wms tms 4.docx

物流信息系统 作业文档班级：物流2班 学号：0840229 姓名：王魏仁GPS&GIS概念简介GPS定位原理及应用简介一、GPS的定义及历史首先，我们要了解GPS的定义，GPS是全球定位系统GPS（Global Positioning System）,是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。 接着我们来看看GPS的产生与发展由TRANSIT到GPSn 1957年10月第一颗人造地球卫星上天，天基电子导航应运而生n 利用多普勒频移原理1964年建成子午卫星导航定位系统(TRANSIT)。n 美国从1973年开始筹建全球定位系统，1994年投入使用。可以说GPS是经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。 二、GPS的组成GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户GPS接收机三部分组成。 首先是空间部分，它是由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成的。其次是地面控制部分。地面部分分为1个主控站:Colorado springs(科罗拉多.斯平士)、3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥伽西亚)、kwajalein(瓦加兰)和5个监控站： 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。最后是用户接收机部分GPS接收机的基本类型分导航型和大地型。而大地型接收机又分单频型和双频型。三、GPS定位方法分类总共有两种定位方法，分别是绝对/单点定位和相对定位法。绝对/单点定位(point positioning)能够确定观测点在WGS-84系中的坐标，即绝对位置。相对定位(relative positioning)则可以确定观测点在国家或地方独立坐标系中的坐标，即相对位置。 四、GPS的后处理测量方法GPS的后处理测量方法分为两种，即静态测量(static surveying) 和动态测量(kinematic surveying)静态测量(static surveying) 的方法是将几台GPS接收机安置在基线端点上，保持固定不动，同步观测4颗以上卫星。可观测数个时段，每时段观测十几分钟至1小时左右。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。主要用途是精度最高的作业模式。主要用于大地测量、控制测量、变形测量、工程测量。此外它的精度可达到（5mm+1ppm） 动态测量(kinematic surveying)的方法是先建立一个基准站，并在其上安置接收机连续观测可见卫星，另一台接收机在第1点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超过15km。它的主要用途：适用于精度要求不高的碎部测量。它的精度可达到（1020mm+1ppm） 五、GPS实时动态定位（RTK）方法RTK(real-time kinematic)工作原理及方法与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。 RTK主要用途适用于精度要求不高的施工放样及碎部测量。作业范围目前一般为10km左右。它的精度可达到（1020mm+1ppm） 六、GPS应用范围主要应用于舶,汽车,飞机等运动物体进行定位导航。例如：船舶远洋导航和进港引水、飞机航路引导和进场降落、汽车自主导航、地面车辆跟踪和城市智能交通管理、紧急救生、个人旅游及野外探险和个人通讯终端（与手机，PDA，电子地图等集成一体）。此外还有电力，邮电，通讯等网络的时间同步、准确时间的授入、准确频率的授入、各种等级的大地测量，控制测量、道路和各种线路放样、水下地形测量、地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测、GIS应用、工程机械（轮胎吊，推土机等）控制、精细农业、军事上应用。GPS在道路工程中的应用，目前主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，以知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。目前，国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。 GPS在汽车导航和交通管理中的应用有三维导航是GPS的首要功能，飞机、轮船、地面车辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航。汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能。 GPS除了用于导航、定位、测量外，由于GPS系统的空间卫星上载有的精确时钟可以发布时间和频率信息，因此，以空间卫星上的精确时钟为基础，在地面监测站的监控下，传送精确时间和频率是GPS的另一重要应用，应用该功能可进行精确时间或频率的控制，可为许多工程实验服务。此外，还可利用GPS获得气象数据，为某些实验和工程应用。 GPS在现代交通运输中的应用具有全球性、全能性（陆地、海洋、航空与航天）、全天候优势的导航定位、定时、测速系统GPS由空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统三大子系统构成，目前已广泛应用于军事和民用等众多领域。在发达国家，GPS技术已经开始应用于交通运输和道路工程之中。在道路工程中，GPS目前主要用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。高等级公路的迅速发展对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长、已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，如沪宁、沪杭高速公路的上海段就是利用GPS建立了首级控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的定点误差只有2cm左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时大大提前了工期。浙江省测绘局利用Wild 200 GPS接收机的快速静态定位功能，实测了线路的全部初测导线，快速，高精度地建立了数百公里的高速公路控制网。GPS技术同时应用于特大桥梁的控制测量中。由于无需通视，可构成较强的网形，提高定位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。GPS检测能达到了毫米级精度。GPS技术还在隧道测量中具有广泛的应用前景，其测量减少了常规方法的中间环节，速度快，精度高，具有明显的经济和社会效益。差分动态GPS在道路勘测方面主要应用于数字地面模型的数据采集，控制点的加密，中线放样，纵断面测量以及无需外控点的机载GPS航测等方面。GPS测量包含有三维信息，可用于数字地面模型的数据采集，中线放样以及纵断面测量。在中线平面位置放样的同时，可获得纵断面，在中线放样中需实时把基准站的数据由数据链传到移动站，从而提供移动站的实时位置。由于GPS仪器不象经纬仪那样可以指示方向，因此，需与CAD系统相结合，从而可在计算机屏幕上看到目前位置与设计坐标之间的差异。机载动态差分GPS应用于航测，在德国和加拿大已取得了成功，用载波相位差分测出每个摄影中心的三维坐标，而不再需要外控点测量，取得良好效果。三维导航是GPS的首要功能，飞机、船舶、地面车辆以及步行者都可利用GPS导航接收器进行导航。汽车导航系统是在GPS的基础上发展起来的一门新技术。它由GPS导航、自律导航、微处理器、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。GPS导航是由GPS接收机接收GPS卫星信号（三颗以上），得到该点的经纬度坐标、速度、时间等信息。为提高汽车导航定位的精度，通常采用差分GPS技术。当汽车行驶到地下隧道、高层楼群、高速公路等遮掩物而捕捉不到GPS卫星信号时，系统可自动导入自律导航系统，此时由车速传感器检测出汽车的行进速度，通过微处理单元的数据处理，从速度和时间中直接算出前进的距离，陀螺传感器直接检测出前进的方向，陀螺仪还能自动存储各种数据，即使在更换轮胎暂时停车时，系统也可以重新设定。由GPS卫星导航和自律导航所测到的汽车位置坐标、前进的方向都与实际行驶的路线轨迹存在一定误差，为修正这两者间的误差，使之与地图上的路线统一，需采用地图匹配技术，加一个地图匹配电路，对汽车行驶的路线与电子地图上道路的误差进行实时相关匹配，并做自动修正，此时，地图匹配电路通过微处理单元的整理程序进行快速处理，得到汽车在电子地图上的正确位置，以指示出正确行驶路线。CD-ROM用于存储道路数据等信息，LCD显示器用于导航的相关信息。导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能，如车辆跟踪、供出行路线的规划和导航、信息查询、话务指挥、紧急援助：GPS技术在汽车导航和交通管理工程中的研究与应用目前在中国刚刚起步，国外在这方面的研究早已开始并取得了一定的成果。加拿大卡尔加里大学设计了一种动态定位系统，该系统包括一台捷联式惯性系统、两台GPS接收机和一台微机，可测定已有道路的线性参数，为道路管理系统服务。美国研制了应用于城市的道路交通管理系统，该系统利用GPS和GIS建立道路数据库，数据库中包含有各种现时的数据资料，如道路的准确位置、路面状况、沿路设施等，该系统于1995年正式运行，为城市道路交通管理起到了重要作用。近些年来，国外研制了各种用于车辆诱导的系统，其中对车辆位置的实时确定主要依靠惯性测量系统以及车轮传感器。随着技术的发展，GPS大有取代之势。用于城市车辆诱导的GPS定位一般是在城市中设立一个基准站，车载GPS实时接收基准站发射的信息，经过差分处理便可计算出实时位置，把目前所处位置与所要到达的目标在道路网中进行优化计算，便可在道路电子地图上显示出到达目标的最优化路线，为公安、消防、抢修、急救等车辆服务。GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术之一，必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。相信随着我国经济的发展，以及高级公路的快速修建和GPS技术应用研究的逐步深入，其在道路工程和交通运输中的应用也会更加广泛和深入，并发挥出更大的作用。讲了这么多关于GPS的，下面来讲讲GRS吧GIS即地理信息系统（GIS）Geographic Information System 一、定义首先来了解一下地理信息系统及特点，地理信息系统是能进行空间数据的采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的计算机信息系统。GIS重视对拓扑结构的管理，重视拓扑关系的自动生成 ，强调与空间相关的查询统计，强调空间分析，强调三维模型分析。地理信息系统中“地理”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标数据、属性数据以及以此为基础而演义出来的知识。地理信息系统是一种以地理(空间)坐标为骨干的信息系统。 GIS的组成由系统硬件、系统软件、空间数据、系统开发、管理和使用人员和完整的GIS组成及内容这五部分组成下面来了解一下GIS的功能，GIS能作什么？数据采集与输入、数据存储与管理、数据编辑与更新还有空间查询与分析，其中空间查询与分析又分为：空间查询、叠加分析、缓冲区分析、网络分析以及地形分析GIS的功能分为基本功能和应用功能。GIS的发展方向分为以下几部分，分别是：网络GISWeb GIS 开放式GISOpen GIS 组件式GISCom GIS 虚拟GISVGIS 多媒体GISMGIS 三维GIS3D GIS 时态GISTGIS 无线通讯与GIS 接着来看一下NSDI国家空间数据基础设施国家空间数据基础设施是国家信息基础设施的一部分，是连接信息高速公路和数字地球的桥梁，主要包括空间数据协调、管理和分发体系和机构、空间数据交换网、空间数据交换标准以及数字地球空间数据框架。数字地球空间数据框架(Digital Geo-Spatial Data Framework)是国家空间数据基础设施的核心，它包括了最基本的空间数据集。框架的内容一般包括三种类型的数据：数字正射影像、数字高程模型、数字线划图(道路、水系、境界以及大地控制点和地理数据库等内容)。常见的系统平台。国内主要由高校和科研院所开发，如 Geo-Union（北大）、MapGIS（地质大学）、GeoStar（武汉大学）、CityStar（北大）、SuperMap（地理所）、GeoBeans（遥感所）、当然国外（公司）也有相关的开发，比如Arc/Info、MapInfo、AutoDesk、SmallWorld、Intergarph、 二、GIS建库讲到GIS建库，就不得不讲到GIS与DB、GIS中的数据库与数据仓库、GIS中创建数据库GIS与数据库那么什么是数据库呢？数据库由数据内容组成，而数据内容又分为空间数据和属性数据，空间数据包括数据精度、坐标配准和特征点确认，而属性数据则只有字段设计数据内容的目的主要是事务处理，特点是量小、简单（琐碎、同构）、易失、短期另外数据库设计则包括数据模型、数据结构；数据分类、编码以及元数据它的目的在于决策支持。特点是量大、复杂（综合、异构）、稳定、长期GIS建库分为四部，分别是空间数据库的建立数字化、属性数据库的建立、空间数据库与属性数据库的关联和数据维护。其中空间数据的采集和质量控制包括：GIS的数据源、GIS的空间数据采集、GIS的属性数据采集属性数据库的建立、以及数据的维护与管理。三、GIS开发开发系统是一个编程实现系统（功能）设计，主要包括：数据采集中的数据库系统和数据管。另外，数据分析处理包括：数据统计、信息提取、空间量算、数据建模、空间分析。数据显示输出包括：可视化表达即（图、表）四、GIS的应用领域 在资源管理(Resource Management)方面，主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场) 分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。在资源配置(Resource Configuration)方面，在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供 应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证 资源的最合理配置和发挥最大效益。 在城市规划和管理(Urban Planning and Management) 方面，空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如， 在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、 公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。在土地信息系统和地籍管理(Land Information System and Cadastral Applicaiton) 方面，土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许 多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。 在生态、环境管理与模拟(Environmental Management and Modeling)方面，区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环 境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。 在应急响应(Emergency Response)方面，解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员 撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。在地学研究与应用(Application in Geo Science)方面，地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计 分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。ArcInfo系统就是一个很好的 地学分析应用软件系统。在商业与市场(Business and Marketing)，商业设施的建立充分考虑其市场潜力。