GPS应用实例

GＰＳ应用实例

一、黑龙江省文物保护部门应用卫星定位技术对三江平原地区古遗址进行全面勘测

黑龙江省文物保护部门今年首次应用卫星定位技术对三江平原地区古遗址进行全面勘测，目前已在集贤县完成了６０余处古遗址的勘测。据悉，这样大范围地应用高新技术进行古遗址勘测在黑龙江省尚属首次。有关测量成果已被省科技厅列为重点发展项目，并得到省考古界专家的认可和好评。

黑龙江省三江平原地区汉魏遗址较多，是我国东北地区满族先祖的聚居址。这里的城址、祭坛址、瞭望台址等均保存较好，遗址中的半地穴式房址等遗迹现象清晰可见。而以往的遗址勘测通常只进行遗址平面图的测绘，测绘误差较大、精度较低，难以准确反映遗址的全貌。

黑龙江省文物保护部门此次利用ＧＰＳ全球卫星定位技术，接收卫星信号，精确定位遗址位置，并用全站仪将遗址地形匹配信息、数据参数输入计算机中，形成遗址群的彩色平面图系。整个测量过程不受气候等因素影响，既节省了人力、物力，又使测量数据更加准确可靠。

黑龙江省文物管理局的人士介绍说，三江平原地区古遗址勘测除包括汉魏遗址勘测外，还将包括渤海、辽金城址勘测及渤海长城、金界壕边堡勘测等多项内容。通过勘测将搞清三江平原地区重要古遗址的数量、位置、规模范围和分布规律，反映遗址的文化内涵及面貌，进而研究黑龙江古代城址的产生、演变、发展过程。

二、上海的交通可以说是一脚跨进了“卫星时代”。

“下一班车还有2分钟到站”，望着站牌上的发光显示屏，陈先生有点纳闷这是怎么回事。其实，这是上海公交开发的一项便民实事工程，让乘客候车不再“毛估估”，其借助的就是GPS卫星定位系统。除了公交，出租、长途等行业如今也“武装”起了GPS，上海的交通可以说是一脚跨进了“卫星时代”。

通过GPS定位，巴士公司率先将一些线路的调度站和行驶中的公交车联上了网。营运车辆的“一举一动”通过卫星传送实时反映到调度室的电脑上，路况如何、道路拥堵，调度员“足不出户”尽收眼底，然后根据实际情况安排发车间隔。据了解，到今年底将有近千辆公交车装上这种“千里眼”。

全行业的GPS出租车调度平台正在打造。今后在出租车候客站、扬招点，市民可以实现“一指禅”轻松打的。因为新型站牌立柱上设有按钮，夜间乘客需用车可通过按钮来启亮上方的叫车灯，方便驾驶员在远处识别。同时，其预留的GPS卫星调度终端按钮可发出信号来连接电脑叫车网络，乘客只要一按钮，最靠近的“的哥”就飞车过来做这单生意。

三、GPS系统在战场上大发神威

不久前的阿富汗战争中，地球上空悬挂的上百颗军事卫星史无前例地成为了人类战争机器的核心。这场战争中常出现这样一个典型的场景：阿富汗的土地上，一名美军特种部队士兵发现了一处塔利班目标，于是用便携式全球卫星定位系统接收仪计算目标的位置和规模，并通过卫星电话告之远在佛罗里达的指挥中心。随后，一架\"捕猎者\"无人驾驶侦察机会前往目标地点，拍摄并实时传输回现场录象。指挥部批准轰炸后，在战区附近近1万米高空巡航的B-52轰炸机飞行员就会将GPS数据输入\"聪明炸弹\"，炸弹投放后会利用自带的GPS接收仪校准飞行轨迹，直奔目标，误差不超过几米。这整个过程只需要几分钟时间，而在过去的战争中，则需要花上几天。

难怪，以国防部长拉姆斯菲尔德为首的一批美国国防部官员纷纷表示，如果空间武器要在未来战争中发挥更重要的作用，就必须取得\"空间控制权\"。防卫战略专家关心的不仅式在全球范围内监视敌人的行动和从太空发动攻击，更希望在太空中抢占\"战略高地\"，把对手排除在空间优势之外。而科学家考虑的更多的是提高GPS的抗干扰能力，提高打击目标精度，现有的全球卫星定位系统向所有的军用和民用用户无差别地提供导航定位信息，而研究中的第三代GPS技术向不同用户所提供的信号则是分层次的，区分民用和军用的，这将使敌人更难对军用信息进行干扰。\"GPS-研究计划\"将在10年内发展出能使现有设备发射很难干扰的高能集束信号的技术。

四、美带到伊拉克战争中的秘密武器

此次伊拉克战争，美军以一系列新战法为指导，用较少的兵力，以较快的速度和较小的伤亡，实现了既定战争目标，给世人留下了较深的印象。美副总统切尼评价伊战胜利是美军事高科技的胜利。纵观冷战后，伊拉克战争就是\"数字化战场\"的灵验，而美军在这场\"数字化战场\"中巧妙而成功的使用了秘密武器----全球卫星定位系统（GPS）。

俄著名军事分析家弗拉基米尔·斯利普琴科认为美在伊战中演练了全新的战法就是美国建立了强大的ＧＰＳ全球定位系统，GPS系统有极高的准确性，可以使武器准确命中目标。除了ＧＰＳ系统的卫星，在近地轨道上还有６０个航天器---通信、侦察、气象、制图和指挥航天器。

这些航天器向盟国指挥部提供有关战场情况的全套信息，还能指挥部队，直至每个士兵。\"震慑\"行动有利于演练详细地在战斗中使用这种轨道系统。以后这种卫星可能增加到２００颗。所以美伊战争有\"天战\"一说。

美军在伊拉克战争中使用最多的\"杀手锏\"是精确制导武器，而精确制导武器离不开卫星的侦察、定位作用。美军空袭几乎全部使用ＧＰＳ(全球定位系统)辅助制导的精确制导武器，使美军可以在夜晚和沙尘暴气象条件下对伊拉克发起攻击。

自海湾战争中,美军第一次将卫星大规模、成系统地用于实战以来，卫星在其作战系统中发挥着越来越重要的作用。伊拉克战争中，美军充分地使用卫星资源，极大地提高了武器装备的信息化水平和作战效能，拿美军指挥官的话来讲，离开了卫星，美军根本就不可能取得战场上的胜利。

五、GPS在农业领域中的应用

农业生产中增加产量和提高效益是根本目的。要达到增产高效的目的，除了适时种植高产作物，加强田间管理等技术措施外，弄清土壤性质，检测农作物产量、分布、合理施肥以及播种和喷撒农药等也是农业生产中重要的管理技术。尤其是现代农业生产走向大农业和机械化道路，大量采用飞机撒播和喷药，为降低投资成本，如何引导飞机作业做到准确投放，也是十分重要的。

利用GPS技术，配合遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS），能够做到监测农作物产量分布、土壤成分和性质分布、做到合理施肥、播种和喷洒农药，节约费用、降低成本、达到增加产量提高效益的目的。利用差分GPS技术可以做到：

土壤养分分布调查

在播种之前，可用一种适用于在农田中运行的采样车辆按一定的要求在农田中采集土壤样品。车辆上配置有 GPS接收机和计算机，计算机中配置地理信息系统软件。采集样品

时，GPS接收机把样品采集点的位置精确地测定出来，将其输入计算机，计算机依据地理信息系统将采样点标定，绘出一幅土壤样品点位分布图。

监测作物产量

在联合收割机上配置计算机、产量监视器和GPS接收机，就构成了作物产量监视系统。对不同的农作物需配备不同的监视器。例如监视玉米产量的监视器，当收割玉米时，监视器记录下玉米所接穗数和产量，同时GPS接收机记录下收割该株玉米所处位置，通过计算机最终绘制出一幅关于每块土地产量的产量分布图。通过和土壤养分含量分布图的综合分析，可以找出影响作物产量的相关因素，从而进行具体的田间施肥等管理工作。

合理施肥，精确农业管理

依据农田土壤养分含量分布图，设置有GPS接收机的\"受控应用\"的喷施器，在GPS的控制下，依据土壤养分含量分布图，能够精确地给田地的各点施肥，施用的化肥种类和数量由计算机根据养分含量分布图控制。

在作物生长期的管理中，利用遥感图象并结合GPS可绘出作物色彩变化图。利用GPS定位采集一定数量的土壤及作物样品进行分析，可以绘制出作物生长的不同时期的土壤含量的系列分布图。这样可以做到精确地对作物生长进行管理。

利用飞机进行播种、施肥、除草等工作，作业费用昂贵。合理地布设航线和准确地引导飞机，将大大节省飞机作业的费用。据国外介绍，利用差分GPS对飞机精密导航，估计会使投资降低50%。具体应用中，利用GPS差分定位技术可以使飞机在喷洒化肥和除草剂时减少横向重叠，节省化肥和除草剂用量，避免过多的用量影响农作物生长。还可以减

少转弯重叠，避免浪费，节省资源。对于在夜间喷施，更有其优越性。因为夜间蒸发和漂移损失小，另外夜间植物气孔是张开的，更容易吸收除草剂和肥料，提高除草和施肥效率。依靠差分GPS进行精密导航， 引导农机具进行夜间喷施和田间作业，可以节省大量的农药和化肥。

GPS技术在农业领域中的应用不仅是大面积种植，在小面积的农田，特别是在格网种植的小面积内，应用小型自动化设备，配合差分GPS导航设备、电子监测和控制电路，能够适应 科学种田的需要，作到精确管理。这种投资较低、安装方便、操作灵活。

总之，GPS技术在农业领域将发挥重要作用。在我国，尚需积极开展在农业中的应用研究以及相关设备的研制，特别在大平原地区，利用大规模的机械化生产的地区，应当重视 GPS技术在农田作业和管理中的应用。

七、在林业管理方面的应用

GPS技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐木材面积，确定原始森林、道路位置， 对森林火灾周边测量，寻找水源和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要的作用。在森林中进行常规测量相当困难，而GPS定位技术可以发挥它的优越性，精确测定森林位置 和面积，绘制精确的森林分布图。

测定森林分布区域

美国林业局是根据林区的面积和区内树木的密度来销售木材。对所寿木材面积的测量闭合差必须小于1%在一块用经纬仪测量过面积的林区，采用GPS沿林区周边 及拐角处进行了GPS定位测量并进行偏差纠正，得到的结果与已测面积误差为0.03%，这一实验证明

了测量人员只要利用GPS技术和相应的软件沿林区周边使用直升飞机就可以对林区的面积进行测量。过去测定所出售木材的面积要求用测定面积的各拐角和沿周边测量两种方法计算面积，使用GPS进行测量时，沿周边每点上都进行了测量，而且测量的精度很高很可靠。传统的方法将被淘汰。

GPS技术用于森林防火

利用实时差分GPS技术，美国林业局与加里弗尼亚的喷气推进器实验室共同制定了\"FRIREFLY\"计划。它是在飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机，使用这些机载设备来确定火灾位置，并迅速向地面站报告。另一计划是使用直升飞机或轻型固定翼飞机沿火灾周边飞行并记录位置数据，在飞机降落后对数据进行处理并把火灾的周边绘成图形，以便进一步采取消除森林火灾的措施.

八、我带上了我的GARMIN SUMMIT在南极点上拍照作为纪念

阿莫森·斯考特科学考察站位于南极顶点，是世界上最南的地方。

今年一月份，我还带上了我的GARMIN SUMMIT，并且在南极点上拍了一张SUMMIT的照片以作为纪念。

南极洲大陆上覆盖了约4千米的冰山(大约2.5英里)，而且南极大陆冰川每年以一英寸的速度水平移动。真正的南极点需要经常测定，才能确定它在冰面上的位置。

由于南极大陆特殊的气候原因，每年在南半球夏天，美国南极考察队都会来到南极点，通过精确测量，获得新的南极点。

这张照片中显示的正是我的GARMIN SUMMIT 在南极点上的情况。在液晶屏上89°59′59″3，但是由于晃动的原因，在上面停留一会儿，偶尔也会闪现90°00′00′00的数据。

由于－44℃的低温下，我们只能匆匆忙忙拍下这张照片。

在这次活动中，我非常感谢巴吉特和陈对我的测量方面的协助。

英文原稿

eTrex Summit goes to the South Pole

Recently I returned from the U.S. Amundsen-Scott Station, located at the South Geographic Pole, Antarctica. This year I took with me my GARMIN eTrex Summit, and for fun photographed it being held above the south pole marker.

Because the 4 kilometer-thick ice (approx. 2.5 miles) beneath the southpole is moving horizontally about an inch a day, the exact position of the pole needs to be occasionally remeasured to determine its current whereabouts on the ice

surface. The US Geological Survey undertakes this job each Austral summer and places a new pole marker in the exact current position of the pole on January 1 of each year.

The photo shows my eTrex Summit above the January 1, 2001 pole marker.The LCD display in this image shows a latitude of 89 59' 59.3\marker for awhile,you can occasionally see 90 00' 00.0\" flash by on the screen. But due to an ambient temperature of -44C, this photo was taken in a hurry!

Thanks to Scott Burgett and Frances Chen for their prompt attention to my query regarding eTrex Summit's altitude measurement.

Cheers,Andre

九、手持GPS机所具有的特点

目前的民用GPS设备包括测量型和导航型。其中测量型产品精度可达到米级甚至毫米级，但至少需要两台套才达到设计精度要求，单机成本一般在几万到几十万，适合专业高精度测量环境使用；导航型产品，由于使用者对精度要求不高，一般为几十米，机器内部硬件相对简单，只须一台就可以完成导航工作，加之其价格相对低(2、3000千人民币)，得到一些户外运动爱好者青睐。

一般手持型GPS接收机多为导航使用，这一类型的手持机所具有的特点如下：

1、体积小，重量轻，携带方便，耗电量小

导航型手持机外型及重量如同普通移动电话，使用普通干电池操作，一般一组新电池可连续工作6-12小时。

2、导航画面清晰，功能键齐全

每一台手持机都有液晶显示画面，而且都配有背景灯，方便夜间操作。对于一些常用的功能键如存储、领航等都设计有单独的操作键，方便紧急情况下的操作。

3、导航无须地面设备辅助，型式多样

所有手持机只要能接收到卫星信号，就能快速定位，不受天气、行政界域的限制。而且可以计算出当地的国际标准时间。如果是处在运动 状态下，还能为您指出正北方向。为了方便各类用户使用，可以将曾经历过的路点、路线记录在机器内部，在返回时为使用者起到提示、告警的作用。有些机器还加入了计算两点间距离，坐标系间相互转换，计算日升、日落时间等功能。所以目前的手持机功能性越来越强，已不是简简单单的定位工具，而是微型智能化电子向导。

手持型GPS在军队领域的应用历史可以追溯到当年的海湾战争，当时的美国士兵中已有相当一部分配带有手持型GPS，因为当时多国部队是跨国界、跨地区作战，地理环境相当陌生，仅依靠地图是实在有限的。事实证明它最适合单兵及快速反应部队行动，因为它满足快速、灵活、多变的战时环境，功效是传统导航工具无法达到的。目前已成为许多国外士兵的标准装备之一。

手表式GPS接收机