空間數據獲取技術之

GPS上海數慧系統技術有限公司徐春雷目錄傳統測量技術GPS技術應用案例－手持GPS/GIS系統一、引言

為什么進行測量測量的任務是什么二、目前常見的空間數據獲取技術傳統的測量技術（如經緯儀、水準儀、全站儀等）航空(近景)攝影測量技術GPS技術遙感技術……三、傳統測量的一般原理坐標系

WGS－84坐標系西安84坐標系北京54坐標系……

2.測量的一般原理2.1高程坐標獲取的原理水準測量原理圖大地水準面的確定（1956年黃海平均海平面）在全國布置水準控制網在水準控制網上用水準測量的方法就可得到每一點的高程坐標坐標原點的確定（如西安84坐標原點）大地控制網的建立在大地控制網的控制點的基礎上通過導線測量的方法就可得到地面上任一點的X、Y坐標2.2平面坐標獲取的原理四、現代測量技術－GPS4.1.GPS的簡介4.1.1GPS簡介

GPS（GlobalPositioningSystem）系統是一項跨世紀的高新技術，是20世紀空間技術上的最重大的成就之一。1994年，GPS系統的全部24顆衛星部署完畢，整個系統全面建成，投入運行。GPS能在全球范圍內向任意多用戶提供高精度、全天候、連續實時的三維測速、三維定位和時間基準，加之其方便靈活、質優價廉的特點，使它從根本上解決了人類在地球上的導航和定位問題，滿足了各種用戶的需要。目前，GPS的單點定位精度為10－15米。欲得到更高精度，可以通過差分來得到，差分后的精度可至厘米級。

GPS衛星星座4.1.2GPS發展簡史1973年12月美國國防部批準它的海陸空三軍聯合研制新一代衛星導航系統導航衛星定時測距全球定位系統（NavigationSatelliteTimingandRangingGlobalPisitioningSystem），簡稱全球定位系統（GPS）。1974--1988年

GPS整個研制發展計劃經歷了方案論證、系統的研制和試驗、工程的發展和完成三個階段，經過10余年的試驗，保證了該系統的成功和良好的特性。1988年開始發射第一代實用工作星座BLOCKⅡ。衛星設計壽命為7.5年。1988--1994年分布于六個軌道上的24顆（3顆備用）工作衛星全部升空正常運行。1997年開始發射了新一代的工作衛星BLOCKⅡR以逐步更新BLOCKⅡGPS系統，計劃發20余顆衛星，設計壽命為10年。目前美國正在開發Ⅱ型GPS衛星的第三代，即BLOCKⅡF型衛星，第一顆ⅡF衛星將于2002年發射。4.1.3GPS系統的組成空間星座部分－－由24顆衛星組成，其中包括3顆備用衛星。這些衛星可以向地面用戶發送定位信息（導航電文和星歷信息）。地面監控部分－－包括監控站、主控站、注入站。用戶設備部分－－指的是終端設備，如測量型GPS接收機、導航型GPS接收機。4.2GPS的測量原理GPS絕對定位的原理，是以GPS衛星和用戶接收機天線間的距離觀測量為基礎，并根據衛星瞬時坐標，來確定用戶接收機天線所對應的點位，即觀測站的位置。其原理實際上就是空間后方交會的原理。絕對定位原理圖4.2GPS的特點4.2.1GPS優點全天候站間無需通視定位精度高可獲取三維坐標……4.2.2GPS缺點受電磁干擾在建筑物下，或城市等高層建筑密集區很難接收到足夠多的衛星信號4.3GPS的一些技術4.3.1差分技術

什么是差分技術差分技術的種類4.3.2RTK（realtimekinematic）技術

什么是RTK技術

RTK系統的組成（GPS接收機、數據傳輸系統、軟件系統）

4.4GPS的應用前景GPS(全球定位系統）能為全球任意地點、任意多個用戶同時提供高精度、全天候、連續的、實時的三維定位、三維測速和時間基準。其應用前景具體體現以下五大方面：

GPS在導航方面的應用（車載導航、物流配送等）

GPS測繪應用

GPS精密工程測量和工程變形監測方面的應用

監測地球大氣

GPS授時

GPS在地球動力學的應用4.4測量數據如何進入GIS系統測量模擬數據（如紙質地圖）數字數據（如DWG格式）數字化所需格式（如shp、coverage等）格式轉換GIS空間數據庫五、應用案例－基于GPS/GIS的測量巡檢系統

5.1問題的提出

對工作人員在野外的工作進行有效的堅督降低成本、方便測量工作提高巡檢工作的工作效率5.2系統的總體框架圖GIS通訊數據交換堅控中心5.3系統的功能圖

數據轉換功能

基于PDA的GPS/GIS系統客戶端監控中心基本地圖功能

GPS功能通訊功能

巡檢功能通訊功能基本地圖功能差分功能

5.4功能實現5.4.1嵌入式GIS功能的實現

操作系統平臺：Wince

GIS平臺：Hmap

開發語言：EVC5.4.2GPS定位功能的實現

GPS信號的格式(SIRF格式、NMEA格式)

GPS信號中語句的意義

讀取信號中的28、30號語句并計算坐標，要考慮電離層的影響、地球自轉等因素、進行坐標變換5.4.3GPRS功能的實現

通過GPRS卡以短消息的形式實現監控站與移動終端之間的通訊

5.4.4差分功能的實現

采用的是平滑偽距差分平滑偽距差分的原理：GPS接收機接收到的GPS信號會受到電離層、對流層等的影響，事實上是會有個時間延遲。為了去掉這一影響，我們在已知坐標點的基準站上裝一GPS，可以算出某一刻用v*t所得的距離和用兩點坐標算出來的距離之間有一個差值，我們用這個差值作為改正數對觀測站進行改