都不同程度地将GPS技术用到了军事和防务上,而且GPS精码P码除美国军方使用外,目前美国授权外国军方使用的有近30个,其中主要是北约国家的军方,亚太地区主要有:韩国、中国台湾、日本、新加坡、沙特阿拉伯、科威特、泰国等。已在武器试验、战场侦察、搜索救援、空中轰炸、低空突袭等方面研制了一系列的GPS军事应用技术和配套设备,更多的军事应用正在探索中,正如海湾战争美军总指挥霍纳将军说的那样:“GPS的应用只受到人们想象力的限制”。2.1飞机导航GPS导航与适当的通信系统结合,可为飞机提供更短的航线和更快捷的进场通道,更加有效地利用现有的飞机及机场设施,提高航空安全性。美国已将GPS与LORAN(罗兰)和OMEGA(奥米伽)无线电导航系统组合应用。在传统陆基导航的基础上,现代军用运输机、歼敌机、战斗机等都在陆续装备GPS导航系统。它排除气候环境影响的全天候、不受限于地形与地理位置的全球性为各种飞机或飞行器的精密导航提供了技术保障。椐报道,美国的军用飞机基本上都配备了这一先进设备,尤其是海湾战争中的美军飞机都是在GPS导航保证下而高质量高效率地完成任务的。2.2导弹制导、导弹拦截及目标精准打击GPS可用于远程导弹、巡航导弹等各种导弹的精确制导,也可用装备了GPS精密制导装置的导弹去拦截从敌方飞来的导弹、飞机及各种飞行体,可在用GPS准确测定被攻击目标位置的基础上再用GPS制导导弹去实施精准打击。自GPS问世以来,美国等已在科索沃、阿富汗、海湾战争中把GPS制导的导弹派上用场。美国的远程地面攻击导弹较为成功地采用了GPS/INS组合制导,美国向伊拉克投下的GPS制导的巡航导弹的命中率超过98%。2.3作战指挥给前线的部队、给在野外执行任务的士兵、给移动中的军事装备配备带通讯功能的GPS接收机,他们不但能随时知道自己的方位,为执行任务确定下一步的行动路线,而且还同时也把这些信息传给指挥中心,指挥官可清楚地了解他们的实时位置,跟踪移动目标,对其进行科学的调度指挥,这才真正体验了古人的“运筹帷幄,决胜千里”的内涵。2.4发射阵地快速定位在现代战争中实施导弹武器的机动发射首先要解决的一个问题就是发射阵地的快速定位与定向。其定位、定向速度的快慢和精度的高低将直接影响导弹机动发射的速度及命中目标的效果。目前,应用GPS进行发射阵地的实时定位、定向,具有精度高、速度快、设备简单、操作方便且不受环境限制的特点,较传统方法有较明显的技术先进性和实用性,已被广泛应用。2.5外弹道测量GPS应用于导弹试验靶场外弹道测量,既可以实时测定导弹的位置和速度,又可经事后处理得到精确的弹道轨迹参数和时间信息,并且能够克服目前无线电测量系统在跟踪方面的很多不利条件,是一种创新的靶场外测技术。3GPS在地球物理和大地测量领域的应用GPS定位技术的迅速发展给测绘工作带来了革命性的变化,尤其是3S技术(RS遥感、GPS、GIS地理信息系统)在地球物理及大地测量中的应用已成为非常有吸引力的高新技术领域。3.1地球物理观测GPS已用于监测全球板块和区域板块运动、建立陆地海洋大地测量基准、进行高精度的海岛陆地联测、海洋及水下地形测绘;用于地震观测和地壳形变监测,测定全球性的地球动力学参数。我国已用GPS技术监测南极洲板块运动、青藏高原地壳运动,建立了GPS技术的中国地壳形变观测网、三峡库区形变观测网、首都圈形变监测网等。3.2大地测量在大地测量中已广泛利用GPS技术开展国际
联测,建立高精度的全球性及国家大地测量控制网,提供高精度的地心坐标及快速测定各级控制点的坐标。特别是应用RTK技术,甚至可以不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点便可快速高精度地测定大地选点、地形点、地物点的坐标;利用测图软件可以在野外一次测绘成图并形成各种比例的电子图件。在大地航测中用机载差分GPS可测出摄影中心的三维坐标,而不再需要外控点测量,可实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图,导致地理信息系统、全球与环境遥感监
6第33卷第1期测的技术革命。3.3水土保持在土地资源与土壤侵蚀调查、水土流失监测、水土保持工程规划、生态环境监测等方面都可采用GPS技术。如在野外调查和勘测设计中,利用GPS技术可以准确定位水土资源的分布、野生群落和物种区域等的经纬度和高度,结合GIS技术,可计算出区域的面积,查询到该区域的气候条件等;在水土工程施工测量中应用GPS技术布设精密工程控制网,加密测图控制点,实施水土保持地形图、水土工程施工图、水土流失分布图等的精密测绘与成图。3.4地形、地籍及房地产测量常规的测图方法实施环节多、工作量大,GPS技术给地形、地籍及房地产测量工作带来了巨大的影响。利用RTKGPS技术能实时测定每一宗土地的权属界址点及一些地物点的位置并能达到厘米级精度,并快速形成精确的地形、地籍及房地产图。由于GPS进行地籍控制测量时具有布点灵活、测量及计算速度快、精度高等优点、点与点之间不要求互相通视,没有常规三角网布设时要求近似等边及精度估算偏低时应加测对角线或增设起始边等繁琐要求,避免了常规地籍测量时控制点位选取的局限条件,只要使用的GPS仪器精度与等级控制精度匹配,那么所布设的GPS网精度就完全能满足地籍测量规程要求。4在航空航天及空间技术领域的应用在推动航空航天技术及空间技术的快速发展方面GPS正在并仍将发挥着巨大作用。4.1空间位置(轨道)和飞行器姿态的确定GPS系统在飞行器空间姿态和空间轨道的确定中具有无与伦比的技术优势,可为航天器制导及运行控制提供位置、速度、姿态和时间等多个状态参数。这种毋需地面观测值和数据处理的技术,必将取代导航、测姿和空间轨道确定的传统设备,实现航天器自主轨道和姿态确定。在飞行器上安装GPS天线则可测姿,GPS用于航天器的交会对接过程就是飞行器测姿的具体应用。航天器在空间完成交会对接是一项庞大的工程,传统的方法需要使用大量的空间测量设备,使得测量系统非常庞大而复杂;如果在目标航天器与追踪航天器上各装一台GPS接收机,则交会对接的大部分测量任务就变得轻松易行,而且由GPS构成的测量系统不但可实现航天器交会对接的自主控制,而且测量精度高、用时短、设备简单。4.2航天航空测量设备的标校航天航空工程中各类光学、无线电测量设备在执行任务前,必须经过准确的标校才能确保其运行可靠,通常采用飞机校飞及弹道摄影仪等设备同步跟踪比较测量的方法进行标校。但是,这类方法只能做固定点的拍摄,测量距离有限,精度难以保证,而且设备庞大,组织工作复杂,费用高。若校飞时在飞机上装上动态GPS接收机,用GPS动态定位技术精确确定接收机天线相位中心任意时刻的动态位置、速度、加速度等动态参量,以此作为标准对测量设备进行校准,不但精度很高,而且克服了传统技术的诸多缺憾。4.3电离层监测GPS在监测电离层方面的应用形成了GPS空间气象学这一新学科。太空中充满着等离子体、宇宙射线粒子及各种电磁辐射,太阳又常在1秒钟内抛出百万吨量级的带电物质,电离层由此不断受到强烈的冲击和干扰,即电离层的电子密度总处于动荡之中,研究电离层随太空综合辐射强度、季节、时间、地理位置的变化规律是空间气象学的重要课题之一。电离层的折射率n可近似表示为:n=1-40.28Ne/f2