第十一章--地图的形成与发展分解课件

第十一章第十一章 地图的形成与发展地图的形成与发展第第5 5篇篇 地图和数字地图地图和数字地图第三节 地图的应用1.阅读地图阅读地图1.1 普通地图的阅读1.2 专题地图的阅读2.地图阅读方式方法地图阅读方式方法2.1 一般阅读2.2 量算阅读2.3 综合阅读2.4 推理阅读1.阅读地图1.1 普通地图的阅读普通地图阅读内容主要包括：辅助要素，如图名、图号、图例、坡度尺等；数学要素，如地图投影、比例尺、三北方向偏角图等；图形要素，如水系、地貌、土质、植被、境界线、独立地物等。首都首都省级行省级行政中心政中心一般一般城镇城镇洲界洲界国界国界未定国未定国省省,自治区自治区,直辖市界直辖市界地区界地区界铁路铁路公路公路长城长城运河运河河流河流,湖泊湖泊时令河时令河,湖湖水库水库,渠道渠道等高线等高线山峰山峰关隘关隘沙漠沙漠沼泽沼泽地图的基本要素小结1.1.读图名读图名2.2.读比例尺和方向读比例尺和方向3.3.读图例和注记读图例和注记4.4.读地图内容读地图内容 读地图的基本方法和步骤地图投影在普通地图（尤其是地形图）上，有关地图投影的阅读主要是识别经纬网及有关的坐标网、控制点。地图比例尺图上方里网间隔/cm相应实地距离/km1:100001011:25000411:50000211:10000022计算：如比例尺为1:10000，表示1厘米代表100米，弱图上方里网格为10cm，则10厘米则表示1000米，即1km。比例尺同一地区，比例尺愈大，则地图图形愈大，图上量测精度愈高，地图内容越详细，反之，则相反。三北方向偏角真北方向坐标北方向磁北方向线水系水系是地理环境中起重要作用的组成部分首先阅读水陆界线，搞清河流性质，是长流河还是时令河；其次阅读各河段的情况，如河宽、河深等；再次了解渡河的方法，如桥梁、渡口等。地貌地貌的阅读主要是为了了解一个区域的地势和起伏状况，在大中比例尺地图上，一般采用等高线法表示。等高线图的高度注记为“海拔高度”（即某个地点高出海平面的垂直距离，我国的海拔是高出黄海海平面的距离。）等高线的基本知识（识图关键）同线等高；等高距全图一致；等高线是封闭的曲线；两条等高（深）线决不能相交（峭壁悬崖处重合）；等高线疏密反映坡度缓陡；等高线与山脊线或山谷线垂直相交；两对等高线凸侧互相对称时，为山岳的鞍部；示坡线表示降坡方向；几条特殊的等高线：0米线表示海平面，也是海岸线；200米线区分平原和低丘；500米、1000米线显示低山丘陵或高原；2000米、3000米线反映中山和高原；4000米反映青藏高原和高山的特征。一.等高线的概念 地面上高程相同的相邻各点连成的闭合曲线，称为等高线。如雨后地面上静止的积水，积水面与地面的交线就是一条等高线。将这些等高线沿铅垂方向投影到水平面H上，并用规定的比例尺缩绘在图纸上，这就将小山用等高线表示在地形图上了。二.等高距和等高线平距 相邻等高线之间的高差称为等高距，也称为等高线间隔，用h表示。相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距，用d表示。式中 M 比例尺分母。地面坡度 i 与等高线平距 d 成反比。地面坡度较缓，其等高线平距较小大，等高线显得稀疏；地面坡度较陡，其等高线平距较小，等高线十分密集。三.几种基本地貌的等高线 1山头和洼地的等高线 山头和洼地（又称盆地）的等高线都是一组闭合曲线。山头的等高线洼地的等高线 山头内圈等高线高程大于外圈等高线的高程，洼地则相反。示坡线是垂直于等高线并指示坡度降落方向的短线。示坡线往外标注是山头，往内标注的则是洼地。2山脊与山谷的等高线 沿着一个方向延伸的高地称为山脊，山脊上最高点的连线称为山脊线或分水线。山脊的等高线是一组凸向低处的曲线。在两山脊间沿着一个方向延伸的洼地称为山谷，山谷中最低点的连线称为山谷线。山谷的等高线是一组凸向高处的曲线。山脊线、山谷线与等高线正交。山脊的等高线 山谷的等高线3鞍部的等高线 相邻两山头之间呈马鞍形的低凹部分称为鞍部，鞍部是两个山脊和两个山谷会合的地方。鞍部的等高线由两组相对的山脊和山谷的等高线组成，即在一圈大的闭合曲线内，套有两组小的闭合曲线。鞍部的等高线4陡崖和悬崖的表示方法 坡度在70以上或为90的陡峭崖壁称为陡崖。陡崖处的等高线非常密集，甚至会重叠，因此，在陡崖处不再绘制等高线，改用陡崖符号表示。上部向外突出，中间凹进的陡崖称为悬崖。上部的等高线投影到水平面时与下部的等高线相交，下部凹进的等高线用虚线表示。石质陡崖土质陡崖悬崖的等高线四.等高线的分类 为了更详尽地表示地貌的特征，地形图上常用下面四种类型的等高线。四种类型等高线地貌符号的阅读地貌除用等高线图形表示外，有些特殊的地貌是不能用等高线表示的，而用特殊的地貌符号表示。主要有：土堆、滑坡、陡崖、梯田、冲沟、干湖等。其它图形要素土质、植被居民地交通网境界线独立地物符号1.2 专题地图阅读专题地图内容的阅读类似于普通地图，只是在表示上比普通地图更为简单。1.2.1 阅读专题地图图例1.2.2 阅读专题内容（1）类型图（2）区划图（3）分布图（4）运动线图（5）等值线图（6）统计地图（7）综合图统计图2.阅读地图方式方法2.1 直接阅读2.2 量算阅读2.3 综合阅读2.4 推理阅读第十三章第十三章数字地球的核心数字地球的核心3S技术技术第十三章 数字地球的核心3S技术 数字地球（Digital Earth）就是信息化的地球。从两方面来理解数字地球：一是将地球上每一点上的固有信息数字化，按地理坐标组成一个三维的数字地球；二是在此基础上在嵌入所有相关变动信息，组成一个意义更广泛的多维的数字地球。数字地球的核心是：地球空间信息科学，技术核心是3S，即全球定位系统GPS、遥感RS、地理信息系统GIS。课程主要内容u了解了解GPSGPS技术的发展与现状技术的发展与现状 GPS GPS技术的发展、技术的发展、GPSGPS系统的建立、系统的建立、GPSGPS系统的系统的 组成组成u熟悉熟悉GPSGPS的基础概念的基础概念 坐标系统、时间系统、坐标系统、时间系统、GPSGPS卫星星历、导航电文和卫星星历、导航电文和卫星信号、卫星信号、GPSGPS接收机的类型与工作原理接收机的类型与工作原理u掌握掌握GPSGPS导航与定位的原理导航与定位的原理 伪距测量、载波相位测量、绝对定位和相对定位、伪距测量、载波相位测量、绝对定位和相对定位、SASA和和ASAS政策、导航原理与方法政策、导航原理与方法u熟悉熟悉GPSGPS技术的作用和应用领域技术的作用和应用领域 GPSGPS在日常生活、生产应用、科学研究中的作用和在日常生活、生产应用、科学研究中的作用和应用领域应用领域卫星定位技术发展的回顾卫星定位技术发展的回顾 19571957年世界上第一颗人造地球卫星发射成功，年世界上第一颗人造地球卫星发射成功，4040年来，人造地球卫星技术在通信、气象、资源勘年来，人造地球卫星技术在通信、气象、资源勘察、导航、遥感、大地测量、地球动力学、天文学察、导航、遥感、大地测量、地球动力学、天文学和军事科学等众多领域，得到了极广泛应用。和军事科学等众多领域，得到了极广泛应用。人造地球卫星的出现，首先引起了各国军事部门人造地球卫星的出现，首先引起了各国军事部门的高度重视。的高度重视。19581958年底，美国海军武器实验室，开始年底，美国海军武器实验室，开始着手建立为美国海军舰艇导航的卫星系统，即着手建立为美国海军舰艇导航的卫星系统，即“海军海军导航卫星系统导航卫星系统”（Navy Navigation Satellite Navy Navigation Satellite SystemSystemNNSSNNSS）。）。由于该系统卫星都通过地极，也由于该系统卫星都通过地极，也称称“子午子午(Transit)Transit)卫星系统卫星系统”。1964 1964年该系统建成，并在美国军方启用。年该系统建成，并在美国军方启用。19671967年年美国政府批准该系统解密，提供民用。该系统不受气美国政府批准该系统解密，提供民用。该系统不受气象条件的限制，自动化程度高，具有良好的定位精度。象条件的限制，自动化程度高，具有良好的定位精度。尽管尽管NNSSNNSS在导航技术的发展中具有划时代在导航技术的发展中具有划时代的意义，但由于该系统卫星数目少（的意义，但由于该系统卫星数目少（5-65-6颗），颗），运行轨道低（运行轨道低（10001000km km）,观测时间长（观测时间长（1.51.5小时）小时），无法提供连续实时三维导航，同时获得一次，无法提供连续实时三维导航，同时获得一次导航解的时间长，难以满足军事要求，尤其是导航解的时间长，难以满足军事要求，尤其是高动态目标（飞机、导弹等）导航要求。而从高动态目标（飞机、导弹等）导航要求。而从大地测量看，定位速度慢，一个测站一般平均大地测量看，定位速度慢，一个测站一般平均观测观测1-21-2天；精度低，单点定位精度天；精度低，单点定位精度3-53-5m m，相对相对定位精度定位精度1 1m m，使得在大地测量和地球动力学研使得在大地测量和地球动力学研究方面的应用，也受到很大限制。究方面的应用，也受到很大限制。为满足军事和民用对连续实时和三维导航的为满足军事和民用对连续实时和三维导航的迫切要求，迫切要求，19731973年美国国防部开始组织陆海空年美国国防部开始组织陆海空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统的计三军，共同研究建立新一代卫星导航系统的计划，这就是目前所称的划，这就是目前所称的“导航卫星授时测距导航卫星授时测距/全全球定位系统球定位系统”（Navigation Satellite Timing Navigation Satellite Timing and ranging/Global Positioning Systemand ranging/Global Positioning System）简称全球定位系统（简称全球定位系统（GPSGPS）。）。为使为使GPSGPS具有高精度连续实时三维导航和定具有高精度连续实时三维导航和定位能力，以及良好的抗干扰性能，在设计上采位能力，以及良好的抗干扰性能，在设计上采取了若干改善措施取了若干改善措施。GPSGPS系统的特点系统的特点u全球性连续覆盖，全天候工作全球性连续覆盖，全天候工作u定位精度高定位精度高u观测时间短观测时间短u测站间无需通视测站间无需通视u可提供三维坐标可提供三维坐标u操作简便操作简便u功能多，用途广功能多，用途广1.GPS的组成 GPSGPS定位技术是利用高空中的定位技术是利用高空中的GPSGPS卫星，向卫星，向地面发射地面发射L L波段的载频无线电测距信号，由地波段的载频无线电测距信号，由地面上用户接收机实时地连续接收，并计算出接面上用户接收机实时地连续接收，并计算出接收机天线所在的位置。因此，收机天线所在的位置。因此，GPSGPS定位系统是定位系统是由以下三个部分组成：由以下三个部分组成：（1 1）GPSGPS卫星星座（空间部分）卫星星座（空间部分）（2 2）地面监控系统（地面控制部分）地面监控系统（地面控制部分）（3 3）GPSGPS信号接收机（用户设备部分）。信号接收机（用户设备部分）。这三部分有这三部分有各自独立的各自独立的功能和作用，功能和作用，对于整个全对于整个全球定位系统球定位系统来说，它们来说，它们都是不可缺都是不可缺少的。少的。1.1 GPS1.1 GPS卫星星座组成卫星星座组成 共共2424颗卫星，其中颗卫星，其中3 3颗备用，分布在颗备用，分布在6 6个轨道个轨道面上。轨道面相对地球赤道面的倾角为面上。轨道面相对地球赤道面的倾角为5555，卫，卫星平均高度约星平均高度约2020020200kmkm，运行周期运行周期1111h58mh58m。因此，同一测站上每天出现卫星分布图形相因此，同一测站上每天出现卫星分布图形相同，只是每天提前约同，只是每天提前约4 4分钟。每颗卫星每天约有分钟。每颗卫星每天约有5 5小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目，随时间地点而异，最少数目，随时间地点而异，最少4 4颗，最多达颗，最多达1111颗。颗。uGPS系统的空间系统的空间部分由部分由GPS卫星组卫星组成，称为卫星星座。成，称为卫星星座。u卫星星座的分布卫星星座的分布设置要保证地球上设置要保证地球上任何地点，任何时任何地点，任何时刻至少可以同时观刻至少可以同时观测到四颗卫星。测到四颗卫星。1.1 GPS1.1 GPS卫星星座组成卫星星座组成u铯原子钟铯原子钟u计算机计算机u2 2块块7 7m m2 2的太阳能翼板的太阳能翼板u无线电收发两用机无线电收发两用机u导航荷载（接收数据，导航荷载（接收数据，发射测距和导航数据）发射测距和导航数据）u姿态控制和太阳能板姿态控制和太阳能板指向系统指向系统GPSGPS卫星卫星GPSGPS卫星结构卫星结构双叶对日定向太阳能双叶对日定向太阳能电池帆板，全长电池帆板，全长5.33m，接受日光面接受日光面积积7.2m2。多波束定向天线，这是一种由多波束定向天线，这是一种由12个单元构成个单元构成的成形波束螺旋天线阵，能发射的成形波束螺旋天线阵，能发射L1和和L2波段波段的信号，其波束方向图能覆盖约半个地球。的信号，其波束方向图能覆盖约半个地球。在星体两端面上在星体两端面上装有全向遥测遥装有全向遥测遥控天线，用于与控天线，用于与地面监控网通信。地面监控网通信。采用铝蜂巢结构、主体呈柱形，直径为采用铝蜂巢结构、主体呈柱形，直径为1.5m1.5m1.2 GPS1.2 GPS星座参星座参数数卫星：卫星：24 颗颗轨道：面轨道：面6个个长长 半半 轴：轴：26609km偏偏 心心 率：率：0.01轨道面相对赤道面的倾角：轨道面相对赤道面的倾角：55各轨道面升交点赤经相差：各轨道面升交点赤经相差：60相邻轨道卫星升交距角相差：相邻轨道卫星升交距角相差：30卫星高度：卫星高度：20200km卫星运行周期：卫星运行周期：11小时小时58分钟分钟1.2 GPS1.2 GPS地面监控部分地面监控部分 GPS GPS的地面监控部分由分布在全球的的地面监控部分由分布在全球的5 5个地个地面站组成，其中包括卫星监测站（面站组成，其中包括卫星监测站（5 5个）、主个）、主控站（控站（1 1个）和注入站（个）和注入站（3 3个）。个）。1 1.监测站：是主控站直接控制下的数据自动采监测站：是主控站直接控制下的数据自动采集中心。站内设有双频集中心。站内设有双频GPSGPS接收机、高精度原接收机、高精度原子钟、计算机子钟、计算机1 1台和若干台环境数据传感器。台和若干台环境数据传感器。观测资料由计算机进行初步处理，存储并传输观测资料由计算机进行初步处理，存储并传输到主控站，以确定卫星轨道。到主控站，以确定卫星轨道。控制站的分布控制站的分布夏威夷夏威夷卡瓦加兰卡瓦加兰狄哥狄哥伽西亚伽西亚阿松森岛阿松森岛科罗拉多科罗拉多1.2 GPS1.2 GPS地面监控部分地面监控部分2 2.主控站主控站 除协调和管理地面监控系统外，主要任务：除协调和管理地面监控系统外，主要任务：1 1）根据本站和其它监测站的观测资料，推算编制）根据本站和其它监测站的观测资料，推算编制各卫星的星历、卫星钟差和大气修正参数，并将各卫星的星历、卫星钟差和大气修正参数，并将数据传送到注入站。数据传送到注入站。2 2）提供全球定位系统的时间基准。各监测站和）提供全球定位系统的时间基准。各监测站和GPSGPS卫星的原子钟，均应与主控站的原子钟同步，卫星的原子钟，均应与主控站的原子钟同步，测出其间的钟差，将钟差信息编入导航电文，送测出其间的钟差，将钟差信息编入导航电文，送入注入站。入注入站。3 3）调整偏离轨道的卫星，使之沿预定轨道运行。）调整偏离轨道的卫星，使之沿预定轨道运行。4 4）启用备用卫星代替失效工作卫星）启用备用卫星代替失效工作卫星。3 3.注入站：注入站：主要设备为主要设备为1 1台直径台直径3.63.6m m的天线、的天线、1 1台台c c波段波段发射机和发射机和1 1台计算机。主要任务是在主控站的控台计算机。主要任务是在主控站的控制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等，注入到相应卫星的导航电文和其它控制指令等，注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。存储系统，并监测注入信息的正确性。整个整个GPSGPS系统的地面监控部分，除主控站外系统的地面监控部分，除主控站外均无人值守。各站间用现代化通讯网络联系，在均无人值守。各站间用现代化通讯网络联系，在原子钟和计算机的驱动和控制下，实现高度的自原子钟和计算机的驱动和控制下，实现高度的自动化标准化。动化标准化。1.2 GPS1.2 GPS地面监控部分地面监控部分接收机调制解调器铯钟气象传感器监测站观测星历与时钟主控站计算误差编算注入导航电文调制解调器高功率放大器指令发生器数据存储器和外部设备注入站数据处理机数 据处理机L1 L2S波段波段GPS卫星卫星GPS卫星卫星地面监控系统流程图地面监控系统流程图GPS地面控制部分的作用地面控制部分的作用 负责监控全球定位系统的工作：负责监控全球定位系统的工作：u监测卫星是否正常工作，是否沿预定的轨道监测卫星是否正常工作，是否沿预定的轨道运行运行u跟踪计算卫星的轨道参数并发送给卫星，由跟踪计算卫星的轨道参数并发送给卫星，由卫星通过导航电文发送给用户卫星通过导航电文发送给用户u保持各颗卫星的时间同步保持各颗卫星的时间同步u必要时对卫星进行调度必要时对卫星进行调度1.3 GPS1.3 GPS用户设备部分用户设备部分u用户部分组成用户部分组成 GPS GPS信号接收机及相关设备信号接收机及相关设备uGPSGPS接收机接收机 接收、跟踪、变换和测量接收、跟踪、变换和测量GPSGPS信号的无线电设备信号的无线电设备uGPSGPS接收机的组成接收机的组成 天线、接收机、处理器、控制显示单元、电源天线、接收机、处理器、控制显示单元、电源uGPSGPS接收机的作用接收机的作用 接收接收GPSGPS卫星发射的无线电信号，以获得必要的定位卫星发射的无线电信号，以获得必要的定位信息和观测量，并经过数据处理而完成定位工作信息和观测量，并经过数据处理而完成定位工作GPS接收机接收机1 1 接收和存储由地面监控站发来的导航信息，接收和存储由地面监控站发来的导航信息，接收并执行监控站的控制指令。接收并执行监控站的控制指令。2 2 利用卫星上的微处理机，对部分必要的数据利用卫星上的微处理机，对部分必要的数据进行处理。进行处理。3 3 通过星载的原子钟提供精密的时间标准。通过星载的原子钟提供精密的时间标准。4 4 向用户发送定位信息。向用户发送定位信息。5 5 在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫星姿态和启用备用卫星。星姿态和启用备用卫星。2.GPS2.GPS卫星的基本功能卫星的基本功能SPSSPS与与PPSPPSSPS SPS 标准定位服务，使用标准定位服务，使用C/AC/A码，民用码，民用PPS PPS 精密定位服务，可使用精密定位服务，可使用P P码，军用码，军用美国政府的美国政府的GPS政策政策3.GPS定位的误差源3.1与与GPS卫星有关的因素卫星有关的因素3.1.1 SA3.1.1 SA（已于已于20002000年年5 5月月1 1日取消）日取消）SelectiveAvailability选择可用性：人为选择可用性：人为降低普通用户的测量精度。降低普通用户的测量精度。方法方法技术：轨道加绕（长周期，慢变化）技术：轨道加绕（长周期，慢变化）技术：星钟加绕（高频抖动，短周期，技术：星钟加绕（高频抖动，短周期，快变化）快变化）卫星星历是描述卫星运动轨道的信息，是一卫星星历是描述卫星运动轨道的信息，是一组对应某一时刻的轨道根数及其变率。组对应某一时刻的轨道根数及其变率。根据卫星星历可以计算出任一时刻的卫星位根据卫星星历可以计算出任一时刻的卫星位置及其速度，置及其速度，GPS卫星星历分为卫星星历分为预报星历和后预报星历和后处理星历。处理星历。无论采用哪种类型的星历，所计算出来的卫无论采用哪种类型的星历，所计算出来的卫星位置都会与其真实位置有所差异，这就是所谓星位置都会与其真实位置有所差异，这就是所谓的星历误差。的星历误差。3.1.2 GPS3.1.2 GPS卫星星历误差卫星星历误差3.1.3 卫星钟差卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间的误差。关于关于GPS卫星信号卫星信号GPS卫星所发射的信号包括载波信号、卫星所发射的信号包括载波信号、P码（或码（或Y码）、码）、C/A码和数据码（或码和数据码（或D码）等多种信号分码）等多种信号分量，而其中量，而其中P码和码和C/A码统称为测距码。码统称为测距码。卫星信号发射天线相位中心偏差。卫星信号发射天线相位中心偏差。3.1.4 3.1.4 卫星信号发射天线相位中心偏差卫星信号发射天线相位中心偏差3.2 与传播途径有关的因素3.2.1 电离层延迟由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生变化，这种变化称为电离层延迟。3.2.2 对流层延迟由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生变化，这种变化称为对流层延迟。3.2.3 多路径效应由于接收机周围环境的影响，使得接收机所收到的卫星信号中还包含各种反射和折射信号的影响，这就是所谓的多路径效应。3.3 接收机有关的因素 3.3.1 接收机钟差接收机钟差是GPS接收机所用的钟的钟面时与GPS标准时之间的差异。3.3.2 接收机天线相位中心偏差3.3.3 接收机软件和硬件造成的误差3.4 其他GPS控制部分人为或计算机造成的影响。GPS误差误差造成GPS定位误差的因素：由于卫星轨道变化以及卫星电子钟不准确以及定位信号穿越电离层和地表对流层时速度的变化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100米。4.GPS定位方法4.1 根据定位所采用的观测值4.2 根据定位的模式4.3 根据获取定位结果的时间4.4 根据定位时接收的运动状态5.GPS应用5.1 GPS在智能车辆导航定位中的应用车辆定位行车路线设计路径引导服务综合信息服务无线通信功能5.2 GPS在测绘中的应用GPS定位技术已完全可以取代常规测角、测距手段来建立大地控制网。GPS在航空摄影测量和遥感中的应用。5.3 GPS在地球动力学及地震研究中的应用 GPS在动力学中的应用，主要是用GPS来监测全球和区域板块运动，监测区域和局部地壳运动，从而进行地球成因及动力机制的研究。根据测定的板块运动和速度和方向，测定的地壳运动变形量，分析地倾斜地应变积累，研究地下断层活动模式、应力场变化，开展地震危害性估计，做地震预报。地震预报。6.GPS技术的最新进展GPS在高精度定位、精密测时、连续性等方面有突出优势，这使GPS已经成为“空间数据基础设施”中的一个重要组成部分。SPSSPS与与PPSPPSSPS SPS 标准定位服务，使用标准定位服务，使用C/AC/A码，民用码，民用PPS PPS 精密定位服务，可使用精密定位服务，可使用P P码，军用码，军用SASA（已于已于20002000年年5 5月月1 1日取消）日取消）Selective Availability Selective Availability 选择可用性：人为选择可用性：人为降低普通用户的测量精度。降低普通用户的测量精度。方法方法技术：轨道加绕（长周期，慢变化）技术：轨道加绕（长周期，慢变化）技术：星钟加绕（高频抖动，短周期，快变技术：星钟加绕（高频抖动，短周期，快变化）化）AS AS Anti-Spoofing Anti-Spoofing反电子欺骗反电子欺骗 P P码加密，码加密，P+W-YP+W-Y美国政府的美国政府的GPSGPS政策政策非特许用户对美国限制性政策的措施非特许用户对美国限制性政策的措施uGLONASS 全球全球导航卫星系统导航卫星系统uGalileo系统系统u北斗系统：我国北斗系统：我国的第一代卫星导航的第一代卫星导航系统系统1 1.GLONASS.GLONASSu类似于类似于GPS，是俄罗斯以空间为基础的无线电导航是俄罗斯以空间为基础的无线电导航系统；系统；u其前身其前身CICADA与子午系统同期，于与子午系统同期，于19651965年设计，年设计，有有1212颗卫星；颗卫星；u2020世纪世纪7070年代中期开始启动年代中期开始启动GLONASS计划计划u19821982年年1010月月1212日发射第一颗日发射第一颗GLONASS卫星卫星u19961996年年1 1月月1818日，完成日，完成2424颗卫星的布局，卫星具备完颗卫星的布局，卫星具备完全工作能力全工作能力u由于经济原因，现在天空上的由于经济原因，现在天空上的GLONASS卫星仅为卫星仅为8 8颗。颗。2.Galileo2.Galileou背景：背景：GLONASS在轨卫星缺失，在轨卫星缺失，GPS独霸市场独霸市场 GLONASS、GPS均由军方控制均由军方控制u欧盟：要建立国际民间控制的或欧盟自己的民用导航系统欧盟：要建立国际民间控制的或欧盟自己的民用导航系统u特点：共享的独立于特点：共享的独立于GPS的无增强条件下的适于海陆空的的无增强条件下的适于海陆空的 系统。参股共建，收费。系统。参股共建，收费。u阶段：阶段：（一）（一）2000年前，可行性评估或定义年前，可行性评估或定义（二）（二）20012005，开发和检测，开发和检测（三）（三）20062007，部署，部署（四）（四）2008，商业运行，商业运行欧盟为何重视伽利略计划首先，打破美国在这方面的垄断地位，为欧盟赢得可观的市场首先，打破美国在这方面的垄断地位，为欧盟赢得可观的市场份额份额。权威部门预计：伽利略计划将为欧盟创造万个高技术含量的就业岗位；每年经济收益有亿欧元之多；仅出售航空和航海终端设备一项就可在年至年将获得亿欧元收入。第二，欧盟开发此项目可为欧盟现在极力提倡的欧洲共同安全第二，欧盟开发此项目可为欧盟现在极力提倡的欧洲共同安全防御政策服务。防御政策服务。第三，欧盟认为，没有科技上的领先地位，欧盟在将来许多事第三，欧盟认为，没有科技上的领先地位，欧盟在将来许多事务中就没有主导权。务中就没有主导权。Galileo计划概况计划概况伽利略计划的资金预计为32亿到36亿欧元系统由30颗高轨道卫星组成，分布在轨道高度为2.4万千米、倾角为56度的3个轨道面上。基础设施包括天基和地基两部分。卫星将为用户提供精确的时间和误差不超过一米的全球精确定位服务，与美国GPS和俄罗斯的GLONASS争夺市场。3.3.北斗系统北斗系统目的：快速定位、目的：快速定位、实时导航，简短通讯，实时导航，简短通讯，精密授时精密授时 由两颗地球同步轨由两颗地球同步轨道卫星组成星座，卫道卫星组成星座，卫星结构简单星结构简单 定位工作主要在中心站定位工作主要在中心站完成，属于主动式导航定完成，属于主动式导航定位系统。位系统。二维导航和定位，高程二维导航和定位，高程结果需要由其他途径获得结果需要由其他途径获得主要的优势在于军用：主要的优势在于军用：通讯、集团用户的调度和通讯、集团用户的调度和派遣。派遣。北斗系统定位的特点北斗系统定位的特点地面中心站用户S1S2DS1DS2D1D2第二节 遥感（RS）遥感（Remote sensing）通常是指通过某种传感器装置，在不与研究对象直接接触的情况下，获得其特征信息，并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。航天遥感-人造卫星（地球资源卫星）航空遥感-航空摄影 地面遥感-测地雷达、照相机 因为因为地球上所有物体地球上所有物体都在不停地都在不停地发射、反射、发射、反射、吸收电磁波吸收电磁波，而且不同物体对电磁波的发射、反，而且不同物体对电磁波的发射、反射、吸收的特性不同。射、吸收的特性不同。例如，植物的叶子看起来是绿色的，是因为叶例如，植物的叶子看起来是绿色的，是因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色波长的光强烈子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色波长的光强烈反射的缘故反射的缘故。物体的这种对电磁波固有的特性叫做物体的这种对电磁波固有的特性叫做光谱特性光谱特性遥感影像的表现形式SPOT多光谱合成结果近红外波段红色红色波段 绿色绿色波段 蓝色亮青色：裸露土地暗青色：成熟作物或叶子干枯的植物红色：生长期的植物黑色：水 第一架第一架照相机照相机拍摄的第一张风景照片就可以称拍摄的第一张风景照片就可以称为遥感，是利用为遥感，是利用近地面平台近地面平台成像遥感，利用成像遥感，利用气球气球作作为遥感平台是对近地面遥感的进一步发展；为遥感平台是对近地面遥感的进一步发展；20世纪初第一架世纪初第一架飞机飞机诞生、诞生、1915年世界上第一年世界上第一台台航空摄影专用相机航空摄影专用相机产生，标志着产生，标志着航空遥感航空遥感技术产技术产生，但航空遥感最早被广泛应用于军事侦察领域，生，但航空遥感最早被广泛应用于军事侦察领域，直到直到1920年以后航空遥感才开始在民用领域得到应年以后航空遥感才开始在民用领域得到应用；用；1957年，原苏联第一颗年，原苏联第一颗人造卫星人造卫星的升空标志的升空标志着人类进入太空时代，随后美国阿波罗着人类进入太空时代，随后美国阿波罗宇宙飞行宇宙飞行器器发回第一张地球影像图，标志着发回第一张地球影像图，标志着太空遥感（航太空遥感（航天遥感）天遥感）时代到来。时代到来。可见，遥感技术是随着可见，遥感技术是随着工作平台工作平台、传感器传感器和和探测器探测器的发展而发展的。的发展而发展的。遥感的特点：遥感的特点：一张比例尺为一张比例尺为1：35000的的23cm23cm的航空图的航空图片，可反映出片，可反映出60多平方千米的地理景观实况；多平方千米的地理景观实况；一幅陆地卫星一幅陆地卫星TM（专题制图仪）图像，其覆（专题制图仪）图像，其覆盖面积可达盖面积可达34255平方千米。平方千米。=视域广阔，监测范围大视域广阔，监测范围大 以下文字材料反映了现遥感技术的哪些特点？以下文字材料反映了现遥感技术的哪些特点？陆地卫星陆地卫星、的运行周期为的运行周期为16天，即每天，即每16天天可以对全球陆地表面成像一遍；可以对全球陆地表面成像一遍；NOAA气象卫星每天能接收两次覆盖全球的图气象卫星每天能接收两次覆盖全球的图像。像。=获取资料的速度快、周期短获取资料的速度快、周期短 这种特点有利于及时发现病虫害、洪水及森这种特点有利于及时发现病虫害、洪水及森林火灾等自然灾害，为抗灾、减灾工作提供可靠林火灾等自然灾害，为抗灾、减灾工作提供可靠的科学依据。的科学依据。现代遥感技术的构成现代遥感技术的构成 （1）遥感的技术组成及工作环节）遥感的技术组成及工作环节遥感技术遥感技术从传感器接收信息到遥感信息应用的全过程从传感器接收信息到遥感信息应用的全过程 目标物目标物传感器传感器物体辐射或物体辐射或反射电磁波反射电磁波收集收集传输传输遥感遥感平台平台信息处理信息处理信息分析信息分析成果成果专业图件专业图件统计数字统计数字遥感平台遥感平台遥感平台遥感平台高度高度目的目的用途用途其它其它静止卫星静止卫星36,000km定点地球观测定点地球观测气象卫星气象卫星圆轨道卫星（地球观测圆轨道卫星（地球观测卫星）卫星）500km1,000km定期地球观测定期地球观测LandsatSPOTMOS等等小卫星小卫星400km左右左右各种调查各种调查航天飞机航天飞机240km350km不定期地球观测空间实验不定期地球观测空间实验天线探空仪天线探空仪100m100km各种调查（气象等）各种调查（气象等）高高度喷气机高高度喷气机10,00012,000m侦察大范围调查侦察大范围调查中低高度飞机中低高度飞机5008,000m各种调查航空摄影测量各种调查航空摄影测量飞艇飞艇5003,000m空中侦察各种调查空中侦察各种调查直升机直升机1002,000m各种调查摄影测量各种调查摄影测量无线遥控飞机无线遥控飞机500m以下以下各种调查摄影测量各种调查摄影测量飞机直升机飞机直升机牵引飞机牵引飞机50500m各种调查摄影测量各种调查摄影测量牵引滑翔机牵引滑翔机系留气球系留气球800以下以下各种调查各种调查索道索道1040m遗址调查遗址调查吊车吊车550m近距离摄影测量近距离摄影测量地面测量车地面测量车030m地面实况调查地面实况调查车载升降台车载升降台（2）从不同角度）从不同角度,遥感有哪些不同分类方法遥感有哪些不同分类方法?根据运载工具根据运载工具:航天遥感、航空遥感、近地遥感航天遥感、航空遥感、近地遥感 根据辐射源根据辐射源:主动式遥感和被动式遥感主动式遥感和被动式遥感按照电磁波的波谱范围按照电磁波的波谱范围:紫外遥感、可见光遥感、紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等按照应用领域或专题按照应用领域或专题:环境遥感、大气遥感、环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等。业遥感等。（3)航空器与航天器有何区别？航空器与航天器有何区别？航空器航空器在大气层中飞行的飞行器。包括气球、在大气层中飞行的飞行器。包括气球、气艇、飞机、滑翔机、直升机等。气艇、飞机、滑翔机、直升机等。航天器航天器用于航天飞行的飞行器。包括人造卫用于航天飞行的飞行器。包括人造卫星、宇宙飞船、空间站、航天飞机、行星探测器等星、宇宙飞船、空间站、航天飞机、行星探测器等航航空空器器航航天天器器数字图像处理数字图像处理时使用电子计算机对图像进行信息处理的一门技术。图像的恢复数据的压缩影像的增强信息的提取实用的资源卫星系统遥感只是一种获取信息的手段。它是人们认识自然、改造自然过程中信息传递的一个环节。现在，遥感应用越来越多的服务于生产，直接解决生产上提出的问题。如遥感与资源普查如遥感与资源普查 勘探矿产资勘探矿产资源，调查生物资源，调查生物资源、水资源等是源、水资源等是遥感技术在资源遥感技术在资源普查中的重要应普查中的重要应用领域。用领域。应用应用领域领域具体内容具体内容备注备注矿产矿产资源资源生物生物资源资源蕴藏矿产的地方有许多蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技带，较容易借助遥感技术术“发现发现”矿产矿产通过遥感图像解译通过遥感图像解译或图像处理技术，或图像处理技术，提取植被的分布、提取植被的分布、类型、结构、健康类型、结构、健康状况、产量等数据状况、产量等数据人们只需要分析人们只需要分析遥感图像就可以遥感图像就可以划定蕴藏矿产的划定蕴藏矿产的大致区域大致区域为农业、林业、为农业、林业、城市绿化、环城市绿化、环境保护等部门境保护等部门服务服务遥感在林业和农业方面的应用遥感在林业和农业方面的应用部门部门应用应用主要原理主要原理林业林业 清查森林资源、检清查森林资源、检测火灾和病虫害测火灾和病虫害着火树木，病害树木着火树木，病害树木与正常树木反射光谱与正常树木反射光谱不同不同农业农业 识别农作物、估算识别农作物、估算产量、灾情预报产量、灾情预报植物生长情况不同，植物生长情况不同，其反射波谱特征不同其反射波谱特征不同遥感与环境灾害监测遥感与环境灾害监测 随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们提供随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们提供信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，而且在而且在环境监测、灾害预警环境监测、灾害预警等方面发挥巨大作等方面发挥巨大作用，有助于灾害的预防、环境的治理和保护。用，有助于灾害的预防、环境的治理和保护。