全球定位系统的定位数据与GIS数据的融合

全球定位系统的定位数据与GIS数据的融合

2017-07-26 作者: xuzhiping 浏览: 3267 次

摘要: 全球定位系统(Global Positioning System,GPS) 是利用人造地球卫星进行点位测量导航技术的一种,GPS系统包括GPS卫星星座、地面监控系统和用户设备 (GPS信号接收机)三部分。 GPS由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成,它们均匀分布...

全球定位系统(Global Positioning System,GPS) 是利用人造地球卫星进行点位测量导航技术的一种,GPS系统包括GPS卫星星座、地面监控系统和用户设备 (GPS信号接收机)三部分。

GPS由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成,它们均匀分布在6个相互夹角为60°的轨道平面内,即每个轨道上有4颗卫星。卫星高度离地面约20000km,绕地球运行一周的时间是12恒星时,即一天绕地球两周。GPS卫星用L波段的无线电波向用户发射导航定位信号,同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。GPS卫星的地面控制站系统由位于美国科罗拉多 的主控站以及分布于全球的3个注入站和5个监测站组成,实现对CPS卫星运行的监控。GPS倍号接收机的任务是:捕获GPS卫星发射的信号,并进行处理,根据信号到达接收机的时间,确定接收机到卫星的距离。如果计算出4颗或者更多卫星到接收机的距离,再参照卫星的位置,就可以确定出接收机在三维空间中的位置。

造成GPS定位误差的因素有很多,最为严重的误差则是由于美国军方人为降低信号质量造成的,这种误差可高达l00m。美国为了防止未经许可的用户把GPS用于军事目的,实施了各种技术。人为误差给GPS的民用造成了障碍,但是可以通过差分纠正来消除。

很明显,作为提供空间动态定位信息的GPS 完全可以与地理信息系统进行集成,以实现不同的具体应用目标,例如:

  • 将GPS接收机连接在安装了GIS软件和该地区空间数据库 的便携式计算机或监控中心的计算机上, 可以方便地显示GPS接收机所在位置, 并实时显示其运动轨迹,可用于车辆、船只、飞机、 人员等的动态监控。进而利用GIS空间分析工具, 判断其运行路线是否正常。
  • 利用CPS和GIS的集成方法, 将GPS测童的坐标数据存储在CIS中, 可以计算相关的面积或长度数据。 当然,完全可以用于GIS的数据库更新。为了实现GIS与GPS的集成,GIS系统必须能够接收GPS接收机发送的GPS数据 (一般是通过串口通信),然后,通过投影变换将经纬度坐标转换为GIS 数据所采用的参照系中的坐标,进行各种分析运箅。

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