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文档简介

1、全球定位系统全球定位系统Global Positioning System2GPS系统的特点3GPS系统的应用3 4GPS系统的组成GPS系统概述1第 4 页1.GPS系统概述什么是什么是GPS? GPS的英文全称是Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System,简称GPS.其意为“导航星测时与测距全球定位系统”,或简称全球定位系统。GPS概述概述 建立国家 美国 目的 为海、陆、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆检测和应急通信等一些军事目的。 开始筹建时间 1973年 完全建成时间

2、1995年GPS概述概述 系统构成 空间部分、地面控制部分、用户部分 服务方式 通过由多颗卫星所组成的卫星星座提供导航定位服务 定位原理 距离交会 测距原理 被动式电磁波测距 特点 全球覆盖、全天候、不间断、精度高第 8 页2.GPS系统的组成2021-6-149120119全球移动通信系统卫 星车辆监控中心GPS数据交换平台GSM数据传输110GPS系统的组成系统的组成GPS由三个独立的部分组成:空间部分:21颗工作卫星,3颗备用卫星。 地面控制系统:1个主控站,3个注入站,5个监测站。 用户设备部分:接收GPS卫星发射信号,以获得必要的导航和定位信息,经数据处理,完成导航和定位工作。GPS

3、接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。空间部分空间部分 GPS的空间部分是由24 颗GPS 工作卫星所组成的。其中21 颗为可用于导航的卫星,3 颗为活动的备用卫星。24 颗卫星分布在6个倾角为55的轨道上绕地球运行。卫星的运行周期约为12 恒星时,每颗GPS 工作卫星都发出用于导航定位的信号,GPS 用户正是利用这些信号来进行工作的。 GPS的空间部分是由24 颗GPS 工作卫星所组成的。其中21 颗为可用于导航的卫星,3 颗为活动的备用卫星。24 颗卫星分布在6个倾角为55的轨道上绕地球运行。卫星的运行周期约为12 恒星时,每颗GPS 工作卫星都发出用于导航定位的信号,GPS 用户正是利用

4、这些信号来进行工作的。 目前可用的卫星通常有28颗之多。地面控制系统地面控制系统GPS 的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成。分为主控站、监控站和注入站。主控站位于美国克罗拉多Colorado 的法尔孔Falcon 空军基地。它的作用是根据各监控站根据GPS 的观测数据,计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去。同时它还对卫星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出现故障时调度备用卫星替代失效的工作卫星工作。主控站也具有监控站的功能。监控站有五个。除了主控站外其它四个分别位于夏威夷(Hawaii)、 阿松森群岛(Ascencion)、 迭哥伽西亚(Die

5、go Garcia)、 卡瓦加兰(Kwajalein)。 监控站的作用是接收卫星信号、监测卫星的工作状态。注入站有三个。分别位于阿松森群岛、 迭哥伽西亚、卡瓦加兰。 注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。用户部分用户部分 GPS 的用户部分由GPS 接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机等组成。 作用是接收GPS 卫星所发出的信号,利用这些信号进行导航定位等工作。第 15 页3.GPS系统的特点GPS系统的特点系统的特点1、全球,全天候工作:能为用户提供连续,实时的三维位置,三维速度和精密时间。不受天气的影响。2、定位精度高:单机定位精度优于10米,采用

6、差分定位,精度可达厘米级和毫米级。3、功能多,应用广:随着人们对GPS认识的加深,GPS不仅在测量,导航,测速,测时等方面得到更广泛的应用,而且其应用领域不断扩大 第 17 页4.GPS系统的应用GPS在军事中的应用在军事中的应用GPS导航的舰载飞弹 配备GPS的士兵 美国海军核潜艇 GPS在交通运输业中的应用在交通运输业中的应用 航运、航空搜索 陆路交通(车辆导航、监控) 船舶远洋导航和进港引水GPS在测量中的应用在测量中的应用 建立和维持全球性的参考框架GPS在测量中的应用在测量中的应用 板块运动和监测GPS在测量中的应用在测量中的应用 建立各级国家平面控制网GPS在测量中的应用在测量中的

7、应用 布设城市控制网、工程测量控制网,进行各种工程测量市话网市话网市话网市话网市话网深深圳圳市市连连续续运运行行卫卫星星定定位位导导航航服服务务系系统统结结构构及及通通信信网网络络示示意意图图市电信局监控分析中心卫星定位信号发射台FM电台基准站1基准站2基准站3基准站4基准站5进入移动电话系统用户用户全向天线定向天线ModemGPS在测量中的应用在测量中的应用 在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用GPS在其他领域中的应用在其他领域中的应用 精细农业 遥感 卫星定轨 资源勘探 个人旅游及野外探险 电力、广播、电视、通讯等网络的时间同步、时间传递 .地理信息系统地理信息系统 GIS2GIS系

8、统的组成3GIS系统的软件系统功能3 4GIS系统的定义1GIS系统的应用领域第 28 页1.GIS系统的定义地理信息系统的定义地理信息系统的定义 GIS即地理信息系统(Geographic Information System ),是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。2021-6-1430GIS Geographical Information System 地理信息系统。 GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系

9、统,是以测绘测量为基础,以数据库作为数据储存和使用的数据源,以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。是一种基于计算机的工具,它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。n 其基本功能是将表格型数据(无论是来自数据库、电子表格文件或直接在程序中输入)转换为地理图形显示,然后对显示结果浏览、操作和分析。n 显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图,显示对象包括人口、销售情况、运输线路以及其他内容。 第 31 页2.GIS系统的组成2021-6-1432一个一个GIS的组成的组成 硬件硬件:GIS所操作的计算机。 软件:软件:提供存储、分析和显示地理信息工具。主要的软件部件有:输入和处

10、理地理信息的工具 数据库管理系统(DBMS) 支持地理查询、分析和视觉化的工具 容易使用这些工具的图形化界面(GUI) 数据:数据:自己采集或者从商业数据提供者处购买的地理数据和相关的表格数据。GIS将把空间数据和其他数据源的数据集成在一起。 人员;人员; 方法(方法(设计计划和自己的事务操作规律)。)。 2021-6-1433单机模式的硬件组成单机模式的硬件组成 主要由高档计主要由高档计算机(高档微算机(高档微机、工作站或机、工作站或小型机)、数小型机)、数据输入设备、据输入设备、数据输出设备数据输出设备和数据存储设和数据存储设备组成。备组成。 计算机计算机数字化仪数字化仪扫描仪扫描仪手写笔

11、手写笔光光 笔笔输入设备输入设备绘图仪绘图仪打印机打印机刻录机刻录机磁盘阵列磁盘阵列磁带机磁带机活动硬盘活动硬盘输出设备输出设备存储设备存储设备网络模式的网络模式的GIS硬件组成(多用户模式)硬件组成(多用户模式) 网络模式的网络模式的GIS 主要在单机模式的基础上增加网络设主要在单机模式的基础上增加网络设备,如服务器、客户机、路由器、交换机、集线器、备,如服务器、客户机、路由器、交换机、集线器、传输介质等。传输介质等。 第 36 页3.GIS系统的软件系统功能数据存储与管理数据输入与转换数据分析与处理图形与属性编辑数据输出与表示用户接口GISGIS软件系统构成软件系统构成软件系统各模块功能软

12、件系统各模块功能(1)数据输入模块:数据输入模块:将系统的外部原始数据(多种来源、多种形式的数据)传输给系统内部,并将这些数据从外部格式转换为便于系统处理的内部格式。(2)图形与属性编辑模块:图形与属性编辑模块:数据输入完成后,对数据的分层、分类和编码、编辑、坐标转换、剪裁、接边、属性输入和属性联接等。(3)数据存储与管理模块:数据存储与管理模块:主要将地理要素(通常是点、线、面)的位置、空间拓扑关系和属性数据进行组织和管理。包括对数据的无缝图层连接、分区、建立空间索引、设置数据访问机制等。2021-6-1439GIS的任务的任务五个过程五个过程 输入:输入你需要的基本数据资料 处理和可视化输

13、出 管理 查询和分析 在物流中用于选择运输 路线、物流网点布局、 服务范围和销售市场范 围、设施定位等。 地理信息系统是一种基于计算机的工具,它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别,从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。人类活动中约7580的信息与地理空间位置相关,同时我们当今世界面临的最主要的挑战是人口过多,环境污染,森林破坏,自然疾病等,这些都与地理因素有关。而我们的经济发展也与地理因

14、素密切相关,所以GIS可以说是很重要。GIS可以做什么?可以做什么? 制作电子地图制作电子地图GIS可以做什么可以做什么 地图整饰地图整饰GIS可以做什么可以做什么 管理海量数据管理海量数据GIS可以做什么可以做什么 浏览浏览查询查询GIS可以做什么?可以做什么? 专业性分析专业性分析环境保护环境保护GIS可以做什么?可以做什么? 路径分析路径分析GIS可以做什么可以做什么 断面分析断面分析GIS可以做什么可以做什么 交通运输交通运输GIS可以做什么可以做什么 车辆导航车辆导航 精准农业GIS可以做什么可以做什么 三维地形显示三维地形显示第 53 页4.GIS系统的应用领域各部门对各部门对GI

15、S的应用的应用 1.地勘行业 矿产资源勘探 地质环境勘探 (GIS)在矿业中的应用,如矿产资源勘查评价、矿产资源规划管理、矿产资源储量管理、矿山动态监测与预警、数字矿山等方面; 2.土地资源管理 一、地籍信息管理 二、土地评价与利用规划 三、土地利用动态监测 四、土地政策的模拟 各部门对各部门对GIS的应用的应用3.农业资源管理未来的农业应用将更多涉及精细农业、农作物监测及估产、农田水淹没分析以及绿色农业等方面。(旱涝监测、土地利用监测、农作物估产,)指导农田定位作业。 预防病虫害,产量分析,防洪防涝,排水,灌溉设计,预测等等4.铁路部门及交通运输部门一、铁路勘探设计中的应用 二、铁路运输管理

16、中的应用三、铁路工程建设中的应用铁路地理信息的检索和查询、监控、设施管理、车辆调度指挥、应急救援系统等。铁路工务综合管理信息系统、铁路用地管理信息系统、铁路勘测设计一体化智能化、铁路地质灾害信息管理与预警预报系统、列车运行定位监控系等各部门对各部门对GIS的应用的应用 5.综合管线 石油 天然气的地下管道、自来水管道 管理、建设、分析、应用、监控 6.电力 配电、输变电、城市电网中网线的管理、监控、自动化、应用 7.水利解决方案水利行业信息管理的标准化、网络化、空间化和决策的科学化提供了有效的工具。 一)排水信息系统 二)水文总站信息管理系统 水文水质自动测报系统 水文测验资料整编系统 水质数据整编与应用系统 水文站网设施信息管理系统 水文信息发布系统 水文办公自动化系统 中央数据库控制中心 各部门对各部门对GIS的应用的应用 8.林业 清查森林资源,监测森林火灾和病虫害、森林资源管理应用 9.电信 网

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