测绘新技术讲座.课件

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1、测绘新技术讲座测绘新技术讲座GPSGPS的现状与应用的现状与应用现代大地测量发展综述现代大地测量发展综述工程测量的现状与发展工程测量的现状与发展测绘科学的发展前景测绘科学的发展前景第一讲 GPS的现状及应用一、GPS的定义、系统组成与功能1. GPS1. GPS的定义的定义n nGPSGPS是美国国防部为替代子午卫星系统是美国国防部为替代子午卫星系统（NNSSNNSS）于于19731973年年1212月批准研制的卫月批准研制的卫星导航系统。星导航系统。n n它的全称是卫星测时测距导航它的全称是卫星测时测距导航/ /全球定位全球定位系统（系统（NAVSTAR/GPSNAVSTAR/GPS；Nav

2、igation Navigation Satellite And Ranging/Global Satellite And Ranging/Global Positioning SystemPositioning System） 2. GPS2. GPS的系统组成的系统组成n n空间部分空间部分 2424（21+321+3）颗）颗GPSGPS卫星组成卫星组成 2424颗卫星分布在颗卫星分布在20200km20200km高空上的倾角为高空上的倾角为5555的的6 6个轨道上，运行周期为个轨道上，运行周期为11h58min11h58min，以保证在全球以保证在全球各处能观测到高度角各处能观测到高度

3、角1515的卫星的卫星4 4颗以上颗以上 卫星以卫星以L1L1（1 575.42MHz1 575.42MHz）和和L2 L2 （1 227.60MHz1 227.60MHz)两个波段发射载波无线电信号，内容包括测距码两个波段发射载波无线电信号，内容包括测距码和导航电文和导航电文 测距玛有测距玛有P P码（精码）和码（精码）和C/AC/A码（粗搜索码）。码（粗搜索码）。C/AC/A码供民用的标准定位服务（码供民用的标准定位服务（SPSSPS）；）；P P码只供码只供美国军方和授权用户使用美国军方和授权用户使用 导航电文内容包括卫星星历、电离层模型系数、导航电文内容包括卫星星历、电离层模型系数、时

4、间信息、卫星状态信息、星钟改正数以及漂移时间信息、卫星状态信息、星钟改正数以及漂移信息等信息等n n监控部分监控部分 1 1个主控站（设在美国的科罗拉个主控站（设在美国的科罗拉多）多） 3 3个注入站（设在大西洋的阿森个注入站（设在大西洋的阿森松岛、印度洋的迪戈加西亚岛松岛、印度洋的迪戈加西亚岛和太平洋的卡瓦加兰岛）和太平洋的卡瓦加兰岛） 5 5个监控站（设在主控站、个监控站（设在主控站、3 3个个注入站和美国的夏威夷）注入站和美国的夏威夷）n n用户部分用户部分 GPSGPS接收机接收机GPS卫星卫星GPS GPS 卫星在轨道上的分布卫星在轨道上的分布卫星在轨道上的分布卫星在轨道上的分布GP

5、S 的系统组成的系统组成 空间部分空间部分24颗颗GPS卫星组成卫星组成用户部分用户部分 GPS接收机接收机控制部分控制部分 1个主控站个主控站 5个监控站个监控站 3个注入站个注入站 注入站 监控站监控站主控站3. GPS3. GPS的功能的功能n n导航导航 海空导航、车辆引行、导弹制导等海空导航、车辆引行、导弹制导等n n测速测速 其精度可达其精度可达0.1m/s0.1m/sn n测时与授时测时与授时 其精度可达其精度可达340ns340nsn n定位定位 C/AC/A码码 单点定位精度为单点定位精度为2040m2040m，P P码单点定位精度为码单点定位精度为16m16m 相对定位精度

6、在相对定位精度在50km50km以内可达以内可达1010-6-6，100100km500kmkm500km可达可达1010-7-7，10001000kmkm以上可达以上可达1010-9-9。在。在30015003001500mm的工程精密定的工程精密定位时观测位时观测1 1h h以上定位精度可达以上定位精度可达1 1mmmm以内，以内，与与ME-5000ME-5000电磁波电磁波测距仪测定的边长比较，其较差最大为测距仪测定的边长比较，其较差最大为0.50.5mmmm，较差中误差较差中误差为为0.30.3mmmm C/AC/A码单点定位的高程精度为码单点定位的高程精度为3060m3060m，DG

7、PS DGPS 高程精度目前高程精度目前最高可达到厘米级或亚毫米级最高可达到厘米级或亚毫米级二、GPS的技术定义与政策1. IOC1. IOC与与FOCFOC的定义的定义n nIOCIOC初始运作能力初始运作能力 2424颗卫星（颗卫星（/ / /A A型）在预定的轨道上运行型）在预定的轨道上运行 能按规定精度进行标准定位服务能按规定精度进行标准定位服务 19931993年年1212月月8 8日美国防部宣布达到日美国防部宣布达到IOCIOCn nFOC FOC 全部运作能力全部运作能力 2424颗卫星（颗卫星（/ /A A型）在预定的轨道上运行型）在预定的轨道上运行 能全面满足军方的要求能全面

8、满足军方的要求2. SA2. SA政策和政策和ASAS政策政策n nSASA技术技术选择可用性技术选择可用性技术 包括包括 技术技术 技术技术 水平定位精度从水平定位精度从2030m2030m降低到降低到100m100mn nASAS技术技术反电子欺骗技术反电子欺骗技术 将将P P码加密为码加密为Y Y码码n nSASA和和ASAS实施的目的实施的目的 使非特许用户不能获得高精度定位信息使非特许用户不能获得高精度定位信息n n用户的对策用户的对策 采用采用DGPSDGPS技术对付技术对付SASA政策政策 采用下面采用下面3 3种技术对付种技术对付ASAS政策政策n n P-WP-W技术技术 n

9、 n L1L1、L2L2互相关技术互相关技术n n 窄相关技术窄相关技术3. 3. GPSGPS使用的安全性与完备性使用的安全性与完备性n nGPSGPS使用的安全性使用的安全性 安全性安全性GPSGPS的的C/AC/A码在战时是否会关闭码在战时是否会关闭 GPSGPS具有安全性的理由具有安全性的理由n n美国于美国于19911991年有言在先年有言在先n n众多商业用户的强大阻力众多商业用户的强大阻力n nC/AC/A码是码是P P码的引导码码的引导码n n美国必须混合使用民用美国必须混合使用民用GPSGPS接收机接收机n nGPSGPS使用的完备性使用的完备性 完备性完备性发现精度不合格并

10、能及时通知用户的能力发现精度不合格并能及时通知用户的能力 完备性的要求完备性的要求n n能够及时检测出精度超限的情况能够及时检测出精度超限的情况n n能在规定的时间内通知用户能在规定的时间内通知用户n n美联邦航空管理局（美联邦航空管理局（FAAFAA）要求精度限差为要求精度限差为10m10m、时间为时间为10s10s。直至今日美国国防部仍未宣布已达到直至今日美国国防部仍未宣布已达到完备性的要求完备性的要求4. 4. 美国美国GPSGPS政策的改变政策的改变n n20002000年年5 5月美国国防部宣布取消月美国国防部宣布取消SASA政政策，使得水平单点定位精度恢复到策，使得水平单点定位精度

11、恢复到2030m2030mn n将逐步开放将逐步开放L2L2的的C/AC/A码码 L2L2上的上的C/AC/A码的开放，将使得码的开放，将使得GPSGPS的精度的精度和功能提高，且可使用户方便的利用双频和功能提高，且可使用户方便的利用双频进行电离层影响的改正。届时可使水平单进行电离层影响的改正。届时可使水平单点定位精度提高到点定位精度提高到2.5m2.5mn n将启用一个新的民用频率将启用一个新的民用频率L5L5和和军队和和军队专用的专用的MM码码 L5L5将大大缩短整周模糊度的搜索时间，从将大大缩短整周模糊度的搜索时间，从而使得动态定位和快速静态定位技术有更而使得动态定位和快速静态定位技术有

12、更大的发展大的发展5. GPS5. GPS以外的全球定位系统以外的全球定位系统n nGLONASSGLONASS全球导航卫星系统全球导航卫星系统 由前苏联和俄罗斯从由前苏联和俄罗斯从19821982年开始至年开始至19961996年建成年建成n nINMARSATINMARSAT系统系统 由国际移动卫星组织（原名国际海事卫由国际移动卫星组织（原名国际海事卫星组织（星组织（INMARSATINMARSAT）筹建筹建n nGNSSGNSS系统系统 由国际民航组织筹建，将建成由由国际民航组织筹建，将建成由GPSGPS、GLONASSGLONASS、MARSATMARSAT、GAITGAIT、RAIM

13、RAIM组成组成的混合系统的混合系统三、GPS接收机的类型与发展1. GPS1. GPS接收机的类型接收机的类型n n导航型导航型n n测地型测地型n n授时型授时型2. GPS2. GPS接收机的发展接收机的发展n n19811981年年GPSGPS接收机问世接收机问世n n测地型已从第一代发展到第三代测地型已从第一代发展到第三代 第三代的标志第三代的标志n n 采用扩波技术和精化软件等先进技术采用扩波技术和精化软件等先进技术n n 精度有明显提高，相对可达到精度有明显提高，相对可达到1010-6-61010-9-9n n 能进行多种模式作业能进行多种模式作业n n 在体积、重量、功耗上均有

14、较大改进在体积、重量、功耗上均有较大改进 目前还在飞速发展目前还在飞速发展3. GPS3. GPS接收机的发展趋势接收机的发展趋势n n动态定位精度达到动态定位精度达到cmcm级级n n更加轻便、灵活、小型化并大量使用嵌入机更加轻便、灵活、小型化并大量使用嵌入机n n功耗减少、内存增大、平均无故障天数增加功耗减少、内存增大、平均无故障天数增加n n天线性能的改进，有望解决多路径效应的困天线性能的改进，有望解决多路径效应的困扰扰n n向高集成、多功能、一体化发展向高集成、多功能、一体化发展 G G方式机方式机单频单系统（单频单系统（GPS-L1GPS-L1） GGGG方式机方式机单频双系统（单频

15、双系统（GPS/GLONASS-L1GPS/GLONASS-L1） GDGD方式机方式机双频单系统（双频单系统（GPS-L1+L2GPS-L1+L2） GGDGGD方式机方式机双频双系统（双频双系统（GPS/GLONASS-GPS/GLONASS-L1+L2L1+L2） 依定位时的状态分依定位时的状态分依定位时的状态分依定位时的状态分 动态定位动态定位动态定位动态定位 静态定位静态定位静态定位静态定位 依定位模式分依定位模式分依定位模式分依定位模式分 绝对定位（单点定位）绝对定位（单点定位）绝对定位（单点定位）绝对定位（单点定位） 相对定位相对定位相对定位相对定位 差分定位差分定位差分定位差分

16、定位依定位采用的观测值分依定位采用的观测值分伪距测量（伪距法定位）伪距测量（伪距法定位）载波相位测量载波相位测量依时效分依时效分实时定位实时定位事后定位事后定位依确定整周模糊度的方依确定整周模糊度的方法及观测时段的长短分法及观测时段的长短分常速静态或动态定位常速静态或动态定位快速静态或动态定位快速静态或动态定位1.GPS1.GPS测量定位的分类测量定位的分类四、四、GPS定位的原理与方法定位的原理与方法2. 测距码伪距单点定位测距码伪距单点定位n n伪距单点定位原理伪距单点定位原理 伪距单点定位的应用特点既能用于静态定位，也可进行既能用于静态定位，也可进行动态定位而用于导航动态定位而用于导航属

17、于无模糊度（多值性）定位属于无模糊度（多值性）定位定位速度快、实时性好定位速度快、实时性好对信号的强度要求不高对信号的强度要求不高但定位精度较低但定位精度较低 3. 载波相位测量载波相位测量原理载波相位测量原理载波相位测量的观测量载波相位测量的观测量载波相位测量的特点n n定位精度比伪距定位精度定位精度比伪距定位精度高高n n可用于进行可用于进行 静态绝对定位、静态绝对定位、 静态相对定位、静态相对定位、 差分动态定位差分动态定位n n但面临着两个问题：但面临着两个问题： 必须解求整周模糊度必须解求整周模糊度 经常需要探测并修复周跳经常需要探测并修复周跳4. GPS相对定位 相对定位的原理相对

18、定位的原理n n相对定位是用两台相对定位是用两台（或多台）接收机分（或多台）接收机分别安置在一条（或多别安置在一条（或多条）基线的两端，同条）基线的两端，同步观测相同的步观测相同的GPSGPS卫星，卫星，以确定基线端点的相以确定基线端点的相对位置或基线向量对位置或基线向量n n在相对定位时，通过在相对定位时，通过对观测量求差，可以对观测量求差，可以消除卫星钟与接收机消除卫星钟与接收机钟的钟差，削弱电离钟的钟差，削弱电离层和对流层折射的影层和对流层折射的影响，消去整周模糊度响，消去整周模糊度参数等，使基线精度参数等，使基线精度提高到提高到1010-6-6、1010-7-7，甚，甚至达到至达到10

19、10-8-8、1010-9-9。 差分观测量差分观测量n n一次差分观测量一次差分观测量 星际一次差分观测量星际一次差分观测量 历元间一次差分观测量历元间一次差分观测量 站际一次差分观测量站际一次差分观测量n n二次差分观测量二次差分观测量 站际星际二次差分（双差）观测量站际星际二次差分（双差）观测量 星际历元间二次差分观测量星际历元间二次差分观测量 站际历元间二次差分观测量站际历元间二次差分观测量n n三次差分观测量三次差分观测量 上述三种二次差分观测量中的任一种上述三种二次差分观测量中的任一种再与第三要素求差再与第三要素求差 5. 差分GPS定位差分差分GPSGPS定位原理定位原理n n差

20、分差分GPSGPS定位属于定位属于GPSGPS相对相对定位定位n n差分差分GPSGPS定位是将一台定位是将一台GPSGPS接收机安置在基准站上进行接收机安置在基准站上进行观测，根据基准站的精密坐观测，根据基准站的精密坐标计算出基准站到卫星的距标计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时离改正数，并由基准站实时地将这一改正数发送出去。地将这一改正数发送出去。用户接收机在与基准站接收用户接收机在与基准站接收机进行同步观测的同时，也机进行同步观测的同时，也接收到基准站的改正数，用接收到基准站的改正数，用此对其定位结果进行改正，此对其定位结果进行改正，从而提高用户站的定位精度从而提高用户站的定位

21、精度差分方式与功能差分方式与功能n n站间差分站间差分 同步观测值在接收机间求差同步观测值在接收机间求差 可消除卫星钟差，削弱电离层、对流层折射可消除卫星钟差，削弱电离层、对流层折射影响影响n n星间差分星间差分 同步观测值在卫星间求差同步观测值在卫星间求差 可消除接收机钟差和星历误差可消除接收机钟差和星历误差n n历元间差分历元间差分 同步观测值在历元间求差同步观测值在历元间求差 可消去整周未知数参数可消去整周未知数参数n n多元差分多元差分 还可消除大部分传播延迟误差，其程度视基还可消除大部分传播延迟误差，其程度视基准站至用户站的距离而定准站至用户站的距离而定差分定位的关键技术差分定位的关

22、键技术n n是高波特率数据传输的可靠性和抗干扰是高波特率数据传输的可靠性和抗干扰问题问题差分差分GPSGPS的类型的类型n n单站差分单站差分GPSGPS 位置差分位置差分GPSGPSn n直接利用基准站的坐标改正数消去基准站与用户站间公共误差直接利用基准站的坐标改正数消去基准站与用户站间公共误差n n其优点是计算简单，适用于各种型号的接收机其优点是计算简单，适用于各种型号的接收机n n其缺点是基准站与用户站必须观测同一组卫星，故位置差分只其缺点是基准站与用户站必须观测同一组卫星，故位置差分只适用于适用于100km100km以内以内n n能满足米级定位精度，广泛用于导航和水下测量等能满足米级定

23、位精度，广泛用于导航和水下测量等 伪距差分伪距差分GPSGPSn n其原理是在基准站上观测所有的卫星，利用基准站的已知坐标其原理是在基准站上观测所有的卫星，利用基准站的已知坐标和测得的各卫星的地心坐标，计算出基准站至各卫星的距离，和测得的各卫星的地心坐标，计算出基准站至各卫星的距离，并求出它与相应伪距之差，用此改正数去改正用户站测得的伪并求出它与相应伪距之差，用此改正数去改正用户站测得的伪距距n n其优点是由于基准站提供了所有卫星的伪距改正数，用户接收其优点是由于基准站提供了所有卫星的伪距改正数，用户接收机观测任意机观测任意4 4颗卫星即可完成定位颗卫星即可完成定位n n其缺点是差分精度随基准

24、站到用户站的距离增加而降低其缺点是差分精度随基准站到用户站的距离增加而降低n n能满足米级定位精度，广泛用于导航和水下测量等能满足米级定位精度，广泛用于导航和水下测量等 载波相位差分载波相位差分GPSGPSn n载波相位差分技术又称实时动态（载波相位差分技术又称实时动态（RTKRTK，Real Time Real Time KinematicKinematic）定位技术，是实时处定位技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法理两个测站载波相位观测量的差分方法n n载波相位差分方法分为修正法和乘法法两类。载波相位差分方法分为修正法和乘法法两类。前者是将基准站的载波相位修正值发送给用前者是将

25、基准站的载波相位修正值发送给用户站，属于准户站，属于准RTKRTK；后者是将基准站采集的后者是将基准站采集的载波相位发送给用户站，属于真正的载波相位发送给用户站，属于真正的RTKRTKn n载波相位差分技术的关键是解求起始相位模载波相位差分技术的关键是解求起始相位模糊度糊度n n载波相位差分技术可使三维定位精度达到厘载波相位差分技术可使三维定位精度达到厘米级，应用于海上精密定位、地形测图和地米级，应用于海上精密定位、地形测图和地籍测量等籍测量等n n载波相位差分技术也同样受到基准站至用户载波相位差分技术也同样受到基准站至用户站距离的限制站距离的限制n n局域差分局域差分GPSGPS系统（系统（

26、LADGPSLADGPS） LADGPSLADGPS的基础是在局域中建立一个差分的基础是在局域中建立一个差分GPSGPS基准站网，该网由若干基准站组成，基准站网，该网由若干基准站组成，通常还包含一个或数个监控站，基准站通常还包含一个或数个监控站，基准站之间和基准站与用户站之间均有无线电之间和基准站与用户站之间均有无线电数据通讯链数据通讯链 局域中的用户通常是采用加权平均法或局域中的用户通常是采用加权平均法或最小二乘法对来自多个基准站的改正信最小二乘法对来自多个基准站的改正信息（坐标改正数或距离改正数）进行平息（坐标改正数或距离改正数）进行平差计算以求得自己的坐标改正数或距离差计算以求得自己的坐

27、标改正数或距离改正数改正数 基准站与用户站间的距离通常在基准站与用户站间的距离通常在500km500km以内才能获得较好的精度以内才能获得较好的精度n n广域差分广域差分GPSGPS系统（系统（WADGPSWADGPS） WADGPSWADGPS由一个中心站、几个监控站、覆盖域内的用户站，以由一个中心站、几个监控站、覆盖域内的用户站，以及其间的数据通讯网络所组成及其间的数据通讯网络所组成 广域差分广域差分GPSGPS的基本思想是对的基本思想是对GPSGPS观测量的各种误差源加以区观测量的各种误差源加以区分，再分别对每一种误差源加以分，再分别对每一种误差源加以“ “模型化模型化” ”，并将计算出

28、的数，并将计算出的数值通过数据链传输给用户，对用户的定位误差进行最有效的改值通过数据链传输给用户，对用户的定位误差进行最有效的改正，以达到明显地提高用户站的定位精度正，以达到明显地提高用户站的定位精度 广域差分广域差分GPSGPS技术对误差进行区分的目的就是最大限度地降低技术对误差进行区分的目的就是最大限度地降低监测站与用户站间定位误差的时空相关性，克服局域差分监测站与用户站间定位误差的时空相关性，克服局域差分GPSGPS技术对时空的强依赖性，以达到改善实时差分定位的精度和扩技术对时空的强依赖性，以达到改善实时差分定位的精度和扩大监控站至用户站之间距离的限制大监控站至用户站之间距离的限制 WA

29、DGPSWADGPS是一个定位精度均匀分布的系统，且覆盖范围广，定是一个定位精度均匀分布的系统，且覆盖范围广，定位精度比位精度比LADGPSLADGPS高。采用广域差分高。采用广域差分GPSGPS技术进行定位，在技术进行定位，在3000km3000km范围内，利用范围内，利用C/AC/A码伪距单点定位的分量精度一般优于码伪距单点定位的分量精度一般优于2m2m，点位精度一般优于点位精度一般优于4m4m WADGPSWADGPS使用的硬件设备及通讯工具昂贵，软件技术复杂，运使用的硬件设备及通讯工具昂贵，软件技术复杂，运行和维持费用高，且可靠性和安全性也不如单个的行和维持费用高，且可靠性和安全性也不

30、如单个的LADGPSLADGPS6. GPS测量的作业模式经典静态定位经典静态定位n n作业方法作业方法 采用两台采用两台( (或两台以上或两台以上) )接收机接收机, ,分分别安置在一条别安置在一条( (或数条或数条) )基线的两端基线的两端, ,同步观测同步观测4 4颗以上卫星颗以上卫星, ,每时段长每时段长4545分钟至分钟至2 2个小时或个小时或更多更多n n精度精度 基线的相对精度可达基线的相对精度可达5mm+1ppmD5mm+1ppmDn n适用范围适用范围 建立全球性或国家级大地控制网、建立全球性或国家级大地控制网、地壳运动监测网、长距离检校基线，进行岛地壳运动监测网、长距离检校

31、基线，进行岛陆联测、钻井定位和精密工程控制网建立等陆联测、钻井定位和精密工程控制网建立等n n注意事项注意事项 所有观测基线均应组成一系列封所有观测基线均应组成一系列封闭图形，以利于外业检核，提高成果可靠性闭图形，以利于外业检核，提高成果可靠性快速静态定位快速静态定位n n作业方法作业方法 在测区中部的基准站上安置一台接收在测区中部的基准站上安置一台接收机，跟踪所有可见的卫星；另一台接收机依次到机，跟踪所有可见的卫星；另一台接收机依次到各点流动设站，每点观测数分钟各点流动设站，每点观测数分钟n n精度精度 流动站相对基准站的基线中误差为流动站相对基准站的基线中误差为5mm+1ppmD5mm+1

32、ppmDn n适用范围适用范围 控制网的建立与加密、工程测量、地控制网的建立与加密、工程测量、地籍测量等籍测量等n n注意事项注意事项 在观测时段内应确保有在观测时段内应确保有5 5颗以上卫星颗以上卫星可供观测；流动站与基准站间应不超过可供观测；流动站与基准站间应不超过20km20km；流动站的接收机在迁站时可关机流动站的接收机在迁站时可关机n n优缺点优缺点 速度快、精度高、能耗低；但在两台接速度快、精度高、能耗低；但在两台接收机工作时构不成闭合图形，可靠性较差收机工作时构不成闭合图形，可靠性较差准动态定位准动态定位n n作业方法作业方法 基准站接收机连续跟踪所有可见基准站接收机连续跟踪所有

33、可见卫星，流动站接收机在起始站观测卫星，流动站接收机在起始站观测1212分分钟后，在对所测卫星不失锁的情况下，将钟后，在对所测卫星不失锁的情况下，将流动站接收机分别置于各待定点观测数秒流动站接收机分别置于各待定点观测数秒钟钟n n精度精度 观测基线的中误差约为观测基线的中误差约为12cm12cmn n适用范围适用范围 开阔地区的控制网加密、工程定开阔地区的控制网加密、工程定位、碎部测量、剖面测量、线路测量等位、碎部测量、剖面测量、线路测量等n n注意事项注意事项 应确保在观测时段内有应确保在观测时段内有5 5颗以上颗以上卫星可供观测；流动站至基准站的距离不卫星可供观测；流动站至基准站的距离不超

34、过超过20km20km；观测过程中流动站接收机不能观测过程中流动站接收机不能失锁，否则应在失锁的流动站上延长观测失锁，否则应在失锁的流动站上延长观测时间时间1212分钟分钟往返重复设站定位往返重复设站定位n n作业方法作业方法 基准站接收机连续跟踪基准站接收机连续跟踪所有可见卫星，流动站接收机依次所有可见卫星，流动站接收机依次到每个待定点观测到每个待定点观测1212分钟；分钟；1 1小小时后按逆序返测各流动站时后按逆序返测各流动站1212分钟分钟n n精度精度 相对基准站的基线中误差为相对基准站的基线中误差为5mm+1ppmD5mm+1ppmDn n适用范围适用范围 控制网的建立与加密、控制网

35、的建立与加密、工程测量、地籍测量等工程测量、地籍测量等n n注意事项注意事项 应确保在观测时段内有应确保在观测时段内有3 3颗及其以上卫星可供观测；流动颗及其以上卫星可供观测；流动站至基准站的距离不超过站至基准站的距离不超过20km20km动态定位动态定位n n作业方法作业方法 基准站接收机连续跟踪所有可基准站接收机连续跟踪所有可见卫星，流动站接收机在起始站观测数分见卫星，流动站接收机在起始站观测数分钟后，流动站接收机开始沿预定的路线连钟后，流动站接收机开始沿预定的路线连续运动，按规定的间隔自动测定运动轨迹续运动，按规定的间隔自动测定运动轨迹的实时坐标的实时坐标n n精度精度 相对基准站的瞬时

36、点位精度为相对基准站的瞬时点位精度为12cm12cmn n适用范围适用范围 精密测定运动载体的运动轨迹、精密测定运动载体的运动轨迹、测定线路的中心线、剖面测量、航道测量测定线路的中心线、剖面测量、航道测量等等n n注意事项注意事项 需同步观测需同步观测5 5颗卫星，其中至颗卫星，其中至少要对少要对4 4颗卫星进行连续跟踪；流动站至颗卫星进行连续跟踪；流动站至基准站的距离应不超过基准站的距离应不超过20km20km实时动态（实时动态（RTKRTK）定位技术定位技术n n实时动态测量技术实时动态测量技术 以载波相位观测量为根据的实时差分以载波相位观测量为根据的实时差分GPSGPS测量技术测量技术n

37、 n实时动态测量的基本思想实时动态测量的基本思想 基准站接收机连续观测所有可见卫星，并将其观测数基准站接收机连续观测所有可见卫星，并将其观测数据通过数据传输链实时地发送给用户站，用户利用这据通过数据传输链实时地发送给用户站，用户利用这些数据对用户接收机同步观测的数据按相对定位原理些数据对用户接收机同步观测的数据按相对定位原理实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度n n实时动态测量的作业模式实时动态测量的作业模式 快速静态定位、准动态定位、实时动态定位快速静态定位、准动态定位、实时动态定位n n实时动态测量技术的应用范围实时动态测量技术的应用范围 航空摄

38、影测量、航空物探、航道测量、线路中线测量、航空摄影测量、航空物探、航道测量、线路中线测量、运动目标的精密导航等运动目标的精密导航等 五、GPS高程测量GPSGPS高程测量的原理高程测量的原理n nWGS-84WGS-84大地坐标系下的大地高大地坐标系下的大地高H H8484与相应的正常高与相应的正常高H H 和高程异常和高程异常 之间存在下列关系之间存在下列关系 H H = =H H8484 或或=H H8484H H n nGPSGPS高程测量的核心是根据测区高程测量的核心是根据测区内某些点的正常高（或重力资料）内某些点的正常高（或重力资料）和和GPSGPS大地高计算出相应的高程大地高计算出

39、相应的高程异常值，进而拟合出测区的似大异常值，进而拟合出测区的似大地水准面，然后以此为基础，再地水准面，然后以此为基础，再利用待测点的利用待测点的GPSGPS大地高求出待大地高求出待测点的正常高测点的正常高GPSGPS水准高程测量水准高程测量n nGPSGPS水准高程测量是目前水准高程测量是目前GPSGPS高程测量作业中最常用高程测量作业中最常用的一种方法的一种方法n n在在GPSGPS水准高程测量中水准高程测量中, ,目前国内外用来进行似大地目前国内外用来进行似大地水准面拟合的方法主要有水准面拟合的方法主要有 绘等值线图法绘等值线图法n n适用于面状区域适用于面状区域n n原理是：利用区域内

40、若干已知点的平面坐标和高程异原理是：利用区域内若干已知点的平面坐标和高程异常，内插绘出测区的高程异常等值线图，利用该等值常，内插绘出测区的高程异常等值线图，利用该等值线图内插出待定点的高程异常，进而求出其正常高线图内插出待定点的高程异常，进而求出其正常高 解析曲线内插法解析曲线内插法n n适用于适用于GPSGPS点布设成测线时点布设成测线时n n根据测线上若干已知点的利用区域内若干已知点的平根据测线上若干已知点的利用区域内若干已知点的平面坐标和高程异常，用数值法拟合出测线方向的似大面坐标和高程异常，用数值法拟合出测线方向的似大地水准面曲线，再内插出待定点的高程异常，进而求地水准面曲线，再内插出

41、待定点的高程异常，进而求出其正常高出其正常高 曲面拟合法曲面拟合法n n适用于面状区域适用于面状区域n n原理是：利用区域内若干已知点的原理是：利用区域内若干已知点的平面坐标和高程异常，用数值拟合平面坐标和高程异常，用数值拟合法拟合出测区的似大地水准面，再法拟合出测区的似大地水准面，再内插出待定点的高程异常，进而求内插出待定点的高程异常，进而求出其正常高出其正常高n nGPSGPS水准高程的精度水准高程的精度 通常可达到厘米级精度，能代替四等水通常可达到厘米级精度，能代替四等水准测量准测量 在采用特殊措施的情况下可达到亚毫米在采用特殊措施的情况下可达到亚毫米级或毫米级的精度级或毫米级的精度GP

42、SGPS重力高程测量重力高程测量n nGPSGPS重力高程测量是用重力资料求定地重力高程测量是用重力资料求定地面点的高程异常面点的高程异常, ,再利用测定的再利用测定的GPSGPS大地大地高求取地面点的正常高高求取地面点的正常高GPSGPS三角高程测量三角高程测量n nGPSGPS三角高程测量是在三角高程测量是在GPSGPS点上加测各点上加测各GPS GPS 点间的高度角，利用点间的高度角，利用GPSGPS边长，按边长，按三角高程测量公式计算三角高程测量公式计算GPSGPS点间的高差，点间的高差，进而求取进而求取GPSGPS点的正常高点的正常高六、GPS技术的应用1.GPS1.GPS技术在大地

43、控制测量中的应用技术在大地控制测量中的应用n n建立全球或全国性的高精度建立全球或全国性的高精度GPSGPS控制网控制网 全球性的高精度全球性的高精度GPSGPS网网n n目的是建立高精度（目的是建立高精度（12m12m）的全球统的全球统一的动态坐标框架，为大地测量的科学一的动态坐标框架，为大地测量的科学研究及相关的地学研究打下坚实的基础研究及相关的地学研究打下坚实的基础n n19911991年国际大地测量协会（年国际大地测量协会（LAGLAG）决定决定在全球范围内建立一个在全球范围内建立一个IGSIGS（国际国际GPSGPS地地球动力学服务）观测网，并于球动力学服务）观测网，并于199219

44、92年年6969月间实施了第一期会战联测月间实施了第一期会战联测 我国的高精度我国的高精度GPSGPS网网n n目的是在全国范围内确定精确的地心坐标，目的是在全国范围内确定精确的地心坐标，建立起我国新一代的地心参考框架及其与国建立起我国新一代的地心参考框架及其与国家大地坐标系统的转换参数，并奠定地壳运家大地坐标系统的转换参数，并奠定地壳运动及地球动力学研究的基础动及地球动力学研究的基础n n19921992年组织了年组织了“ “中国中国 92GPS92GPS会战会战” ”，布设，布设了国家了国家A A级级GPSGPS网，随后在网，随后在19931993年和年和19951995年年又进行两次复测

45、。又进行两次复测。A A级网由级网由2828个点组成，其个点组成，其点位精度达到厘米级，边长相对精度达到点位精度达到厘米级，边长相对精度达到310310-9-9n n在在A A级级GPSGPS网的基础上建立了国家网的基础上建立了国家B B级级GPSGPS网。网。B B级网共布测级网共布测730730个左右个左右GPSGPS点，平均边长在点，平均边长在东部为东部为50km50km，在中部为在中部为100km100km，在西部为在西部为150km150km，点位地心坐标精度达到点位地心坐标精度达到0.1m0.1m，边边长相对中误差达到长相对中误差达到2.0102.010-8-8，高程分量相对，高程

46、分量相对中误差为中误差为3.0103.010-8-8n n区域性区域性GPSGPS大地控制网大地控制网 区域区域GPSGPS网是指国家网是指国家C C、D D、E E级级GPSGPS网或专网或专为工程布设的工程为工程布设的工程GPSGPS网网 由于由于GPSGPS定位的高精度、快速度、省费用等定位的高精度、快速度、省费用等优点，使得目前建立区域控制网的手段已基优点，使得目前建立区域控制网的手段已基本被本被GPSGPS技术所取代技术所取代 对于区域控制而言，对于区域控制而言，GPSGPS技术的作用主要在技术的作用主要在于于n n建立新的地面控制网建立新的地面控制网n n校核和改善已有的地面控制网

47、校核和改善已有的地面控制网n n对已有的地面控制网进行加密对已有的地面控制网进行加密n n拟合区域大地水准面拟合区域大地水准面2.GPS2.GPS技术在精密工程测量中的应用技术在精密工程测量中的应用n n建立精密工程控制网建立精密工程控制网n n用于工程变形监测用于工程变形监测n n建立工程或滑坡变形自动化监测系统建立工程或滑坡变形自动化监测系统n n建立长大或超长隧道的施工控制网建立长大或超长隧道的施工控制网n n建立超长精密线路的基础控制网建立超长精密线路的基础控制网3.GPS3.GPS技术在航空摄影测量中的应用技术在航空摄影测量中的应用n n测定航空摄影测量的地面控制点测定航空摄影测量的

48、地面控制点n nGPSGPS辅助航空摄影测量技术的出现与发展辅助航空摄影测量技术的出现与发展4.GPS4.GPS技术在海洋测绘中的应用技术在海洋测绘中的应用n n用于高精度海洋定位用于高精度海洋定位n n用于建立海洋大地控制网用于建立海洋大地控制网n n用于水下地形的测绘用于水下地形的测绘n n建成了中国沿海建成了中国沿海RBN/DGPSRBN/DGPS系统系统 RBN/DGPSRBN/DGPS系统是中国沿海无线电系统是中国沿海无线电指向标差分指向标差分GPSGPS系统。该系统由系统。该系统由2020个个RBN/DGPSRBN/DGPS基准站组成，形成从基准站组成，形成从鸭绿江口到南沙群岛部分

49、区域、覆鸭绿江口到南沙群岛部分区域、覆盖我国沿海港口、重要水域和狭窄盖我国沿海港口、重要水域和狭窄水道的差分水道的差分GPSGPS导航服务网导航服务网5.GPS5.GPS技术在地球动力学研究中的应用技术在地球动力学研究中的应用n n建立中国地壳运动监测网建立中国地壳运动监测网n n建立青藏高原地球动力学监测网建立青藏高原地球动力学监测网n n建立首都圈建立首都圈GPSGPS地表形变监测网地表形变监测网6.GPS6.GPS技术在公安、交通系统中的应用技术在公安、交通系统中的应用n n建立车辆建立车辆GPSGPS定位管理系统定位管理系统第三讲 现代大地测量发展综述一、现代大地测量发展的基础与特点1

50、.1.现代大地测量发展的基础现代大地测量发展的基础n n空间大地测量的发展空间大地测量的发展n n电子技术和计算技术的发展电子技术和计算技术的发展n n其它高新技术的出现与发展其它高新技术的出现与发展2.2.现代大地测量的特点现代大地测量的特点n n以空间大地测量为标志以空间大地测量为标志n n精度提高了精度提高了2323个数量级个数量级n n突破了经典大地测量的时空局限性突破了经典大地测量的时空局限性二、国际现代大地测量的现状与发展1.1.从卫星大地测量的出现而崛起从卫星大地测量的出现而崛起2.2.美国对现代大地测量的投入最大、启动最早美国对现代大地测量的投入最大、启动最早n n于于1958

51、1958年就制定了国家大地测量年就制定了国家大地测量1010年计划年计划n n于于19791979年又制定了地球动力学计划年又制定了地球动力学计划n nGPSGPS的布设和广泛应用的布设和广泛应用3.3.其它国家的现代大地测量开展也很活跃其它国家的现代大地测量开展也很活跃n n前苏联的前苏联的GLONASGLONAS布设完成布设完成n n法国的星载双频多普勒定位定轨系统研制成功法国的星载双频多普勒定位定轨系统研制成功n n日本也发射了大地测量卫星日本也发射了大地测量卫星n n欧洲空间局的欧洲空间局的GNSSGNSS布设完成布设完成3.3.全球联测和地域性联测空前活跃全球联测和地域性联测空前活跃

52、4.4.空间测量技术的应用领域得到广泛开拓空间测量技术的应用领域得到广泛开拓三、我国现代大地测量的现状与发展1.1.我国现代大地测量的启动我国现代大地测量的启动n n6060年代开展卫星大地测量的研究和应用年代开展卫星大地测量的研究和应用n n8080年代建立起全国卫星多普勒定位网年代建立起全国卫星多普勒定位网n n8080年代后期开始年代后期开始GPSGPS的研究与应用的研究与应用n n目前已建成了目前已建成了2000GPS2000GPS网网2.2.甚长基线干涉技术甚长基线干涉技术（VLBIVLBI）在我国的应用在我国的应用n n在上海、昆明、乌市建立在上海、昆明、乌市建立VLBIVLBI站

53、站n n将对我国板块运动的定量研究起到重要作用将对我国板块运动的定量研究起到重要作用n n构成平均边长构成平均边长26002600kmkm的大三角形的大三角形VLBIVLBI网网n n VLBIVLBI站的坐标及其变化可作为我国的测量基准站的坐标及其变化可作为我国的测量基准3.3.人卫激光测距技术（人卫激光测距技术（SLRSLR）在我国的应用在我国的应用n nSLRSLR应用的应用的4 4个主要方面个主要方面 以以5 5cmcm精度测定地极位置和地球自转速率精度测定地极位置和地球自转速率 测定全球板块运动和区域性地壳形变测定全球板块运动和区域性地壳形变 建立地面参考坐标系建立地面参考坐标系 测

54、定地球引力场测定地球引力场n n我国的我国的SLRSLR站站 原有上海、北京、广州、武汉、长春、昆明、西安、原有上海、北京、广州、武汉、长春、昆明、西安、郑州各站郑州各站 现有上海、北京、广州、武汉现有上海、北京、广州、武汉4 4个第三代个第三代SLRSLR站站 准备建立昆明、乌市、拉萨等准备建立昆明、乌市、拉萨等3 3个第三代个第三代SLRSLR站站4.4.全球定位系统（全球定位系统（GPSGPS）在我国的应用在我国的应用n n我国布测全国我国布测全国GPSGPS网的网的3 3个目的个目的 建立我国的地心坐标系建立我国的地心坐标系 检核并改善现有的天文大地网检核并改善现有的天文大地网 精化我

55、国的大地水准面（东部优于精化我国的大地水准面（东部优于1 1mm，西部为西部为223 3mm）n n我国布设的两个我国布设的两个GPSGPS网网 19911991年由总参布设（地心定位精度为年由总参布设（地心定位精度为2 2mm，相对相对精度达精度达1010-7-7） 19921992年由总局布设（地心定位精度为年由总局布设（地心定位精度为0 0.2.2mm，相相对精度达对精度达1010-7-7）四、大地测量的发展趋势1.1.现代大地测量发展趋势综述现代大地测量发展趋势综述n n由静态到动态由静态到动态n n从局部到全球从局部到全球n n从陆地到海洋从陆地到海洋n n从运动学到动力学从运动学到

56、动力学n n从单一学科的封闭状态向多学科交叉发展从单一学科的封闭状态向多学科交叉发展2.2.现代大地测量发展趋势现代大地测量发展趋势n n以地球动力学带动整个大地测量的发展以地球动力学带动整个大地测量的发展 地球动力学当前的研究方向地球动力学当前的研究方向n n地球自转轴的定向及其变化地球自转轴的定向及其变化n n大地测量和地球物理的反解大地测量和地球物理的反解n n地壳运动全球性变化地壳运动全球性变化n n全球重力场及其变化全球重力场及其变化 地球动力学的上述研究成果可带动地球动力学的上述研究成果可带动n n坐标框架的精化坐标框架的精化n n大地水准面的精化大地水准面的精化n n大地测量内容

57、的丰富大地测量内容的丰富n n由三维（静态）发展为四维（动态）由三维（静态）发展为四维（动态） 研究在时间概念下的椭球改正研究在时间概念下的椭球改正 研究未来气候变化对地球形状的影响研究未来气候变化对地球形状的影响 对高精度天文测量施加潮汐改正对高精度天文测量施加潮汐改正 采用频谱分析来精化高程异常采用频谱分析来精化高程异常 研究板块运动对大地水准面的影响研究板块运动对大地水准面的影响n n对高程参考系的研究正向深入发展对高程参考系的研究正向深入发展 目前已提出建立全球统一的高程基准的理论和方案目前已提出建立全球统一的高程基准的理论和方案 尽快建立尽快建立cmcm级全球统一的高程基准级全球统一

58、的高程基准n n大地测量向洲际和全球扩展大地测量向洲际和全球扩展 19881988年进行了欧、非、北美等的洲际联测年进行了欧、非、北美等的洲际联测 19891989年进行了西欧年进行了西欧1616国国GPSGPS会战会战 19921992年进行了全球年进行了全球GPSGPS会战会战n n惯性测量系统（惯性测量系统（ISSISS）有了新进展有了新进展 精度将由精度将由1010mm级进入到级进入到cmcm级级 测量元素从测量元素从3 3维扩展到维扩展到6 6个元素个元素n n大地控制网的理论与实践不断发展大地控制网的理论与实践不断发展 国家大地控制网的概念将有根本性的变化国家大地控制网的概念将有根

59、本性的变化 地面网还将继续发挥作用地面网还将继续发挥作用 整体大地测量将逐渐推广应用整体大地测量将逐渐推广应用第三讲 工程测量的现状与发展一、现代工程测量的发展契机与特点1.1.现代工程测量的发展契机现代工程测量的发展契机n n传统传统“ “工程工程” ”概念的扩充概念的扩充n n测量学科的交叉、渗透和综合测量学科的交叉、渗透和综合n n高、大、精工程的大量出现高、大、精工程的大量出现n n微电子、激光、计算机、自动控制的相互结合微电子、激光、计算机、自动控制的相互结合2.2.现代工程测量的特点现代工程测量的特点n n具有综合化的特点具有综合化的特点n n高新测量技术的广泛应用高新测量技术的广

60、泛应用n n工程测量仪器渐趋集成化和自动化工程测量仪器渐趋集成化和自动化n n精度和速度明显提高精度和速度明显提高n n精密工程测量的可遇性愈来愈高精密工程测量的可遇性愈来愈高二、工程测量的现状1.1.地面测量系统已形成系列化地面测量系统已形成系列化n n全站仪测量系统全站仪测量系统（TMSTMS）n n自动化全站仪测量系统（自动化全站仪测量系统（ATMSATMS）n n全站仪大比例尺数字测图系统全站仪大比例尺数字测图系统n n数字水准测量系统数字水准测量系统n n工业测量系统工业测量系统2.GPS2.GPS在工程测量中的应用日益广泛在工程测量中的应用日益广泛n n工程工程GPSGPS测量控制

61、网的普遍建立测量控制网的普遍建立n n开始用于变形监测和地表沉降监测开始用于变形监测和地表沉降监测n n开始用于工程摄影测量的控制开始用于工程摄影测量的控制n nGPSGPS水准开始用于工程测量水准开始用于工程测量n nGPS/GISGPS/GIS综合系统开始出现综合系统开始出现3.3.特种精密工程测量的蓬勃发展特种精密工程测量的蓬勃发展n n促使特种精密工程测量发展的因素促使特种精密工程测量发展的因素 现代化城市建设的需要现代化城市建设的需要 大型企业技术改造热潮的兴起大型企业技术改造热潮的兴起 病损工程和重大工程急需监测病损工程和重大工程急需监测n n特种精密工程测量的发展特种精密工程测量

62、的发展 观测渐趋半自动化和自动化观测渐趋半自动化和自动化 各类传感器的广泛应用各类传感器的广泛应用 三维精密测量用于对高耸建筑物的监测三维精密测量用于对高耸建筑物的监测 数据采集传输系统开始应用数据采集传输系统开始应用4.4.特种精密工程测量的展望特种精密工程测量的展望n n安全监测将继续蓬勃发展安全监测将继续蓬勃发展n n快速三维测量和快速三维测量和GPSGPS技术的应用将更加普及技术的应用将更加普及n n线测技术将走向前台线测技术将走向前台n n避免观测过程中的外界干扰仍是个难题避免观测过程中的外界干扰仍是个难题二、现代工程测量的发展趋势1.1.继续向综合化方向发展继续向综合化方向发展2.

63、2.地面测量系统向更加自动化方向发展地面测量系统向更加自动化方向发展3.3.特种精密工程测量的应用将更加广泛特种精密工程测量的应用将更加广泛第四讲 测绘科学的发展前景一、从信息化时代谈起1.1.信息技术的时代意义信息技术的时代意义n n二次世界大战后的二次世界大战后的5 5次伟大技术革命次伟大技术革命 原子能的释放和利用原子能的释放和利用 人造地球卫星的发射成功人造地球卫星的发射成功 重组基因重组基因（DNADNA）实验的成功实验的成功 微处理机的大量生产微处理机的大量生产 人类进入信息化时代人类进入信息化时代n n本世纪的本世纪的6 6大高新技术领域大高新技术领域 信息技术信息技术 新材料新

64、材料 新能源新能源 生物工程生物工程 空间技术空间技术 海洋科学海洋科学2.2.信息化时代的主要标志信息化时代的主要标志n n采集和传输信息的卫星群星璀璨采集和传输信息的卫星群星璀璨n n满载信息的电磁波充满空间满载信息的电磁波充满空间n n计算机被广泛应用并进入家庭计算机被广泛应用并进入家庭n n白领工人数量超过蓝领工人白领工人数量超过蓝领工人n nICIC卡和条形码被广泛应用卡和条形码被广泛应用二、二、“ “四金工程四金工程” ”拉开我国信息化建设的序幕拉开我国信息化建设的序幕1.1.金桥工程金桥工程n n国家共同经济信息网国家共同经济信息网n n目标是建立一个覆盖全国与国务院各部委专用网

65、目标是建立一个覆盖全国与国务院各部委专用网相连，并与相连，并与3030个省市自治区、个省市自治区、500500个中心城市、个中心城市、1200012000个大中型企业、个大中型企业、100100个计划单列的重点企个计划单列的重点企业集团以及三峡工程、大亚湾核电站等国家重点业集团以及三峡工程、大亚湾核电站等国家重点工程相连接的国家共同经济信息网工程相连接的国家共同经济信息网2.2.金关工程金关工程n n国家外贸信息管理系统国家外贸信息管理系统n n目的是将全国的外贸系统的信息系统连网，实现目的是将全国的外贸系统的信息系统连网，实现无纸贸易无纸贸易3.3.金卡工程金卡工程n n实现电子货币和电子证

66、件实现电子货币和电子证件4.4.金税工程金税工程n n国家增值税征收信息管理系统国家增值税征收信息管理系统n n投资投资500500亿进行建设亿进行建设5.5.国家信息化建设的内容国家信息化建设的内容n n包括信息基础设施建设和应用系统建设包括信息基础设施建设和应用系统建设n n若将若将“ “金桥金桥” ”设计成信息高速公路，则设计成信息高速公路，则“ “金关金关” ”、“ “金卡金卡” ”、“ “金税金税” ”则是以则是以信息基础设施（基础网络平台）上的应信息基础设施（基础网络平台）上的应用系统用系统三、“金地工程”地理信息系统（GIS）1.GIS1.GIS的概述的概述n nGISGIS是一

67、个有组织的硬件、软件、地理数据和人是一个有组织的硬件、软件、地理数据和人才的集合，是以计算机软、硬件为平台、信息网才的集合，是以计算机软、硬件为平台、信息网络为基础的地学空间信息系统络为基础的地学空间信息系统n nGISGIS的建设是国家建设与管理的基础设施，是信的建设是国家建设与管理的基础设施，是信息化社会的基础产业之一，是国家走向信息化的息化社会的基础产业之一，是国家走向信息化的“ “金地工程金地工程” ”2.GIS2.GIS的组成的组成n n地理数据地理数据n n硬件（工作站）硬件（工作站）n n软件（如软件（如ARC/ARC/INFO、Genamap、mapGIS等）等）n n规范规范

68、n n人才人才3.GIS3.GIS的基本功能的基本功能n n数据采集与编辑功能数据采集与编辑功能n n地理数据库管理功能地理数据库管理功能n n制图功能制图功能n n空间查询与空间分析功能空间查询与空间分析功能n n地形分析功能地形分析功能4.GIS4.GIS的应用范围的应用范围n n对全球变化的动态监测对全球变化的动态监测n n为国家基础产业服务为国家基础产业服务n n为城市建设和管理服务为城市建设和管理服务n n为企业管理服务为企业管理服务n n为商业管理和购销服务为商业管理和购销服务n n为工程建设施工服务为工程建设施工服务n n为军事服务为军事服务四、“6S”技术与数字地球1.1.测绘

69、学的发展历程测绘学的发展历程n n从从“ “古老单一古老单一” ”走向走向“ “科学细分科学细分” ” 测绘学在开始阶段是一门古老单一的学科测绘学在开始阶段是一门古老单一的学科 本世纪本世纪30503050年代明确划分为年代明确划分为n n天文测量学天文测量学n n大地测量学大地测量学n n摄影测量学摄影测量学n n工程测量学工程测量学n n地图制图学地图制图学 5050年代以后细分得更甚年代以后细分得更甚n n从从“ “科学细分科学细分” ”走向走向“ “科学综合科学综合” ” 计算机技术、微电子技术、信息技术和空间技术计算机技术、微电子技术、信息技术和空间技术的发展与结合，使整个世界迅速经

70、历着新的一场的发展与结合，使整个世界迅速经历着新的一场技术革命，其主要特点是各个学科、各个专业在技术革命，其主要特点是各个学科、各个专业在信息获取、传输、处理、成果显示与表达以及应信息获取、传输、处理、成果显示与表达以及应用上更多地依赖于计算机技术，使许多学科都从用上更多地依赖于计算机技术，使许多学科都从它的中心走向边缘，形成不同学科间相互交叉的它的中心走向边缘，形成不同学科间相互交叉的具有强大生命力的边缘学科具有强大生命力的边缘学科 现代科学的这种从细分走向综合的发展趋势已形现代科学的这种从细分走向综合的发展趋势已形成了强大的冲击力量，推动着测绘学科内部各个成了强大的冲击力量，推动着测绘学科

71、内部各个专业以及与测绘、遥感相邻近的学科（如空间科专业以及与测绘、遥感相邻近的学科（如空间科学、计算机科学、地球科学、地理学、环境科学、学、计算机科学、地球科学、地理学、环境科学、城市科学、管理科学等）的相互综合，进而形成城市科学、管理科学等）的相互综合，进而形成一个大边缘学科一个大边缘学科地学信息科学地学信息科学地学信息科学地学信息科学，构成信息科学，构成信息科学和信息产业的一个组成部分。和信息产业的一个组成部分。 测绘学的测绘学的5 5大分支学科的界限已逐渐消除，并与大分支学科的界限已逐渐消除，并与其它学科综合形成一个全新的学科（其名称尚有其它学科综合形成一个全新的学科（其名称尚有争议），

72、目前大学本科的专业目录已将测绘学的争议），目前大学本科的专业目录已将测绘学的5 5大分支学科合并，暂时仍称为大分支学科合并，暂时仍称为“ “测绘学测绘学” ”2.2.“ “6S6S” ”技术技术n n全球定位系统（全球定位系统（GPSGPS）是地面点定位的基本手段，是地面点定位的基本手段，是地学数据的定位基础是地学数据的定位基础n n遥感（遥感（RSRS）与数字摄影测量系统（与数字摄影测量系统（DPSDPS）的结合的结合是用摄影和遥感获取地学数字信息的基本手段是用摄影和遥感获取地学数字信息的基本手段n n地面测量系统（地面测量系统（TMSTMS）是地面测量仪器获取地学是地面测量仪器获取地学数字

73、信息的基本手段数字信息的基本手段n n专家系统（专家系统（ESES）是用知识和推理来解决地学信息是用知识和推理来解决地学信息系统中的难题，其关键问题是知识工程，即专家系统中的难题，其关键问题是知识工程，即专家知识的获取、表示和使用，它是实现完全自动化知识的获取、表示和使用，它是实现完全自动化的重要支撑的重要支撑n n地理信息系统（地理信息系统（GISGIS）是一个有组织的硬件、软是一个有组织的硬件、软件、地理数据和人才的集合，是一个具有管理、件、地理数据和人才的集合，是一个具有管理、查询、制图、分析等综合功能系统查询、制图、分析等综合功能系统3.3.“ “6S6S” ”技术的结合技术的结合n

74、n“ “6 6S S” ”技术的有机结合将从根本上改变技术的有机结合将从根本上改变测绘专业的作用和面貌，将原来的单纯测绘专业的作用和面貌，将原来的单纯提供定位信息的部门转变为参与决策、提供定位信息的部门转变为参与决策、管理、规划、设计的重要组成部分，将管理、规划、设计的重要组成部分，将有力地推动管理的严格性、决策的科学有力地推动管理的严格性、决策的科学性、规划的合理性和设计的高效益，将性、规划的合理性和设计的高效益，将对国民经济主战场起到重大作用。同时，对国民经济主战场起到重大作用。同时，也将提高测绘科学的地位和重要性，测也将提高测绘科学的地位和重要性，测绘科学将具有光明灿烂的未来。绘科学将具有光明灿烂的未来。4.4.数字地球数字地球n n其实质是具有全球性的地学信息系统。其实质是具有全球性的地学信息系统。 谢 谢 各 位再 见 ！