物流信息技术 5 物流动态跟踪技术

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TRACINGTECHNOLOGY项目五物流动态跟踪技术延迟符延迟符GPS技术的应用绍（任务一）一、GPS技术概述

GPS（GlobalPositioningSystem）即全球定位系统，是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，方便用户在全球范围内实时进行定位、导航。1.GPS技术的定义GlobalPositioningSystemGPS起始于1958年美国军方的一个项目，到1994年，全面建成21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上的布局。延迟符一、GPS技术概述2.GPS的特点GlobalPositioningSystem延迟符定位精度高GPS相对定位精度在50公里以内可达10-6m，100-500公里可达10-7m，1000公里可达10-9m。观测时间短20公里以内相对静态定位，仅需15-20分钟；实时动态定位和测速工作，仅需1至数秒即可完成。测站间无需通视GPS测量只要求测站上空开阔，不要求测站之间互相通视，因而可大大减少测量工作的经费和时间；同时也使选点工作变得非常灵活，也可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。全球统一的三维坐标GPS可同时精确测定观测站平面位置和大地高程，并且GPS定位是在全球统一的坐标系统中计算的，因此全球不同地点的测量坐标都是统一的。操作简便GPS测量的自动化程度很高，趋于“傻瓜化”操作。在观测中，测量员只需安置仪器，连接电缆线，量取天线高，监视仪器的工作状态，而其它观测工作，如卫星的捕获，跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。全球、全天候作业GPS卫星的数目较多，且分布均匀，保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星，确保实现全球全天候连续的导航定位服务。功能多、应用广GPS应用广泛，利用其测量、导航、测速、测时等功能，可以在陆地应用、海洋应用、航空航天方面发挥巨大作用，例如车辆导航、地球物理资源勘探、远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋探宝、飞机导航、航空遥感姿态控制等。一、GPS技术概述3.GPS的组成GlobalPositioningSystem

GPS系统包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座、地面控制部分——地面监控系统和用户设备部——GPS信号接收机。延迟符空间部分：提供星历和时间信息发射伪距和载波信号提供其它辅助信息用户部分：接收并监测卫星信号记录处理数据提供导航定位信息地面控制部分：中心控制系统实现时间同步跟踪卫星进行定轨一、GPS技术概述空间卫星系统由均匀分布在6个轨道平面上的24颗高轨道工作卫星构成，每颗卫星都配备有精度极高的原子钟（30万年的误差为1秒）。其中三颗是备用卫星。这种卫星布局能够保证地球上任一地点的GPS用户都能连续地观测到至少4颗卫星，从而提供全球范围从地面到20000公里高空之间，任一载体高精度的三维位置、三维速度和系统时间信息。3.GPS的组成——GPS空间部分GlobalPositioningSystemGPS起始于1958年美国军方的一个项目，到1994年，全面建成21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上的布局。延迟符一、GPS技术概述主控站（1个）主要为GPS提供时间基准，监视、控制卫星的轨道，处理监测站送来的各种数据，编制各卫星星历，计算和修正时钟误差及电离层对电波传播造成的偏差；注入站（3个），主要作用是将主控站计算出的卫星星历、卫星轨道和卫星钟的改正数等注入到卫星中。此外，注入站每隔一分钟需向主控站发射信号，报告自己的工作状态；监测站（5个），它们的主要任务是接收卫星信号，监测卫星的工作状态，并向主控站提供观测数据。3.GPS的组成——地面监控部分GlobalPositioningSystem延迟符一、GPS技术概述

GPS信号接收机主要用于接收GPS卫星发射信号，信号经处理后，获得用户位置、速度等信息，从而完成导航和定位。GPS的用户只接收而不必发射信号，因此用户的数量不受限制。3.GPS的组成——GPS信号接收机GlobalPositioningSystem延迟符一、GPS技术概述首先假定卫星的位置为已知，而又能准确测定某地点A至卫星之间的距离，那么A点一定是位于以卫星为中心，所测得距离为半径的圆球面上。进一步，又测得点A至另一卫星的距离，则A点一定处在前后两个圆球面相交的圆环上。另外，还可测得与第三个卫星的距离，通过3个定位球面就可以确定A点在地球上的空间位置，如图5-5。解决时间差的问题，就要通过第4颗卫星。4.GPS定位和导航原理GlobalPositioningSystem延迟符3颗卫星A一、GPS技术概述5.四大导航系统GlobalPositioningSystem延迟符名称隶属国家或地区卫星个数定位精度使用对象建成时间GPS美国24精度约为10米军民两用1994年COMPASS中国35“北斗一号”精确度在10米之内；“北斗二号”可以精确到“厘米”之内军民两用2012年GLONASS俄罗斯24精度在10米左右军民两用2012年GNSS欧盟30定位误差不超过1米民用2015年延迟符GIS的应用（任务二）一、GIS技术概述以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。地理信息系统在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述。。1.GIS技术的定义

GeographyInformationSystem延迟符一、GIS技术概述地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。2.GIS的组成

GeographyInformationSystem延迟符一、GIS技术概述硬件主要包括计算机和网络设备，存储设备，数据输入，显示和输出的外围设备等等。软件主要包括以下几类：操作系统软件、数据库管理软件、系统开发软件、GIS软件等等。2.GIS的组成——硬件和软件

GeographyInformationSystem延迟符一、GIS技术概述GIS数据分为空间数据和属性数据，空间数据描述空间对象空间特征及空间对象间关系的数据，表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及几何拓扑关系，例如定位的经度、纬度、邻接、包含等，它的表达可以采用栅格和矢量两种形式，如图5-8所示；属性数据表示空间对象属性特征的数据，又称非几何数据，如类型、名称、性质等。2.GIS的组成——数据

GeographyInformationSystem延迟符一、GIS技术概述

方法：GIS的方法主要是指空间信息的综合分析方法，即常说的应用模型。它是在对专业领域的具体对象与过程进行大量研究的基础上，总结出来的规律。GIS应用就是利用这些模型对大量空间数据进行综合分析，从而解决实际问题。如基于GIS的土地利用评价模型、生态环境评价模型等；

人员：GIS的人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分。地理信息系统需要人进行系统组织、管理、使用和维护。这些人员既包括从事设计、开发和维护GIS系统的技术专家，也包括那些使用GIS系统并解决专业领域问题的专家。一般来说，一个完整的GIS应包含项目负责人、信息技术专家、应用专业领域专家、若干程序员和操作员。2.GIS的组成——方法、人员

GeographyInformationSystem延迟符一、GIS技术概述

工具型GIS：工具型GIS又称GIS开发平台或外壳，具有GIS基本功能，是供其他系统调用或用户进行二次开发的操作平台，如ArcGIS、MapInfo、GeoMedia、MapGIS、SuperMap等；

应用型GIS：应用型GIS又可以分为区域地理信息系统与专题地理信息系统。3.GIS的分类

GeographyInformationSystem延迟符一、GIS技术概述

GIS具备五项基本功能：数据输入、数据编辑、数据存储与管理、空间查询与空间分析、可视化表达与输出。4.GIS的功能

GeographyInformationSystem延迟符延迟符RS的应用（任务二）一、RS技术概述遥感（RemoteSensing，简称RS）指通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，获取目标物体反射、辐射或散射的电磁波信息，对其进行处理、分析，揭示目标物的特征、性质及其变化的学科和技术。1.RS的概念及原理

GeographyInformationSystem延迟符一、RS技术概述2.遥感技术的定义及组成

GeographyInformationSystem延迟符组成部分作用遥感器（传感器）装在遥感平台上，它是遥感系统的重要设备，它可以是照相机、多光谱扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达等。遥感平台装载传感器的工具，按高度，遥感平台大体可分为地面平台（如三脚架、房顶）、航空平台（如飞机、气球）和航天平台（如卫星）三大类。信息传输设备是飞行器和地面间传递信息的工具。接收装置专门用来接收信息传输设备传递遥感信息的设备。图像处理设备是对地面接收到的遥感图像信息进行处理（几何校正、滤波等）以获取反映地物性质和状态的信息的软硬件设备。一、RS技术概述3.遥感技术工作流程

GeographyInformationSystem延迟符一、RS技术概述遥感技术系统是一个从地面到空中，直至整个空间，进行信息收集、存储、传输处理，分析判读、应用的技术体系。遥感的实施必须依赖这个系统来完成。遥感技术系统主要包括遥感信息源（目标物）、信息的获取、信息的接收与记录、信息的处理和信息应用五大部分。4.遥感技术系统

GeographyInformationSystem延迟符A、遥感信息源（目标物）。任何目标都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，都是遥感的信息源。B、信息的获取。接收、记录目标物电磁波特征的仪器，称为传感器。如扫描仪、雷达、报机、摄像机、辐射计等。C、信息的接收、记录。传感器接收到目标地物的电磁波信息，记录在数字磁介质或胶片上。D、信息的处理——硬件系统（计算机、显示设备、大容量存储设备、图像的输入输出设备）和软件系统（数据输入模块、几何校正模块、图像变换、图像融合、分类、分析、输出等模块）E、信息的应用。一、RS技术概述遥感的分类方法很多。5.遥感的分类

GeographyInformationSystem延迟符类型说明可见光遥感探测波段在0.4～0.7微米之间；可见光遥感应用比较广泛的一种遥感方式；可见光遥感具有较高的分辨率，在晴朗的白昼使用效果较好；常用的遥感器有摄影机、扫描仪、摄像仪等。红外遥感探测波段在0.76～1000微米之间，又分为近红外或摄影红外遥感；中、远红外遥感通常用于遥感物体的辐射，具有昼夜工作的能力；常用的红外遥感器是光学机械扫描仪。微波遥感探测波段在1～1000毫米的电磁波（即微波）的遥感；具有昼夜工作能力，但空间分辨率低；对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力；雷达是典型的微波遥感系统。紫外遥感探测波段在0.3～0.4微米之间的紫外光；主要遥感方法是紫外摄影。多波段遥感把目标物辐射来的电磁辐射分割成若干个窄的光谱带，然后同步探测，同时得到一个目标物不同波段的多幅图像，将不同波段的遥感信息加以组合，可以获取更多的有关物体的信息，有利于信息判断和识别。常用的遥感器有多光谱摄影机、多光谱扫描仪和反束光导管摄像仪等。二、遥