第十章 3S集成系统与数字地球.ppt

第十章 3S集成系统与数字地球 10.1 3S集成系统 10.2 数字地球 10.1 3S集成系统 1、3S概述 3S是英文RS（Remote Sensing），GIS（Geographical Information System）,GPS(Global Positioning System)这三种技术名词中最后一个单词字头的缩写。 3S技术是以RS、GIS、GPS为基础，将RS、GIS、GPS三种独立技术领域中的有关部分，与空间数据库和网络数据库等高新技术融合，有机地的构成的综合技术领域，其畅通的信息流贯穿于信息获取、信息处理、信息应用的全过程。 2、3S集成 3S集成是将RS、GIS、GPS三种对地观测新技术及其他相关技术有机地集成在一起。在3S集成系统中，RS、GIS、GPS各自充当着不同的角色，相互依赖、相互取长补短。 1）在3S中，RS是信息采集（提取）的主力，它为数据的动态更新和综合分析提供有效条件。 2）GPS是3S技术中采用空－地定位方式的基础，它具有动态导航定位的功能。 3）GIS是3S技术的核心技术，是信息的“大管家”，3S集成系统中最终成果的加工和输出由它来完成。它具有对信息进行存储、检索、输出功能，可以建立分析模型、决策模型，为生活管理、规划和决策等服务。 RS、GIS、GPS技术集成是以GIS为核心的技术集成，最终构成了对空间数据进行实时采集、更新、处理、分析及为各种实际应用提供科学决策的强大技术体系。 3、遥感（RS）简介 遥感，通常是指通过某种传感器装置，在不与研究对象直接接触的情况下，获得其特征信息；并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。 4、全球定位系统（GPS）简介 全球定位系统是利用人造地球卫星进行点位测量导航技术的一种，其他的卫星定位导航系统有俄罗斯的GLONASS等。 GPS系统由三部分组成 空间部分 地面控制部分 用户设备部分 1）GPS的空间部分 GPS的空间部分的组成 GPS卫星星座 6个轨道面 平均轨道高度20200km 轨道倾角55 ? 周期11h 58min（顾及地球自转，地球-卫星的几何关系每天提前4min重复一次） GPS卫星星座 设计星座：21+3 21颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星 保证在每天24小时的任何时刻，在高度角15?以上，能够同时观测到4颗以上卫星 当前星座：28颗 GPS卫星 作用： 接收、存储导航电文 生成用于导航定位的信号（测距码、载波） 发送用于导航定位的信号（采用双相调制法调制在载波上的测距码和导航电文） 接受地面指令，进行相应操作 其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。 主要设备 太阳能电池板 原子钟（2台铯钟、2台铷钟） 信号生成与发射装置 2）GPS的地面监控部分 地面监控部分 （Ground Segment） 组成 主控站：1个 监测站：5个 注入站：3个 通讯与辅助系统 地面监控部分 （Ground Segment）（续） 分布 监测站（5个） 作用： 接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站。 地点： 夏威夷、主控站及三个注入站。 主控站（1个） 作用： 管理、协调地面监控系统各部分的工作， 收集各监测站的数据，编制导航电文，送往注入站将卫星星历注入卫星， 监控卫星状态，向卫星发送控制指令； 卫星维护与异常情况的处理。 地点：美国科罗拉多州法尔孔空军基地。 注入站（3个） 作用： 将导航电文注入GPS卫星。 地点： 阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太平洋） 接收机 调制 解调器 铯钟 气象传感器 监测站 观测星历 与时钟 主控站 计算误差 编算注入 导航电文 调制解调器 高功率 放大器 指令发生器 数据存储器和外部设备 注入站 数据处理机 数 据 处理机 L1 L2 S波段 GPS卫星 GPS卫星 地面监控系统流程图 3）GPS的用户部分 组成 用户 接收设备 接收设备 GPS信号接收机 其它仪器设备 GPS信号接收机 组成 天线单元 带前置放大器 接收天线 接收单元 信号通道 存储器 微处理器 输入输出设备 电源 天线单元 接收单元 10.2 数字地球 一、“数字地球”的产生 数字地球这一科学畅想是由美国副总统戈尔提出的。他于1998年1月3日在美国加利福尼亚科学中心发表了《数字地球：认识21世纪的星球的方式》的讲演。他认为，应构建一个数字地球，为信息高速公路提供一种重要的信息“货源”。 数字地球并非一个孤立的科技项目或技术目标，而是一项整体性的、导向性的