地理信息系统导论-第5章-GIS数据获取.ppt

上周要点回顾第5章 GIS数据获取n n本章共分4节：n n现有的现有的GIS数据数据n n元数据元数据n n数据转换数据转换n n创建新数据创建新数据 n nGISGIS项目中费用最大的组成部分是项目中费用最大的组成部分是数据数据n n（（1 1）现有数据：）现有数据：将纸质（现有）地图转化为数字地图，将纸质（现有）地图转化为数字地图，通常是数据库建设的第一步，随着互联网的开放，公共的通常是数据库建设的第一步，随着互联网的开放，公共的现有资料也是重要源现有资料也是重要源n n（（2 2）商业数据：）商业数据：许多公司已介入许多公司已介入GISGIS市场，直接为客户市场，直接为客户定制、生产数据，一些公司则从公共数据再加工，生产增定制、生产数据，一些公司则从公共数据再加工，生产增值数据值数据n n（（3 3））DIYDIY：：当当GISGIS用户找不到所需的数字化数据时，需用户找不到所需的数字化数据时，需自己创建自己创建n n新的新的GISGIS数据可以从多种数据源（包括卫星影像、野外测数据可以从多种数据源（包括卫星影像、野外测量数据、街道地址编码，量数据、街道地址编码，X X、、Y Y坐标的文本数据文件和纸坐标的文本数据文件和纸质地图）中创建。

新数据也可通过手扶跟踪数字化、扫描、质地图）中创建新数据也可通过手扶跟踪数字化、扫描、屏幕数字化创建屏幕数字化创建 5.1 现有的GIS数据n n公司、政府部门公司、政府部门n n美国联邦地理数据委员会美国联邦地理数据委员会( FGDC)( FGDC) (http (http：：//www.fgdc.gov/)//www.fgdc.gov/)n n美国地理门户网站美国地理门户网站：：httphttp：：//www.data.gov//www.data.govn n美国地理空间平台美国地理空间平台：：httphttp：：//www.geoplatform.gov//www.geoplatform.govn n全球对地观测系统全球对地观测系统：：httphttp：：//www.geoportal.org//www.geoportal.orgn n美国地质调查局(USGS)n nhttp：//www.usgs.govn n提供美国地图和遥感数据n n包括卫星影像、数字正射影像、土地利用、土地覆盖、地形（数字高程）、数字线划地图DLGs、等等n n美国人口普查局：TIGER-拓扑统一地理编码格式，人口地图n n自然资源保持局（NRCS）：土壤数据n n其他来源n n卫星数据n n州、市县级数据n n中国：国土资源、测绘部门n n中国自然地理数据库等n n许多GIS公司从事数据生产，提供数据服务，或指导GIS用户找到合适的数据源 5.2 元数据n n元数据（metadata）提供关于空间数据覆盖范围、数据性质、数据时效等方面的信息（相当于数据文件的说明）n n美国FGDC制定了元数据标准n n中国也有类似的标准n n个例（LandSat7的元数据）： n nGROUP = METADATA_FILEGROUP = METADATA_FILEn nPRODUCT_CREATION_TIME = 2004-02-12T17:08:38ZPRODUCT_CREATION_TIME = 2004-02-12T17:08:38Zn nPRODUCT_FILE_SIZE = 638.8PRODUCT_FILE_SIZE = 638.8n nSTATION_ID = "EDC"STATION_ID = "EDC"n nGROUND_STATION = "SGS"GROUND_STATION = "SGS"n nGROUP = ORTHO_PRODUCT_METADATA GROUP = ORTHO_PRODUCT_METADATA n nSPACECRAFT_ID = "Landsat7" SPACECRAFT_ID = "Landsat7" n nSENSOR_ID = "ETM+" SENSOR_ID = "ETM+" n nACQUISITION_DATE = 2000-09-14ACQUISITION_DATE = 2000-09-14n nWRS_PATH = 122WRS_PATH = 122n nWRS_ROW = 044WRS_ROW = 044n nSCENE_CENTER_LAT = +23.1166270 SCENE_CENTER_LAT = +23.1166270 n nSCENE_CENTER_LON = +113.5395083 SCENE_CENTER_LON = +113.5395083 n nSCENE_UL_CORNER_LAT = +24.0556256 SCENE_UL_CORNER_LAT = +24.0556256 n nSCENE_UL_CORNER_LON = +112.8438104 SCENE_UL_CORNER_LON = +112.8438104 n nGROUP = PROJECTION_PARAMETERS GROUP = PROJECTION_PARAMETERS n nREFERENCE_DATUM = "WGS84" REFERENCE_DATUM = "WGS84" n nREFERENCE_ELLIPSOID = "WGS84" REFERENCE_ELLIPSOID = "WGS84" n nGRID_CELL_ORIGIN = "Center"GRID_CELL_ORIGIN = "Center"n nUL_GRID_LINE_NUMBER = 1UL_GRID_LINE_NUMBER = 1n nUL_GRID_SAMPLE_NUMBER = 1UL_GRID_SAMPLE_NUMBER = 1n nGRID_INCREMENT_UNIT = "Meters"GRID_INCREMENT_UNIT = "Meters"n nGRID_CELL_SIZE_PAN = 14.250 GRID_CELL_SIZE_PAN = 14.250 n nGRID_CELL_SIZE_THM = 57.000 GRID_CELL_SIZE_THM = 57.000 n nGRID_CELL_SIZE_REF = 28.500 GRID_CELL_SIZE_REF = 28.500 n nFALSE_NORTHING = 0 FALSE_NORTHING = 0 n nORIENTATION = "NUP"ORIENTATION = "NUP"n nRESAMPLING_OPTION = "NN"RESAMPLING_OPTION = "NN"n nMAP_PROJECTION = "UTM"MAP_PROJECTION = "UTM"n nEND_GROUP = PROJECTION_PARAMETERS END_GROUP = PROJECTION_PARAMETERS n nGROUP = UTM_PARAMETERS GROUP = UTM_PARAMETERS n nZONE_NUMBER = +49ZONE_NUMBER = +49n nEND_GROUP = UTM_PARAMETERS END_GROUP = UTM_PARAMETERS n nSUN_AZIMUTH = 125.9859787SUN_AZIMUTH = 125.9859787n nSUN_ELEVATION = 58.9983998SUN_ELEVATION = 58.9983998n nQA_PERCENT_MISSING_DATA = 0QA_PERCENT_MISSING_DATA = 0n nCLOUD_COVER = 0CLOUD_COVER = 0n nPRODUCT_SAMPLES_PAN = 17008PRODUCT_SAMPLES_PAN = 17008n nPRODUCT_LINES_PAN = 14992PRODUCT_LINES_PAN = 14992n nPRODUCT_SAMPLES_REF = 8504PRODUCT_SAMPLES_REF = 8504n nPRODUCT_LINES_REF = 7496PRODUCT_LINES_REF = 7496n nPRODUCT_SAMPLES_THM = 4252PRODUCT_SAMPLES_THM = 4252n nPRODUCT_LINES_THM = 3748PRODUCT_LINES_THM = 3748n nOUTPUT_FORMAT = "GEOTIFF"OUTPUT_FORMAT = "GEOTIFF"n nEND_GROUP = ORTHO_PRODUCT_METADATAEND_GROUP = ORTHO_PRODUCT_METADATAn nGROUP = L1G_PRODUCT_METADATAGROUP = L1G_PRODUCT_METADATAn nBAND_COMBINATION = "123456678"BAND_COMBINATION = "123456678"n nCPF_FILE_NAME = "L7CPF20000719_20000930_09"CPF_FILE_NAME = "L7CPF20000719_20000930_09"n nGROUP = MIN_MAX_RADIANCE GROUP = MIN_MAX_RADIANCE n nLMAX_BAND1 = 191.600 LMAX_BAND1 = 191.600 n nLMIN_BAND1 = -6.200 LMIN_BAND1 = -6.200 n nLMAX_BAND2 = 196.500 LMAX_BAND2 = 196.500 n nLMIN_BAND2 = -6.400 LMIN_BAND2 = -6.400 n nLMAX_BAND3 = 152.900 LMAX_BAND3 = 152.900 n nLMIN_BAND3 = -5.000 LMIN_BAND3 = -5.000 n nLMAX_BAND4 = 241.100 LMAX_BAND4 = 241.100 n nLMIN_BAND4 = -5.100 LMIN_BAND4 = -5.100 n nLMAX_BAND5 = 31.060 LMAX_BAND5 = 31.060 n nLMIN_BAND5 = -1.000 LMIN_BAND5 = -1.000 n nLMAX_BAND61 = 17.040 LMAX_BAND61 = 17.040 n nLMIN_BAND61 = 0.000 LMIN_BAND61 = 0.000 n nLMAX_BAND62 = 12.650 LMAX_BAND62 = 12.650 n nLMIN_BAND62 = 3.200 LMIN_BAND62 = 3.200 n nLMAX_BAND7 = 10.800 LMAX_BAND7 = 10.800 n nLMIN_BAND7 = -0.350 LMIN_BAND7 = -0.350 n nLMAX_BAND8 = 243.100 LMAX_BAND8 = 243.100 n nLMIN_BAND8 = -4.700 LMIN_BAND8 = -4.700 n nEND_GROUP = MIN_MAX_RADIANCE END_GROUP = MIN_MAX_RADIANCE n nGROUP = MIN_MAX_PIXEL_VALUE GROUP = MIN_MAX_PIXEL_VALUE n nQCALMAX_BAND1 = 255.0 QCALMAX_BAND1 = 255.0 n nQCALMIN_BAND1 = 1.0 QCALMIN_BAND1 = 1.0 n nQCALMAX_BAND2 = 255.0 QCALMAX_BAND2 = 255.0 n nQCALMIN_BAND2 = 1.0 QCALMIN_BAND2 = 1.0 n nQCALMAX_BAND3 = 255.0 QCALMAX_BAND3 = 255.0 n nQCALMIN_BAND3 = 1.0 QCALMIN_BAND3 = 1.0 n nQCALMAX_BAND4 = 255.0 QCALMAX_BAND4 = 255.0 n nQCALMIN_BAND4 = 1.0 QCALMIN_BAND4 = 1.0 n nQCALMAX_BAND5 = 255.0 QCALMAX_BAND5 = 255.0 n nQCALMIN_BAND5 = 1.0 QCALMIN_BAND5 = 1.0 n nQCALMAX_BAND61 = 255.0 QCALMAX_BAND61 = 255.0 n nQCALMIN_BAND61 = 1.0 QCALMIN_BAND61 = 1.0 n nQCALMAX_BAND62 = 255.0 QCALMAX_BAND62 = 255.0 n nQCALMIN_BAND62 = 1.0 QCALMIN_BAND62 = 1.0 n nQCALMAX_BAND7 = 255.0 QCALMAX_BAND7 = 255.0 n nQCALMIN_BAND7 = 1.0 QCALMIN_BAND7 = 1.0 n nQCALMAX_BAND8 = 255.0 QCALMAX_BAND8 = 255.0 n nQCALMIN_BAND8 = 1.0 QCALMIN_BAND8 = 1.0 n nEND_GROUP = MIN_MAX_PIXEL_VALUE END_GROUP = MIN_MAX_PIXEL_VALUE n nGROUP = PRODUCT_PARAMETERS GROUP = PRODUCT_PARAMETERS n nCORRECTION_METHOD_GAIN_BAND1 = "CPF"CORRECTION_METHOD_GAIN_BAND1 = "CPF"n nCORRECTION_METHOD_GAIN_BAND2 = "CPF"CORRECTION_METHOD_GAIN_BAND2 = "CPF"5.3 现有数据的转换n n公共数据格式多种多样公共数据格式多种多样n n数据格式与数据格式与GISGIS必须兼容，否则数据必须兼容，否则数据—>—>转换转换n n数据转换数据转换: :需要已知需要已知数据存储格式，并有相应的软数据存储格式，并有相应的软件工具，从一种格式转换为另一种件工具，从一种格式转换为另一种n n首选的转换方法，如首选的转换方法，如ArcGISArcGIS的的ArcToolboxArcToolbox能够能够转换转换ARC/INFOARC/INFO的可交换文件，的可交换文件，MGEMGE和和MicrostationMicrostation的的DGNDGN文件、文件、AutoCADAutoCAD的的DXFDXF和和DWGDWG文件，以及将文件，以及将MaplnfoMaplnfo文件（文件（MIFMIF等），转等），转换成换成ShapefileShapefile或或Geodatabase Geodatabase 5.4 创建新数据n n创建新数据创建新数据n n5.4.1 5.4.1 遥感数据遥感数据n n土地利用／土地覆盖数据，通常源于卫星影像土地利用／土地覆盖数据，通常源于卫星影像（遥感数据）（遥感数据）n n卫星影像：还能通过遥感技术，提取其他类型的卫星影像：还能通过遥感技术，提取其他类型的数据，如植被类型、植物健康、土壤侵蚀、地质数据，如植被类型、植物健康、土壤侵蚀、地质特征、水体成分和水深、积雪等特征、水体成分和水深、积雪等n n卫星影像，部分提供实时数据，有规律的间断采卫星影像，部分提供实时数据，有规律的间断采集，部分能够提供动态数据。

可用于记录和监测集，部分能够提供动态数据可用于记录和监测地表环境如陆地和水生环境地表环境如陆地和水生环境 n n野外测量数据：n n测量数据、全球定位(GPS)数据是两种重要的野外数据n n测量数据主要有坐标、地物属性等 n n距离：用卷尺、光学测量或激光、超声波距离测距仪来测量n n方向或方位角：其测量工具是，中星仪、经纬仪、全站仪n n位置测量：GPS接收机、地图、航海导航台信号等，可以确定在地球表面的位置 ，各方法的精确度可能不同 n n 扫描文件矢量化n n矢量化是将栅格线转化为线矢量的过程，过程称跟踪描绘n n跟踪描绘或矢量化包括三个基本操作：线的细化、线的提取、拓扑重建n n跟踪描绘可以通过半自动、手工完成n n n nArcGISArcGIS的扩展工具的扩展工具ArcScanArcScan，可以把栅格数据转换，可以把栅格数据转换为矢量为矢量n n利用利用利用利用ArcScanArcScan等工具，可以实现批量的扫描矢量化等工具，可以实现批量的扫描矢量化等工具，可以实现批量的扫描矢量化等工具，可以实现批量的扫描矢量化过程需要用于存储线的矢量文件，并处于编辑状态过程需要用于存储线的矢量文件，并处于编辑状态过程需要用于存储线的矢量文件，并处于编辑状态过程需要用于存储线的矢量文件，并处于编辑状态n n步骤：步骤：• •打开影像图：打开影像图：E:/ESRI/ArcTutor/ArcScan/ArcScanTrace.mxdE:/ESRI/ArcTutor/ArcScan/ArcScanTrace.mxd；；• •ArcMap-Tools-extensions, customize ArcMap-Tools-extensions, customize 选择选择ArcScan, ArcScan, Editor;Editor;• •parcelscan.img-property-symbolity-parcelscan.img-property-symbolity-设为设为黑白黑白unique unique valuevalue; ;• •创建线矢量文件，创建线矢量文件，EditorEditor中启动其编辑状态中启动其编辑状态Start Start editing;editing;• •ArcScanArcScan中中cell seleection- select connected cells-cell seleection- select connected cells-设设定定total raster(200);total raster(200);• •ArcScanArcScan中中raster cleanup- erase selected cells;raster cleanup- erase selected cells;• •ArcScanArcScan中中vectorization- generate features;vectorization- generate features;补充内容：中国的数据源n n文本数据文本数据文本数据文本数据: : 手工、扫描、文档格式转换（政府或手工、扫描、文档格式转换（政府或手工、扫描、文档格式转换（政府或手工、扫描、文档格式转换（政府或其他机构的信息系统、数据库系统）其他机构的信息系统、数据库系统）其他机构的信息系统、数据库系统）其他机构的信息系统、数据库系统）n n纸质地图：数字化、扫描、扫描后数字化跟踪纸质地图：数字化、扫描、扫描后数字化跟踪纸质地图：数字化、扫描、扫描后数字化跟踪纸质地图：数字化、扫描、扫描后数字化跟踪（国土局、地图出版社、规划、建设部门）（国土局、地图出版社、规划、建设部门）（国土局、地图出版社、规划、建设部门）（国土局、地图出版社、规划、建设部门）n n测量数据：坐标、环境质量、植被、土地利用测量数据：坐标、环境质量、植被、土地利用测量数据：坐标、环境质量、植被、土地利用测量数据：坐标、环境质量、植被、土地利用（专业部门）（专业部门）（专业部门）（专业部门）n n航空照片：数字摄影测量设备（航测部门）航空照片：数字摄影测量设备（航测部门）航空照片：数字摄影测量设备（航测部门）航空照片：数字摄影测量设备（航测部门）n n遥感数据：遥感数据：遥感数据：遥感数据：SpotSpot、、、、MODISMODIS、、、、LandsatLandsat、信息、信息、信息、信息提取（软件提取（软件提取（软件提取（软件++数据处理），来源为卫星地面站、数据处理），来源为卫星地面站、数据处理），来源为卫星地面站、数据处理），来源为卫星地面站、遥感资料库。

遥感资料库遥感资料库遥感资料库n n中国自然地理数据库n n各级国土及测绘局n n各级水文、气象、规划、统计、环保局等GPS-全球卫星定位系统n nGPSGPS全球卫星定位导航系统全球卫星定位导航系统全球卫星定位导航系统全球卫星定位导航系统(Global (Global Positioning System-GPS)Positioning System-GPS)是美国是美国是美国是美国19197070年年年年代开始研制，代开始研制，代开始研制，代开始研制，19941994年全面建成，历时年全面建成，历时年全面建成，历时年全面建成，历时2020年，耗年，耗年，耗年，耗资资资资200200亿美元，具有在海、陆、空进行全方位实亿美元，具有在海、陆、空进行全方位实亿美元，具有在海、陆、空进行全方位实亿美元，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统时三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统时三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统时三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统n n经近经近经近经近1010年我国测绘等部门的使用表明，年我国测绘等部门的使用表明，年我国测绘等部门的使用表明，年我国测绘等部门的使用表明，GPSGPS以全以全以全以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、泛地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、泛地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、泛地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，给测绘领域带来一场深刻的动力学等多种学科，给测绘领域带来一场深刻的动力学等多种学科，给测绘领域带来一场深刻的动力学等多种学科，给测绘领域带来一场深刻的技术革命技术革命技术革命技术革命 n nGPS系统的组成GPS由三个独立的部分组成：由三个独立的部分组成：● 空间部分：空间部分：21颗工作卫星，颗工作卫星，3颗备用卫颗备用卫星星● 地面支撑系统：地面支撑系统：1个主控站，个主控站，3个注入站，个注入站，5个监测站个监测站● 用户设备部分：接收用户设备部分：接收GPS卫星发射信号，卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处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理，完成导航和定位工作GPS接收机硬件：一般由主机、天线和电接收机硬件：一般由主机、天线和电源组成源组成n nGPSGPS定位原理定位原理n n分为绝对定位和相对定位。

一般绝对定位精度低分为绝对定位和相对定位一般绝对定位精度低分为绝对定位和相对定位一般绝对定位精度低分为绝对定位和相对定位一般绝对定位精度低于相对定位两者原理也有不同于相对定位两者原理也有不同于相对定位两者原理也有不同于相对定位两者原理也有不同GPSGPS定位的基定位的基定位的基定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置定待测点的位置定待测点的位置定待测点的位置n n采用单机伪码测距绝对定位时，其基本原理是通采用单机伪码测距绝对定位时，其基本原理是通采用单机伪码测距绝对定位时，其基本原理是通采用单机伪码测距绝对定位时，其基本原理是通过测距来定位，即通过空间三球交于一点（过测距来定位，即通过空间三球交于一点（过测距来定位，即通过空间三球交于一点（过测距来定位，即通过空间三球交于一点（3R3R定定定定位法）确定接收机的空间位置。

可由四颗卫星定位法）确定接收机的空间位置可由四颗卫星定位法）确定接收机的空间位置可由四颗卫星定位法）确定接收机的空间位置可由四颗卫星定位方程求出接收机的空间位置和接收机的时钟差，位方程求出接收机的空间位置和接收机的时钟差，位方程求出接收机的空间位置和接收机的时钟差，位方程求出接收机的空间位置和接收机的时钟差，因此也是获取精确时间的一种方法，可以说因此也是获取精确时间的一种方法，可以说因此也是获取精确时间的一种方法，可以说因此也是获取精确时间的一种方法，可以说GPSGPS是四维定位是四维定位是四维定位是四维定位n n如图所示，假设如图所示，假设如图所示，假设如图所示，假设t t时刻在地面待时刻在地面待时刻在地面待时刻在地面待测点上安置测点上安置测点上安置测点上安置GPSGPS接收机，接收机，接收机，接收机，可以测定可以测定可以测定可以测定GPSGPS信号到达接收机信号到达接收机信号到达接收机信号到达接收机的时间的时间的时间的时间△△△△t t，再，再，再，再加上接收机所接加上接收机所接加上接收机所接加上接收机所接收到的卫星星历收到的卫星星历收到的卫星星历收到的卫星星历等其它数据可以等其它数据可以等其它数据可以等其它数据可以确定以下四个方确定以下四个方确定以下四个方确定以下四个方程式：程式：程式：程式：n n上述四个方程式中待测点坐标上述四个方程式中待测点坐标上述四个方程式中待测点坐标上述四个方程式中待测点坐标x x、、、、y y、、、、z z和和和和VVtoto为未为未为未为未知参数，其中知参数，其中知参数，其中知参数，其中di=cdi=c△ △ △ △ti (i=1ti (i=1、、、、2 2、、、、3 3、、、、4)4)。

n ndi (i=1di (i=1、、、、2 2、、、、3 3、、、、4) 4) 分别为卫星分别为卫星分别为卫星分别为卫星1 1、卫星、卫星、卫星、卫星2 2、卫、卫、卫、卫星星星星3 3、卫星、卫星、卫星、卫星4 4到接收机之间的距离到接收机之间的距离到接收机之间的距离到接收机之间的距离n n△△△△ti(i=1ti(i=1、、、、2 2、、、、3 3、、、、4) 4) 分别为卫星分别为卫星分别为卫星分别为卫星1 1、卫星、卫星、卫星、卫星2 2、卫、卫、卫、卫星星星星3 3、卫星、卫星、卫星、卫星4 4的信号到达接收机所经历的时间的信号到达接收机所经历的时间的信号到达接收机所经历的时间的信号到达接收机所经历的时间n nc c为为为为GPSGPS信号的传播速度（即光速）信号的传播速度（即光速）信号的传播速度（即光速）信号的传播速度（即光速） n n四个方程式中各个参数意义如下：四个方程式中各个参数意义如下：四个方程式中各个参数意义如下：四个方程式中各个参数意义如下：n nx x、、、、y y、、、、z z 为待测点坐标的空间直角坐标（未知量）为待测点坐标的空间直角坐标（未知量）为待测点坐标的空间直角坐标（未知量）为待测点坐标的空间直角坐标（未知量）。

n nxixi、、、、yiyi、、、、zi(i=1zi(i=1、、、、2 2、、、、3 3、、、、4) 4) 分别为卫星分别为卫星分别为卫星分别为卫星1 1、卫、卫、卫、卫星星星星2 2、卫星、卫星、卫星、卫星3 3、卫星、卫星、卫星、卫星4 4在在在在t t时刻的空间直角坐标，可时刻的空间直角坐标，可时刻的空间直角坐标，可时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得（已知量）由卫星导航电文求得（已知量）由卫星导航电文求得（已知量）由卫星导航电文求得（已知量）n nVVtiti(i=1(i=1、、、、2 2、、、、3 3、、、、4) 4) 分别为卫星分别为卫星分别为卫星分别为卫星1 1、卫星、卫星、卫星、卫星2 2、卫、卫、卫、卫星星星星3 3、卫星、卫星、卫星、卫星4 4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供的卫星钟的钟差，由卫星星历提供的卫星钟的钟差，由卫星星历提供的卫星钟的钟差，由卫星星历提供（已知量）已知量）已知量）已知量）n nVVtoto为接收机的钟差（未知量）为接收机的钟差（未知量）为接收机的钟差（未知量）为接收机的钟差（未知量）n n由以上四个方程即可解算出待测点的坐标由以上四个方程即可解算出待测点的坐标由以上四个方程即可解算出待测点的坐标由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x x、、、、y y、、、、z z 和接收机的钟差和接收机的钟差和接收机的钟差和接收机的钟差VVtoto。

n nGPS系统的特点:n n全球，全天候工作：能为用户提供连续，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实时的三维位置，三维速度和精密时间不受天气的影响不受天气的影响n n定位精度高：单机定位精度优于定位精度高：单机定位精度优于10米，采米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级用差分定位，精度可达厘米级和毫米级n n功能多，应用广：功能多，应用广： GPS不仅在测量，导航，不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且随着人们对且随着人们对GPS认识的加深，其应用领认识的加深，其应用领域不断扩大域不断扩大n nGPSGPS系统的误差来源系统的误差来源: :n n1 1电离层延迟误差：精度误差约电离层延迟误差：精度误差约电离层延迟误差：精度误差约电离层延迟误差：精度误差约9 9——45m45m，双频观测订正双频观测订正双频观测订正双频观测订正n n2 2对流层延迟误差：精度误差约对流层延迟误差：精度误差约对流层延迟误差：精度误差约对流层延迟误差：精度误差约2 2——25m25m，气象参数订正气象参数订正气象参数订正。

气象参数订正n n3 3 多路迳误差：精度误差不等约多路迳误差：精度误差不等约多路迳误差：精度误差不等约多路迳误差：精度误差不等约4 4——8cm8cm，时间平均订正时间平均订正时间平均订正时间平均订正n n4 4相对论效应：精度误差约相对论效应：精度误差约相对论效应：精度误差约相对论效应：精度误差约19mm19mm，一般不订正一般不订正一般不订正一般不订正n n5 5 时钟误差：精度误差约时钟误差：精度误差约时钟误差：精度误差约时钟误差：精度误差约3030——300km300km，地面监测站订，地面监测站订，地面监测站订，地面监测站订正，包括在卫星导航电文中，订正后误差正，包括在卫星导航电文中，订正后误差正，包括在卫星导航电文中，订正后误差正，包括在卫星导航电文中，订正后误差6m6m以内n n6 6 卫星星历误差：精度误差约卫星星历误差：精度误差约卫星星历误差：精度误差约卫星星历误差：精度误差约2020——40m40m，观测后精密星，观测后精密星，观测后精密星，观测后精密星历订正，订正后误差可达到历订正，订正后误差可达到历订正，订正后误差可达到历订正，订正后误差可达到5cm5cm以内。

以内n n7 SA7 SA（（（（Selective AvailabilitySelective Availability）干扰误差：精度误差）干扰误差：精度误差）干扰误差：精度误差）干扰误差：精度误差约约约约2020——100m100m，差分订正差分订正差分订正差分订正n n8 8 接收机观测、时钟、计算、天线定位误差：精度误差与接收机观测、时钟、计算、天线定位误差：精度误差与接收机观测、时钟、计算、天线定位误差：精度误差与接收机观测、时钟、计算、天线定位误差：精度误差与接收机有关；单机伪码测距时，接收机时钟差可作为未知接收机有关；单机伪码测距时，接收机时钟差可作为未知接收机有关；单机伪码测距时，接收机时钟差可作为未知接收机有关；单机伪码测距时，接收机时钟差可作为未知变量由四颗卫星定位方程求出，多接收机时要求高精度时变量由四颗卫星定位方程求出，多接收机时要求高精度时变量由四颗卫星定位方程求出，多接收机时要求高精度时变量由四颗卫星定位方程求出，多接收机时要求高精度时钟（铷、铯原子钟）或同步钟（铷、铯原子钟）或同步钟（铷、铯原子钟）或同步钟（铷、铯原子钟）或同步n nGPS系统的提高精度的方法-差分DGPS原理：n n目前目前GPS系统提供的定位精度是优于系统提供的定位精度是优于10米，米，而为得到更高的定位精度，我们通常采用而为得到更高的定位精度，我们通常采用差分差分GPS技术：将一台技术：将一台GPS接收机安置在接收机安置在基准站上进行观测。

根据基准站已知精密基准站上进行观测根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去用并由基准站实时将这一数据发送出去用户接收机在进行户接收机在进行GPS观测的同时，也接收观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度进行改正，从而提高定位精度Windows Mobile 5.0操作系统 支持蓝牙、局域网无线连接技术 支持Trimpix技术优质的GIS数据采集系统Juno ST手持机是一款性价比很高、适用于在不同环境下进行数据采集的GPS接收机；Juno ST是Trimble公司目前所设计的手持机中最紧凑、最轻便的一款；它提供2-5米精度实时差分或后处理差分数据n n差分差分差分差分GPSGPS分为两大类：伪距差分和载波相位差分分为两大类：伪距差分和载波相位差分分为两大类：伪距差分和载波相位差分分为两大类：伪距差分和载波相位差分n n1 1．伪距差分原理：．伪距差分原理：这是应用最广的一种差分在这是应用最广的一种差分在这是应用最广的一种差分。

在这是应用最广的一种差分在基准站上，观测所有卫星，根据基准站已知坐标基准站上，观测所有卫星，根据基准站已知坐标基准站上，观测所有卫星，根据基准站已知坐标基准站上，观测所有卫星，根据基准站已知坐标和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离再与测得的伪距比较，得出伪距站的真实距离再与测得的伪距比较，得出伪距站的真实距离再与测得的伪距比较，得出伪距站的真实距离再与测得的伪距比较，得出伪距改正数，将其传输至用户接收机，提高定位精度改正数，将其传输至用户接收机，提高定位精度改正数，将其传输至用户接收机，提高定位精度改正数，将其传输至用户接收机，提高定位精度这种差分，能得到这种差分，能得到这种差分，能得到这种差分，能得到米级定位精度米级定位精度米级定位精度米级定位精度，如沿海广泛使，如沿海广泛使，如沿海广泛使，如沿海广泛使用的用的用的用的“ “信标差分信标差分信标差分信标差分” ”n n2 2．载波相位差分原理：．载波相位差分原理：载波相位差分技术又称载波相位差分技术又称载波相位差分技术又称载波相位差分技术又称RTKRTK（（（（Real Time KinematicReal Time Kinematic）技术，是实）技术，是实）技术，是实）技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。

即时处理两个测站载波相位观测量的差分方法即时处理两个测站载波相位观测量的差分方法即时处理两个测站载波相位观测量的差分方法即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标行求差解算坐标行求差解算坐标行求差解算坐标n n载波相位差分可使载波相位差分可使载波相位差分可使载波相位差分可使定位精度达到厘米级定位精度达到厘米级定位精度达到厘米级定位精度达到厘米级大量应用于动态需要高精度位置的领域用于动态需要高精度位置的领域用于动态需要高精度位置的领域用于动态需要高精度位置的领域中国北斗卫星导航系统n n北斗有三代，功能不同n n北斗卫星导航系统：我国自主建设并与其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统全球范围内高精度定位、导航、授时，兼具短报文通信能力n n目前，北斗卫星导航系统已形成服务能力。