GPS在生活中的應(yīng)用

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案GPS課程論文學(xué)生學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)班級(jí)網(wǎng)絡(luò)工程3班學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名2013 年10月30日GPS在生活中的應(yīng)用GPS概述GPS 即全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System ）。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這是一個(gè)由覆蓋全球的 24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng) 可以保證在任意時(shí)刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆衛(wèi)星，以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高度，以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、 定位授時(shí)等功能。GPS勺主要特點(diǎn)：（1）全天候；（2）全球覆蓋； （3）三維定速定時(shí)高精度；（4）快速省時(shí)高效率；（5）應(yīng)用 廣泛多功能。GPS在生活中應(yīng)用非常廣泛， 應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、 捕魚業(yè)、

2、林木業(yè)、氣象信息測(cè)量、水庫(kù)堤壩、娛樂(lè)設(shè)施等方面。現(xiàn)在介紹GPS在農(nóng)業(yè)及交通運(yùn)輸中的應(yīng)用。一.GP在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增加產(chǎn)量和提高效益是根本目的。要達(dá)到增產(chǎn)高效的目的，除了適時(shí)種植高產(chǎn)作物，加 強(qiáng)田間管理等技術(shù)措施 外，弄清土壤性質(zhì)，檢測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量、分布、合理施肥以及 播種和噴撒農(nóng) 藥等也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的管理技術(shù)。尤其是 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走向大農(nóng)業(yè)和機(jī)械化道路，大量采用飛機(jī)撒播 和噴藥，為降低投資成本，如何引導(dǎo)飛機(jī)作業(yè)做到準(zhǔn)確投放, 也是十分重要的。利用 GPS技術(shù)，配合遙感技術(shù)（RS和地理信息 系統(tǒng)（GIS）,能夠做到監(jiān)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量分布、土 壤成分和性質(zhì)分 布、做到合理施肥、播種和噴灑農(nóng)藥

3、，節(jié)約費(fèi)用、降低成本、 達(dá)到增加產(chǎn)量提高效益的目的。1 土壤養(yǎng)分分布調(diào)查在播種之前，可用一種適用于在農(nóng)田中運(yùn)行的采樣車輛按一 定的要求在農(nóng)田中采集土壤樣 品。車輛上配置有GP接收機(jī)和計(jì)算機(jī)， 計(jì)算機(jī)中配置地理信息系統(tǒng)軟件。采集樣品時(shí)，GPS接收機(jī)把樣品采集 點(diǎn)的位置精確地測(cè)定出來(lái)，將其輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)依據(jù)地理信 息系統(tǒng)將采樣點(diǎn)標(biāo)定，繪出一幅土壤樣品點(diǎn)位分布圖。2監(jiān)測(cè)作物產(chǎn)量在聯(lián)合收割機(jī)上配置計(jì)算機(jī)、產(chǎn)量監(jiān)視器和GPS接收機(jī)，就構(gòu)成了作物產(chǎn)量監(jiān)視系統(tǒng)。 對(duì)不同的農(nóng)作物需配備不同的監(jiān)視器。 例如監(jiān)視玉米產(chǎn)量的監(jiān)視器，當(dāng)收割玉米時(shí)，監(jiān)視器記錄下玉 米所接穗數(shù)和產(chǎn)量，同時(shí)GPS接收機(jī)記錄下收割該株玉

4、米所處位置，通過(guò)計(jì)算機(jī)最終繪制出一幅關(guān)于每塊土地產(chǎn)量的產(chǎn)量分布 圖。通過(guò)和土壤養(yǎng)分含量分布圖的綜合分析，可以找出影響作 物產(chǎn)量的相關(guān)因素，從而進(jìn)行具體的田間施肥等管理工作。3合理施肥，精確農(nóng)業(yè)管理依據(jù)農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分布圖，設(shè)置有GPS接收機(jī)的“受控應(yīng)用”的噴施器，在 GPS的控制下，依 據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠 精確地給田地的各點(diǎn)施肥，施用的化肥種類和數(shù)量由計(jì)算機(jī)根 據(jù)養(yǎng)分含量分布圖控制。在作物生長(zhǎng)期的管理中，利用遙感圖象 并結(jié)合GPS可繪出作物色彩變化圖。利用GPS定位采集一定數(shù)量的土壤及作物樣品進(jìn)行分析，可以繪制出作物生長(zhǎng)的不同時(shí) 期的土壤含量的系列分布圖。這樣可以做到精確地對(duì)作物生長(zhǎng)

5、進(jìn)行管理。利用飛機(jī)進(jìn)行播種、施肥、除草等工作，作業(yè)費(fèi)用昂貴。合理地布設(shè)航線和準(zhǔn)確地引導(dǎo)飛機(jī)，將大大節(jié)省飛機(jī)作業(yè)的 費(fèi)用。據(jù)國(guó)外介紹，利用差分GPS對(duì)飛機(jī)精密導(dǎo)航，估計(jì)會(huì)使投資降低50%具體應(yīng)用中，利 用GS差分定位技術(shù)可以使飛機(jī)在噴灑 化肥和除草劑時(shí)減少橫 向重疊，節(jié)省化肥和除草劑用量，避免 過(guò)多的用量影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。還可以減少轉(zhuǎn)彎重疊，避 免浪 費(fèi)，節(jié)省資源。對(duì)于在夜間噴施，更有其優(yōu)越性。因?yàn)橐归g 蒸發(fā)和漂移損失小，另外夜間植物氣孔是 張開的，更容易吸收 除草劑和肥料，提高除草和施肥效率。依靠差分GPS進(jìn)行精 密導(dǎo)航，引導(dǎo)農(nóng)機(jī)具進(jìn)行夜間噴施和田間作業(yè)，可以節(jié)省大量的 農(nóng)藥和化肥。GPS 技術(shù)

6、在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用不僅是大面積種植，在小面 積的農(nóng)田，特別是在格網(wǎng)種植的小面積內(nèi)，應(yīng)用小型自動(dòng)化設(shè)備，配合差分GPS導(dǎo)航設(shè)備、電子監(jiān)測(cè)和控制電路， 能夠適應(yīng)科學(xué)種田 的需要，作到精確管理。這種投資較低、安裝方便、操作靈活。 總之，GPS技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用。在我國(guó)，尚需積 極開展在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究以及相關(guān)設(shè)備的研制，特別在大 平原地區(qū)，利用大規(guī)模的機(jī)械化生產(chǎn)的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)重視GPS 技術(shù)在農(nóng)田作業(yè)和管理中的應(yīng)用。GPS在蝗蟲防治及小麥銹病防治中的應(yīng)用1定位功能的應(yīng)用在勘查工作通過(guò)綜合應(yīng)用 GPS和GIS兩項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，可望準(zhǔn)確劃定蝗蟲宜發(fā)區(qū)及小麥銹病的準(zhǔn)確位置、地形地貌，為飛機(jī)及人工防治時(shí)

7、精準(zhǔn)施藥，高 效防治，減少環(huán)境污染提供科學(xué)依據(jù)，從 而使飛機(jī)治蝗及其他工作徹底擺脫了依靠地面人工信號(hào)的歷史。由于蝗蟲屬于遷飛類害蟲，對(duì)于其遷飛路徑，GPS的位置實(shí)時(shí)回傳功能可以對(duì)確定其遷飛路徑及科學(xué)的綜合防治提供及時(shí)的 準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。2測(cè)面積功能的應(yīng)用通過(guò)GPS與 GIS的結(jié)合，可準(zhǔn)確測(cè)量出蝗蟲災(zāi)害面積或小麥 銹病病發(fā)區(qū)面積，為合理噴藥提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)災(zāi)害評(píng)估及病蟲害 防治測(cè)報(bào)工作的科學(xué)管理起著重要作用。GPS的日益發(fā)展和成熟以及它在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，無(wú) 疑將讓農(nóng)業(yè)的發(fā)展日益。二、GPS在交通運(yùn)輸中的應(yīng)用1、GPS在道路工程中的應(yīng)用GPS在道路工程中的應(yīng)用，目前主要是用于建立各種道路工程控

8、 制網(wǎng)及測(cè)定航測(cè)外控點(diǎn)等。隨著高等級(jí)公路的迅速發(fā)展，對(duì)勘測(cè)技術(shù) 提出了更高的要求，由于線路長(zhǎng)，已知點(diǎn)少，因此，用常規(guī)測(cè)量手段 不僅布網(wǎng)困難，而且難以滿足高精度的要求。目前，國(guó)內(nèi)已逐步采用 GPS技術(shù)建立線路首級(jí)高精度控制網(wǎng)，如滬寧、滬杭高速公路的上海 段就是利用GPS建立了首級(jí)控制網(wǎng)，然后用常規(guī)方法布設(shè)導(dǎo)線加密。 實(shí)踐證明，在幾十公里范圍內(nèi)的點(diǎn)位誤差只有 2cm左右，達(dá)到了常規(guī) 方法難以實(shí)現(xiàn)的精度，同時(shí)也大大提前了工期。浙江省測(cè)繪局利用Wild 200 GPS接收機(jī)的快速靜態(tài)定位功能施測(cè)了線路的全部初測(cè)導(dǎo) 線，快速、高精度的建立了數(shù)百公里的高速公路控制網(wǎng)，取得了良好 的效果。GPS技術(shù)也同樣應(yīng)

9、用于特大橋梁的控制測(cè)量中。由于無(wú)需通 視，可構(gòu)成較強(qiáng)的網(wǎng)形，提高點(diǎn)位精度，同時(shí)對(duì)檢測(cè)常規(guī)測(cè)量的支點(diǎn) 也非常有效。如在江陰長(zhǎng)江大橋的建設(shè)中，首先用常規(guī)方法建立了高 精度邊角網(wǎng)，然后利用GPS對(duì)該網(wǎng)進(jìn)行了檢測(cè)，GPS檢測(cè)網(wǎng)達(dá)到了毫 米級(jí)精度，與常規(guī)精度網(wǎng)的比較符合較好。 GPS技術(shù)在隧道測(cè)量中具 有廣泛的應(yīng)用前景，GPSM量無(wú)需通視，減少了常規(guī)方法的中間環(huán)節(jié)， 因此，速度快、精度高，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。差分動(dòng)態(tài)GPS在道路勘測(cè)方面主要應(yīng)用于數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù) 采集、控制點(diǎn)的加密、中線放樣、縱斷面測(cè)量以及無(wú)需外控點(diǎn)的機(jī)載 GPS航測(cè)等方面。1994年 6月在同濟(jì)大學(xué)試驗(yàn)了 KART實(shí)時(shí)相位差分

10、衛(wèi) 星定位系統(tǒng)，在1km范圍內(nèi)達(dá)到了優(yōu)于2cm的精度，因此能夠用于線 路控制網(wǎng)的加密。GPS測(cè)量包含有三維信息，可用于數(shù)字地面模型的 數(shù)據(jù)采集、中線放樣以及縱斷面測(cè)量。在中線平面位置放樣的同時(shí)， 可獲得縱斷面，在中線放樣中需實(shí)時(shí)把基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)鏈傳到移 動(dòng)站，從而提供移動(dòng)站的實(shí)時(shí)位置，由于GPS儀器不象經(jīng)緯儀那樣可 以指示方向，因此需與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)相結(jié)合， 從而可在計(jì)算機(jī) 屏幕上看到目前位置與設(shè)計(jì)坐標(biāo)的差異。 機(jī)載動(dòng)態(tài)差分GPS應(yīng)用于航 測(cè)在德國(guó)和加拿大已取得了成功，用載波相位差分測(cè)出每個(gè)攝影中心 的三維坐標(biāo)，而不再需要外控點(diǎn)測(cè)量，取得了良好的效果。2、GPS在汽車導(dǎo)航和交通管理中的

11、應(yīng)用三維導(dǎo)航是GPS勺首要功能，飛機(jī)、船舶、地面車輛以及步行者 都可利用GPS導(dǎo)航接收器進(jìn)行導(dǎo)航。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是在全球定位系統(tǒng) GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新型技術(shù)。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)由GPS導(dǎo)航、自律導(dǎo)航、微處理器、車速傳感器、陀螺傳感器、CD ROM區(qū)動(dòng)器、LCD 顯示器組成。為提高汽車導(dǎo)航定位精度，通常采用差分GPS技術(shù)。當(dāng)汽車行駛 到地下隧道、高層樓群、高速公路等遮掩物而與捕獲不到 GPS衛(wèi)星信 號(hào)時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)導(dǎo)入自律導(dǎo)航系統(tǒng)，此時(shí)由車速傳感器檢測(cè)出汽車 的行進(jìn)速度，通過(guò)微處理單元的數(shù)據(jù)處理，從速度和時(shí)間中直接算出 前進(jìn)的距離，陀螺傳感器直接檢測(cè)出前進(jìn)的方向， 陀螺儀還能自動(dòng)存 儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，

12、即使在更換輪胎暫時(shí)停車時(shí)，系統(tǒng)也可以重新設(shè)定。由 GPS衛(wèi)星導(dǎo)航和自律導(dǎo)航所測(cè)到的汽車位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)、前進(jìn)的方向都 與實(shí)際行駛的路線軌跡存在一定誤差， 為修正這兩者的誤差，與地圖 上的路線統(tǒng)一，需采用地圖匹配技術(shù)，加一個(gè)地圖匹配電路，對(duì)汽車 行駛的路線與電子地圖上道路誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)相關(guān)匹配作自動(dòng)修正，此時(shí)地圖匹配電路是通過(guò)微處理單元的整理程序進(jìn)行快速處理，得到汽車在電子地圖上的正確位置，以指示出正確行駛路線。CD-ROM用于存儲(chǔ)道路數(shù)據(jù)等信息，LCD顯示器用于顯示導(dǎo)航的相關(guān)信息。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)車輛管理信 息系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤和交通管理等許多功能， 這些功

13、能 包括：（1）車輛跟蹤利用GPS和電子地圖可以實(shí)時(shí)顯示出車輛的實(shí)際位置， 并任意放 大、縮小、還原、換圖；可以隨目標(biāo)移動(dòng)，使目標(biāo)始終保持在屏幕上； 還可實(shí)現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時(shí)跟蹤。利用該功能可對(duì)重要車 輛和貨物進(jìn)行跟蹤運(yùn)輸。（2）提供出行路線規(guī)劃和導(dǎo)航提供出行路線規(guī)劃是汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的一項(xiàng)重要輔助功能，它包括 自動(dòng)線路規(guī)劃和人工線路設(shè)計(jì)。自動(dòng)線路規(guī)劃是由駕駛者確定起點(diǎn)和 目的地，由計(jì)算機(jī)軟件按要求自動(dòng)設(shè)計(jì)最佳行駛路線， 包括最快的路 線、最簡(jiǎn)單的路線、通過(guò)高速公路路段次數(shù)最少的路線等的計(jì)算。人 工線路設(shè)計(jì)是由駕駛者根據(jù)自己的目的地設(shè)計(jì)起點(diǎn)、終點(diǎn)和途經(jīng)點(diǎn) 等，自動(dòng)建立線路庫(kù)。線路規(guī)劃完畢

14、后，顯示器能夠在電子地圖上顯 示設(shè)計(jì)線路，并同時(shí)顯示汽車運(yùn)行路徑和運(yùn)行方法。（3）信息查詢?yōu)橛脩籼峁┲饕飿?biāo)，如旅游景點(diǎn)、賓館、醫(yī)院等數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶 能夠在電子地圖上根據(jù)需要進(jìn)行查詢。 查詢資料可以文字、語(yǔ)言及圖 象的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。同時(shí)，監(jiān)測(cè)中心可以利 用監(jiān)測(cè)控制臺(tái)對(duì)區(qū)域內(nèi)的任意目標(biāo)所在位置進(jìn)行查詢，車輛信息將以數(shù)字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來(lái)。（4）話務(wù)指揮指揮中心可以監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)車輛運(yùn)行狀況， 對(duì)被監(jiān)控車輛進(jìn)行合理 調(diào)度。指揮中心也可隨時(shí)與被跟蹤目標(biāo)通話，實(shí)行管理。這樣就可以 遠(yuǎn)程調(diào)度人員，操作簡(jiǎn)易方便，而且可以節(jié)省大量的時(shí)間。(5) 緊急援助通過(guò)GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)可以對(duì)遇有險(xiǎn)情或發(fā)生事故的車輛進(jìn)行緊急援助。監(jiān)控臺(tái)的電子地圖顯示求助信息和報(bào)警目標(biāo)，規(guī)劃最優(yōu)援助方案，并以報(bào)警聲光提醒值班人員進(jìn)行應(yīng)急處理。GPS技術(shù)在汽車導(dǎo)航和交通管理工程中的研究與應(yīng)用目前在中國(guó)剛剛起步，而國(guó)外在這方面的研究早已開始并已取得了一定的成果。 近些年來(lái)國(guó)外 研制了各種用于車輛誘導(dǎo)的系統(tǒng)，其中車輛位置的實(shí)時(shí)確定以往主要 依據(jù)慣性測(cè)量系統(tǒng)以及車輪傳感器，隨著GPS的發(fā)展和所顯示出的優(yōu) 越性，有取代前兩種方法的趨勢(shì)。用于城市車輛誘導(dǎo)的GPS定位一般 是在城市中設(shè)立一個(gè)基準(zhǔn)站，車載GPS實(shí)時(shí)接收 基準(zhǔn)站發(fā)射的信息， 經(jīng)過(guò)差分處理便可計(jì)算出實(shí)時(shí)位置，把目前所處