物流信息技術(shù) 5 物流動(dòng)態(tài)跟蹤技術(shù)

THE

TRACINGTECHNOLOGY項(xiàng)目五物流動(dòng)態(tài)跟蹤技術(shù)延遲符延遲符GPS技術(shù)的應(yīng)用紹（任務(wù)一）一、GPS技術(shù)概述

GPS（GlobalPositioningSystem）即全球定位系統(tǒng)，是由美國(guó)國(guó)防部研制建立的一種具有全方位、全天候、全時(shí)段、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時(shí)等導(dǎo)航信息，方便用戶在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航。1.GPS技術(shù)的定義GlobalPositioningSystemGPS起始于1958年美國(guó)軍方的一個(gè)項(xiàng)目，到1994年，全面建成21顆工作星和3顆備用星工作在互成60度的6條軌道上的布局。延遲符一、GPS技術(shù)概述2.GPS的特點(diǎn)GlobalPositioningSystem延遲符定位精度高GPS相對(duì)定位精度在50公里以內(nèi)可達(dá)10-6m，100-500公里可達(dá)10-7m，1000公里可達(dá)10-9m。觀測(cè)時(shí)間短20公里以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需15-20分鐘；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位和測(cè)速工作，僅需1至數(shù)秒即可完成。測(cè)站間無(wú)需通視GPS測(cè)量只要求測(cè)站上空開(kāi)闊，不要求測(cè)站之間互相通視，因而可大大減少測(cè)量工作的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間；同時(shí)也使選點(diǎn)工作變得非常靈活，也可省去經(jīng)典測(cè)量中的傳算點(diǎn)、過(guò)渡點(diǎn)的測(cè)量工作。全球統(tǒng)一的三維坐標(biāo)GPS可同時(shí)精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置和大地高程，并且GPS定位是在全球統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)中計(jì)算的，因此全球不同地點(diǎn)的測(cè)量坐標(biāo)都是統(tǒng)一的。操作簡(jiǎn)便GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高，趨于“傻瓜化”操作。在觀測(cè)中，測(cè)量員只需安置儀器，連接電纜線，量取天線高，監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其它觀測(cè)工作，如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測(cè)和記錄等均由儀器自動(dòng)完成。全球、全天候作業(yè)GPS衛(wèi)星的數(shù)目較多，且分布均勻，保證了地球上任何地方任何時(shí)間至少可以同時(shí)觀測(cè)到4顆GPS衛(wèi)星，確保實(shí)現(xiàn)全球全天候連續(xù)的導(dǎo)航定位服務(wù)。功能多、應(yīng)用廣GPS應(yīng)用廣泛，利用其測(cè)量、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)時(shí)等功能，可以在陸地應(yīng)用、海洋應(yīng)用、航空航天方面發(fā)揮巨大作用，例如車輛導(dǎo)航、地球物理資源勘探、遠(yuǎn)洋船最佳航程航線測(cè)定、船只實(shí)時(shí)調(diào)度與導(dǎo)航、海洋探寶、飛機(jī)導(dǎo)航、航空遙感姿態(tài)控制等。一、GPS技術(shù)概述3.GPS的組成GlobalPositioningSystem

GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分——GPS衛(wèi)星星座、地面控制部分——地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶設(shè)備部——GPS信號(hào)接收機(jī)。延遲符空間部分：提供星歷和時(shí)間信息發(fā)射偽距和載波信號(hào)提供其它輔助信息用戶部分：接收并監(jiān)測(cè)衛(wèi)星信號(hào)記錄處理數(shù)據(jù)提供導(dǎo)航定位信息地面控制部分：中心控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步跟蹤衛(wèi)星進(jìn)行定軌一、GPS技術(shù)概述空間衛(wèi)星系統(tǒng)由均勻分布在6個(gè)軌道平面上的24顆高軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成，每顆衛(wèi)星都配備有精度極高的原子鐘（30萬(wàn)年的誤差為1秒）。其中三顆是備用衛(wèi)星。這種衛(wèi)星布局能夠保證地球上任一地點(diǎn)的GPS用戶都能連續(xù)地觀測(cè)到至少4顆衛(wèi)星，從而提供全球范圍從地面到20000公里高空之間，任一載體高精度的三維位置、三維速度和系統(tǒng)時(shí)間信息。3.GPS的組成——GPS空間部分GlobalPositioningSystemGPS起始于1958年美國(guó)軍方的一個(gè)項(xiàng)目，到1994年，全面建成21顆工作星和3顆備用星工作在互成60度的6條軌道上的布局。延遲符一、GPS技術(shù)概述主控站（1個(gè)）主要為GPS提供時(shí)間基準(zhǔn)，監(jiān)視、控制衛(wèi)星的軌道，處理監(jiān)測(cè)站送來(lái)的各種數(shù)據(jù)，編制各衛(wèi)星星歷，計(jì)算和修正時(shí)鐘誤差及電離層對(duì)電波傳播造成的偏差；注入站（3個(gè)），主要作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中。此外，注入站每隔一分鐘需向主控站發(fā)射信號(hào)，報(bào)告自己的工作狀態(tài)；監(jiān)測(cè)站（5個(gè)），它們的主要任務(wù)是接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀態(tài)，并向主控站提供觀測(cè)數(shù)據(jù)。3.GPS的組成——地面監(jiān)控部分GlobalPositioningSystem延遲符一、GPS技術(shù)概述

GPS信號(hào)接收機(jī)主要用于接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，信號(hào)經(jīng)處理后，獲得用戶位置、速度等信息，從而完成導(dǎo)航和定位。GPS的用戶只接收而不必發(fā)射信號(hào)，因此用戶的數(shù)量不受限制。3.GPS的組成——GPS信號(hào)接收機(jī)GlobalPositioningSystem延遲符一、GPS技術(shù)概述首先假定衛(wèi)星的位置為已知，而又能準(zhǔn)確測(cè)定某地點(diǎn)A至衛(wèi)星之間的距離，那么A點(diǎn)一定是位于以衛(wèi)星為中心，所測(cè)得距離為半徑的圓球面上。進(jìn)一步，又測(cè)得點(diǎn)A至另一衛(wèi)星的距離，則A點(diǎn)一定處在前后兩個(gè)圓球面相交的圓環(huán)上。另外，還可測(cè)得與第三個(gè)衛(wèi)星的距離，通過(guò)3個(gè)定位球面就可以確定A點(diǎn)在地球上的空間位置，如圖5-5。解決時(shí)間差的問(wèn)題，就要通過(guò)第4顆衛(wèi)星。4.GPS定位和導(dǎo)航原理GlobalPositioningSystem延遲符3顆衛(wèi)星A一、GPS技術(shù)概述5.四大導(dǎo)航系統(tǒng)GlobalPositioningSystem延遲符名稱隸屬國(guó)家或地區(qū)衛(wèi)星個(gè)數(shù)定位精度使用對(duì)象建成時(shí)間GPS美國(guó)24精度約為10米軍民兩用1994年COMPASS中國(guó)35“北斗一號(hào)”精確度在10米之內(nèi)；“北斗二號(hào)”可以精確到“厘米”之內(nèi)軍民兩用2012年GLONASS俄羅斯24精度在10米左右軍民兩用2012年GNSS歐盟30定位誤差不超過(guò)1米民用2015年延遲符GIS的應(yīng)用（任務(wù)二）一、GIS技術(shù)概述以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述。。1.GIS技術(shù)的定義

GeographyInformationSystem延遲符一、GIS技術(shù)概述地理信息系統(tǒng)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。2.GIS的組成

GeographyInformationSystem延遲符一、GIS技術(shù)概述硬件主要包括計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，存儲(chǔ)設(shè)備，數(shù)據(jù)輸入，顯示和輸出的外圍設(shè)備等等。軟件主要包括以下幾類：操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件、GIS軟件等等。2.GIS的組成——硬件和軟件

GeographyInformationSystem延遲符一、GIS技術(shù)概述GIS數(shù)據(jù)分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)描述空間對(duì)象空間特征及空間對(duì)象間關(guān)系的數(shù)據(jù)，表現(xiàn)了地理空間實(shí)體的位置、大小、形狀、方向以及幾何拓?fù)潢P(guān)系，例如定位的經(jīng)度、緯度、鄰接、包含等，它的表達(dá)可以采用柵格和矢量?jī)煞N形式，如圖5-8所示；屬性數(shù)據(jù)表示空間對(duì)象屬性特征的數(shù)據(jù)，又稱非幾何數(shù)據(jù)，如類型、名稱、性質(zhì)等。2.GIS的組成——數(shù)據(jù)

GeographyInformationSystem延遲符一、GIS技術(shù)概述

方法：GIS的方法主要是指空間信息的綜合分析方法，即常說(shuō)的應(yīng)用模型。它是在對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的具體對(duì)象與過(guò)程進(jìn)行大量研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)出來(lái)的規(guī)律。GIS應(yīng)用就是利用這些模型對(duì)大量空間數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，從而解決實(shí)際問(wèn)題。如基于GIS的土地利用評(píng)價(jià)模型、生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型等；

人員：GIS的人員是系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵和能動(dòng)性因素，直接影響和協(xié)調(diào)其它幾個(gè)組成部分。地理信息系統(tǒng)需要人進(jìn)行系統(tǒng)組織、管理、使用和維護(hù)。這些人員既包括從事設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和維護(hù)GIS系統(tǒng)的技術(shù)專家，也包括那些使用GIS系統(tǒng)并解決專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題的專家。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)完整的GIS應(yīng)包含項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、信息技術(shù)專家、應(yīng)用專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜?、若干程序員和操作員。2.GIS的組成——方法、人員

GeographyInformationSystem延遲符一、GIS技術(shù)概述

工具型GIS：工具型GIS又稱GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)或外殼，具有GIS基本功能，是供其他系統(tǒng)調(diào)用或用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的操作平臺(tái)，如ArcGIS、MapInfo、GeoMedia、MapGIS、SuperMap等；

應(yīng)用型GIS：應(yīng)用型GIS又可以分為區(qū)域地理信息系統(tǒng)與專題地理信息系統(tǒng)。3.GIS的分類

GeographyInformationSystem延遲符一、GIS技術(shù)概述

GIS具備五項(xiàng)基本功能：數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、空間查詢與空間分析、可視化表達(dá)與輸出。4.GIS的功能

GeographyInformationSystem延遲符延遲符RS的應(yīng)用（任務(wù)二）一、RS技術(shù)概述遙感（RemoteSensing，簡(jiǎn)稱RS）指通過(guò)遙感器這類對(duì)電磁波敏感的儀器，在不與探測(cè)目標(biāo)接觸的情況下，獲取目標(biāo)物體反射、輻射或散射的電磁波信息，對(duì)其進(jìn)行處理、分析，揭示目標(biāo)物的特征、性質(zhì)及其變化的學(xué)科和技術(shù)。1.RS的概念及原理

GeographyInformationSystem延遲符一、RS技術(shù)概述2.遙感技術(shù)的定義及組成

GeographyInformationSystem延遲符組成部分作用遙感器（傳感器）裝在遙感平臺(tái)上，它是遙感系統(tǒng)的重要設(shè)備，它可以是照相機(jī)、多光譜掃描儀、微波輻射計(jì)或合成孔徑雷達(dá)等。遙感平臺(tái)裝載傳感器的工具，按高度，遙感平臺(tái)大體可分為地面平臺(tái)（如三腳架、房頂）、航空平臺(tái)（如飛機(jī)、氣球）和航天平臺(tái)（如衛(wèi)星）三大類。信息傳輸設(shè)備是飛行器和地面間傳遞信息的工具。接收裝置專門用來(lái)接收信息傳輸設(shè)備傳遞遙感信息的設(shè)備。圖像處理設(shè)備是對(duì)地面接收到的遙感圖像信息進(jìn)行處理（幾何校正、濾波等）以獲取反映地物性質(zhì)和狀態(tài)的信息的軟硬件設(shè)備。一、RS技術(shù)概述3.遙感技術(shù)工作流程

GeographyInformationSystem延遲符一、RS技術(shù)概述遙感技術(shù)系統(tǒng)是一個(gè)從地面到空中，直至整個(gè)空間，進(jìn)行信息收集、存儲(chǔ)、傳輸處理，分析判讀、應(yīng)用的技術(shù)體系。遙感的實(shí)施必須依賴這個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成。遙感技術(shù)系統(tǒng)主要包括遙感信息源（目標(biāo)物）、信息的獲取、信息的接收與記錄、信息的處理和信息應(yīng)用五大部分。4.遙感技術(shù)系統(tǒng)

GeographyInformationSystem延遲符A、遙感信息源（目標(biāo)物）。任何目標(biāo)都具有發(fā)射、反射和吸收電磁波的性質(zhì)，都是遙感的信息源。B、信息的獲取。接收、記錄目標(biāo)物電磁波特征的儀器，稱為傳感器。如掃描儀、雷達(dá)、報(bào)機(jī)、攝像機(jī)、輻射計(jì)等。C、信息的接收、記錄。傳感器接收到目標(biāo)地物的電磁波信息，記錄在數(shù)字磁介質(zhì)或膠片上。D、信息的處理——硬件系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)、顯示設(shè)備、大容量存儲(chǔ)設(shè)備、圖像的輸入輸出設(shè)備）和軟件系統(tǒng)（數(shù)據(jù)輸入模塊、幾何校正模塊、圖像變換、圖像融合、分類、分析、輸出等模塊）E、信息的應(yīng)用。一、RS技術(shù)概述遙感的分類方法很多。5.遙感的分類

GeographyInformationSystem延遲符類型說(shuō)明可見(jiàn)光遙感探測(cè)波段在0.4～0.7微米之間；可見(jiàn)光遙感應(yīng)用比較廣泛的一種遙感方式；可見(jiàn)光遙感具有較高的分辨率，在晴朗的白晝使用效果較好；常用的遙感器有攝影機(jī)、掃描儀、攝像儀等。紅外遙感探測(cè)波段在0.76～1000微米之間，又分為近紅外或攝影紅外遙感；中、遠(yuǎn)紅外遙感通常用于遙感物體的輻射，具有晝夜工作的能力；常用的紅外遙感器是光學(xué)機(jī)械掃描儀。微波遙感探測(cè)波段在1～1000毫米的電磁波（即微波）的遙感；具有晝夜工作能力，但空間分辨率低；對(duì)云層、地表植被、松散沙層和干燥冰雪具有一定的穿透能力；雷達(dá)是典型的微波遙感系統(tǒng)。紫外遙感探測(cè)波段在0.3～0.4微米之間的紫外光；主要遙感方法是紫外攝影。多波段遙感把目標(biāo)物輻射來(lái)的電磁輻射分割成若干個(gè)窄的光譜帶，然后同步探測(cè)，同時(shí)得到一個(gè)目標(biāo)物不同波段的多幅圖像，將不同波段的遙感信息加以組合，可以獲取更多的有關(guān)物體的信息，有利于信息判斷和識(shí)別。常用的遙感器有多光譜攝影機(jī)、多光譜掃描儀和反束光導(dǎo)管攝像儀等。二、遙