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文档简介
GPS课件武汉大学测绘学院课堂课件GPS原理与原理卫星定位基于多颗卫星的位置信息和时间信息,利用三角测量原理计算接收机的位置。信号传播卫星发射的信号通过电磁波的方式传播到地面,并被接收机接收和处理。GPS历史发展11970s美国军方开始研发GPS系统,并将其用于军事用途。21980sGPS系统开始向民用开放,并逐渐普及应用。31990sGPS技术不断改进,精度和可靠性不断提升。42000sGPS应用领域不断拓展,在各个行业得到广泛应用。52010s至今GPS技术与其他技术融合,催生了新的应用领域和发展趋势。GPS的组成系统1卫星系统2接收机系统3控制系统GPS卫星系统轨道31颗卫星分布在6个轨道平面上,运行高度约20200公里。信号卫星发射L1、L2和L5三种频率的信号,包含定位、时间和导航信息。时钟卫星内部配备原子钟,提供高精度的计时信息,保障定位精度。GPS接收机系统手持式便携式,适用于野外作业、徒步旅行等。车载式集成于车辆,用于导航定位和车辆管理。精密测量用于高精度测量,如地壳运动监测和工程测量。GPS控制系统监控监控卫星运行状态,确保系统正常运行。更新更新卫星轨道和时钟信息,提高定位精度。管理管理卫星系统,保证系统安全和可靠性。GPS信号载波信号携带定位、时间和导航信息,用于定位和导航。伪随机码用于区分不同的卫星,并进行信号接收和处理。导航数据包含卫星的轨道信息、时钟信息和其他相关信息。GPS坐标系统1WGS84世界大地坐标系,用于全球定位和导航。2北京54中国国家大地坐标系,用于中国境内的大地测量。3西安80中国国家大地坐标系,用于中国境内的大地测量,精度更高。GPS测量方法静态测量接收机固定在某一点,连续观测一段时间,获取高精度定位结果。动态测量接收机随物体移动,实时获取位置信息,用于导航和追踪。差分测量利用两个或多个接收机同时观测,通过差分计算提高定位精度。GPS误差来源1卫星钟差卫星内部原子钟存在微小的误差,会影响定位精度。2大气延迟电磁波在大气层中传播时会发生延迟,影响信号传播时间。3多路径效应信号反射和散射会造成多路径误差,影响信号接收精度。4接收机噪声接收机内部电子元件存在噪声,会影响信号接收和处理。GPS误差消除差分校正利用差分技术,通过参考站的已知位置信息来校正误差。模型校正建立误差模型,利用已知数据对误差进行校正。滤波处理利用滤波技术,消除随机噪声和干扰,提高定位精度。GPS数据处理1数据采集使用接收机收集卫星信号数据。2数据预处理对数据进行初步处理,消除噪声和误差。3数据解算根据数据模型和算法,计算接收机的位置信息。4数据后处理对解算结果进行分析和验证,提高精度和可靠性。GPS基础测量GPS高精度测量地壳运动监测利用GPS测量技术,监测地壳的运动变化,为地震预警和地质灾害防治提供依据。工程测量在工程建设中,利用GPS测量技术进行精确的定位和测量,保证工程质量。GPS动态测量导航定位利用GPS信号,为车辆、船舶、飞机等提供导航定位服务。追踪定位利用GPS信号,对物体进行实时追踪,应用于物流管理和安全监控。GPS应用领域1地理信息系统(GIS)用于空间数据采集、处理和分析,构建地理信息数据库。2遥感技术用于遥感影像的定位和几何校正,提高遥感数据的精度。3导航定位技术为车辆、船舶、飞机等提供导航定位服务,提升交通安全和效率。4时空大数据为时空大数据分析提供基础数据,用于城市规划、环境监测等领域。地理信息系统(GIS)地图制作利用GPS数据,构建高精度的地图数据,用于地图制作和导航。空间分析对空间数据进行分析,用于城市规划、土地管理和环境监测。数据库管理构建地理信息数据库,存储和管理空间数据。遥感技术影像定位利用GPS数据,对遥感影像进行几何校正,提高影像精度。影像分析利用遥感数据,进行土地利用、植被监测和灾害评估。导航定位技术汽车导航为车辆提供路线规划、实时导航和交通信息服务。船舶导航为船舶提供航线规划、定位和安全预警服务。飞机导航为飞机提供航线规划、飞行控制和安全保障服务。时空大数据数据采集利用GPS数据和其他传感器数据,构建时空大数据。数据分析对时空大数据进行分析,提取有价值的信息和规律。应用场景用于城市规划、交通管理、环境监测等领域。测绘工程应用地形测量用于地形图制作,为工程建设提供基础数据。工程控制建立工程控制网,为工程建设提供精确的坐标和高程控制。变形监测监测工程结构的变形,保证工程安全和稳定。精准农业应用精准施肥根据土壤状况和作物需求,精准施肥,提高肥料利用率。精准播种根据地形和土壤状况,精准播种,提高播种效率。精准病虫害防治根据作物生长状况,精准防治病虫害,降低农药用量。智慧城市应用城市规划利用GPS数据,进行城市规划和管理,优化城市空间布局。交通管理利用GPS数据,进行交通流量监测和信号灯控制,优化交通效率。环境监测利用GPS数据,监测环境质量,为环境保护提供依据。自动驾驶应用定位导航利用GPS信号,实现车辆的精准定位和导航。环境感知结合其他传感器数据,感知周围环境,实现自动驾驶。安全保障提供安全保障,提高自动驾驶的可靠性。移动互联网应用位置服务提供位置信息服务,如地图导航、位置搜索和社交定位。移动支付利用GPS定位,实现移动支付和电子商务。生活服务提供生活服务,如餐饮、购物、娱乐等,提升生活便利性。军事国防应用精确制导为导弹、炸弹等武器提供精确制导,提高打击精度。战场态势感知为作战指挥提供实时战场态势信息,提高作战效率。人员定位对士兵进行实时定位,提高战场指挥和救援效率。气象预报应用天气预报利用GPS数据,监测气象参数,提高天气预报的精度。灾害预警利用GPS数据,监测气象灾害,及时发布预警信息。灾害预警应用地震预警利用GPS数据,监测地震活动,及时发布预警信息。洪水预警利用GPS数据,监测水位变化,及时发布洪水预警信息。火灾预警利用GPS数据,监测火灾发生,及时发布火灾预警信息。环境监测应用大气监测利用GPS数据,监测大气污染,为环境保护提供依据。水质监测
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