遥感定位
遥感-第5章 GNSS静态定位原理
❖ 动态定位
❖ 在定位过程中，接收机天线处于运动状态。
§ 5.1 GNSS静态定位方法
❖ 静态绝对定位
❖ 待定点的位置固定不动，利用GNSS确定用户接收机在协 议地球坐标系中的相对于坐标原点的位置。
❖ 静态相对定位
❖ 待定点的位置固定不动，利用GNSS确定用户接收机在协 议地球坐标系中的相对于地面上一固定点的相对位置。
电磁波传播的基本概念
电磁波的传播速度与大气折射
❖ 大气折射
❖ 实际的电磁波传播是在大气介质中，在到达地面接 收机前要穿过性质、状态各异且不稳定的若干大气 层，这些因素可能改变电磁波传播的方向、速度和 强度，这种现象。
❖ 大气折射对GPS观测结果的影响，超过了GPS精密定 位所容许的精度范围。
❖ 信号传播
❖ 卫星钟经过改正的残差，在相对定位中，可通过观测量求差（差分）
方法消除。
（2）卫星轨道偏差（星历误差）：
❖ 由于卫星在运动中受多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站 又难以可靠地测定这些作用力并掌握其作用规律，因此，卫星轨 道误差的估计和处理一般较困难。
❖ 目前，通过导航电文所得的卫星轨道信息，相应的位置误差约
§ 5.1 GNSS静态定位方法
❖ 绝对定位和相对定位在观测方式、数据处理、定位精度以 及应用范围等方面均有原则区别
❖ 在两个观测站同步观测相同卫星，各种误差对观测量的影响具有一定的相 关性，利用这些观测量的不同线性组合，便可有效地消除或减弱各种误差 影响，从而提高相对定位的精度
❖ 绝对定位的精度，与被观测卫星的几何分布密切相关
❖ 则在具有速度弥散现象的介质中，单一频率正弦波的传 播与群波的传播是不同的。
摄影对焦知识：如何在遥感测量作业中进行对焦定位
摄影对焦知识：如何在遥感测量作业中进行对焦定位摄影对焦是摄影技术中的重要一环，它直接关系到图像的清晰度和准确性，在遥感测量等作业过程中，对焦定位更是关键。
本文将从以下几个方面介绍如何在遥感测量作业中进行对焦定位，包括对焦方式、对焦工具、对焦原理和对焦技巧。
一、对焦方式（1）手动对焦手动对焦是最基本的对焦方式，它需要用手动调整镜头焦距，使主体处于清晰焦点范围内。
这种对焦方式需要摄影师经验和技巧的支持，适应性和可控性比较强，在遥感测量作业过程中也可以使用。
（2）自动对焦自动对焦是相机自动调整镜头焦距，通过对焦传感器感知主体位置和距离，自动选取合适的焦点，以达到清晰和准确的图像。
这种对焦方式适用于较为简单的图像拍摄，对相机技术要求较低。
（3）区域对焦区域对焦是选取对中心区域进行对焦，这种方式避免了主体位置偏差造成的对焦距离变化，可以保证图像的准确性和聚焦效果。
在遥感测量环境中，预先选定合适的区域对焦范围，可以有效提高图像的清晰度和可控性。
二、对焦工具（1）镜头镜头采用高质量材料制造，可以提供更清晰的图像和更准确的对焦距离，同时还具有抗震性和防弹性等特点，适用于遥感测量等专业作业。
（2）手动对焦环手动对焦环可以手动调整与对焦距离，旋转对焦环，即可通过光学元件实现对主体焦点的调整，非常适用于遥感测量等精细拍摄。
（3）自动对焦传感器自动对焦传感器是一种感知物体位置和距离的技术，在拍摄时通过对比自动调整镜头的焦点，实现对物体的清晰拍摄，适用于要求拍摄速度快和远离的移动主体。
三、对焦原理对焦原理是指实现对焦的物理原理，包括光学对焦、相位对焦、余弦调制对焦、深度测光对焦等多种方式。
在遥感测量过程中，主要采用光学对焦和相位对焦两种方式，它们可以实现精确的对焦和快速的图像捕获。
（1）光学对焦光学对焦是利用光学元件实现对物体的聚焦，通过挑选合适的镜片和调整焦距，保证物体处于清晰焦点范围内，从而获得清晰的图像和精准的数据。
导航遥感定位测量技术原理及精度分析
导航遥感定位测量技术原理及精度分析遥感定位测量技术是借助于导航系统和遥感技术相结合的方法，通过获取、处理和分析遥感数据，实现对地面物体的定位和测量。
本文将重点介绍导航遥感定位测量技术的原理，并对其精度进行分析。
一、导航遥感定位测量技术的原理1. 导航系统原理导航系统主要由卫星、测量设备和相关算法组成。
卫星发射等形成卫星星座，通过接收卫星发出的信号，测量信号的传播时间和卫星的位置，从而计算得到接收器的位置。
常见的导航系统包括全球定位系统（GPS）、伽利略系统、北斗系统等。
导航系统能够实时提供高精度的位置、速度和姿态信息。
2. 遥感技术原理遥感技术是指通过飞机、卫星等远离被观测对象的平台，采用电磁波辐射接收和传感器记录技术，获取地球表面及大气的离线信息。
遥感技术能够获取到地表的光谱、多光谱、高光谱以及合成孔径雷达（SAR）等数据，实现对地球表面物体的观测和分析。
3. 导航遥感融合定位原理导航遥感融合定位是指将导航系统提供的位置信息与遥感技术获取的影像数据结合，实现对地表物体的定位和测量。
通过遥感影像的像点与导航系统定位点之间的空间关系，建立像点与地理坐标之间的映射关系，从而实现影像原始坐标系到地理坐标系的转换。
二、导航遥感定位测量技术的精度分析导航遥感定位测量技术的精度主要取决于导航系统的精度和遥感影像处理的精度。
1. 导航系统精度导航系统精度受多种因素影响，包括测量设备的性能、接收器的种类和数量、卫星的分布以及大气和地球引力等因素。
常见的导航系统如GPS具有较高的精度，其定位误差通常在米级范围内。
2. 遥感影像处理精度遥感影像处理的精度直接影响到导航遥感定位测量技术的精度。
影像处理的关键步骤包括预处理、影像配准和坐标转换。
预处理过程包括影像校正、噪声过滤和辐射校正等，对于不同的遥感数据需要采取相应的处理方法。
影像配准是将不同时刻、不同传感器、不同分辨率的影像进行空间对准，以保证像点的一致性。
坐标转换是将影像像点的坐标转换为地理坐标系下的坐标，常用的方法有多项式函数拟合、三维坐标变换和影像配准等。
遥感探测中太阳耀光方位的定位方法
ＹＩ Ｎ Ｊ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｅ ＸＵ Ｐ ｅ ｎ ｇ ｍｅ ｉ ＷＡ ＮＧ Ｃ ａ ｉ ｑ ｉ ｎ Ｌ Ｉ Ｂ ｉ ｃ ｅ ｎ
（ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ＆Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ， Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ９ ４ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｄ０Ｉ ： ｌ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ — ８ ５ ｌ ８ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ２ ． ０ ０ ５
Ｌｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ Ｓ ｕｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｔ Ｏｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｒｅ ｍｏ ｔ ｅ Ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ
Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｉ ｔ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｔ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｏ ｒ ｂ ｉ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｆ ｏ ｒ ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ
遥感图像定位原理与方法
遥感图像定位原理与方法第一节 线阵CCD 图像定位原理与方法一、异轨CCD 图像外部定向 1、瞬时构像数学模型在摄影瞬间，像点p 与地面点P 存在严格的中心投影关系。
设像点p 的瞬时坐标为()，在垂直投影的情况下，f y −,,0κωϕ,,为小值，则像点p 与地面点P 的关系为：（1） ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡Zs Ys Xs f y M Z Y X 0λ SPOT 卫星是异轨获取立体，为了沿用航测中左右视差的概念，定义飞行方向为，则上式变换为：y （2） ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡Zs Ys Xs f x M Z Y X 0λ在获取立体图像的情况下，传感器的反射镜要倾斜一个角，这是一个绕轴的旋转变化，即：Φy 且 （3） ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡ΦZs Ys Xs f x MM Z Y X 0λ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡ΦΦΦΦ=Φcos 0sin 010sin 0cos M 上式写成代数表达式：)()()()()()(333111Zs Z c Ys Y b Xs X a Zs Z c Ys Y b Xs X a fx −′+−′+−′−′+−′+−′−=)()()()()()(0333222Zs Z c Ys Y b Xs X a Zs Z c Ys Y b Xs X a f−′+−′+−′−′+−′+−′−= （4）或者设 （5） ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡Φ−ΦΦ+Φ=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡′′′Φcos sin 0sin cos 0f x f x f x M f y x 有)()()()()()(333111Zs Z c Ys Y b Xs X a Zs Z c Ys Y b Xs X a f x −+−+−−+−+−′−=′)()()()()()(0333222Zs Z c Ys Y b Xs X a Zs Z c Ys Y b Xs X a f −+−+−−+−+−′−= （6）2、外方位元素的解算SPOT 卫星的飞行，其姿态变化可认为是相当平稳的，假设每幅图像的像平面坐标系原点在中央扫描行的中点。
(完整版)遥感-第5章 GNSS静态定位原理
§ 5.1 GNSS静态定位方法
❖ 按参考点的不同位置
❖ 绝对定位（单点定位）
❖ 在地球协议坐标系中，确定观测站相对地球质心的位置。
❖ 相对定位
❖ 在地球协议坐标系中，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。
❖ 按用户接收机作业时所处的状态划分：
❖ 静态定位
❖ 在定位过程中，接收机位置静止不动，是固定的。 ❖ 静止状态只是相对的，在卫星大地测量中的静止状态通常是指待定点的位置相对其周围
❖ 由载波相位观测所确定的伪距简称为测相伪距
❖ C/A码码元宽度293m；P 码码元宽度29.3m
❖ L1载波波长为19.03cm； L2载波波长为24.42cm ❖ 载波相位观测是目前最精确的观测方法
§ 5.2 GNSS导航定位误差来源及影响
误差的分类 ❖ GPS定位中，影响观测量精度的主要误差源
20-40m。
❖ 随着摄动力模型和定轨技术的不断完善，卫星的位置精度将可提 高到5m左右。
❖ 卫星的轨道误差是当前GPS定位的重要误差来源之一。
（2）卫星轨道偏差（星历误差）：
❖ 卫星轨道偏差对绝对定位的影响可达几十米到一百米。 ❖ 而在相对定位中，由于相邻测站星历误差具有很强的相关性，
因此对相对定位的影响远远低于对绝对定位的影响 ❖ 不过，随着基线距离的增加，卫星轨道偏差引起的基线误差将
接收机噪声 其它 合计
P码
4.2 3.0 1.0 0.5 0.9 5.4
2.3 2.0 1.2 0.5 3.3
1.0 0.5 1.1
6.4
C/A码
4.2 3.0 1.0 0.5 0.9 5.4
5.0-10.0 2.0 1.2 0.5
5.5-10.3
课件4：1.2.1 遥感(RS) 全球定位系统(GPS)
发达国家已把GPS技术引入农业生产,即所谓的“精准 农业耕作”中。据此回答第3题。 3.GPS在“精准农业耕作”中可( )。 ①获取农田信息 ②分析处理获取的信息 ③决策管 理措施 ④将产量和土壤状态信息装入带GPS设备的 喷药、施肥设备 A.①②③④ B.①④ C.②③④ D.①② 【解析】GPS主要是获取空间数据以进行空间定位,而决 策管理措施是人的工作。 【答案】B
全球定位系统的应用
应用类型
作用
军事
主要为各种军事活动提供定位导航,在现代战争中,许多 高科技武器弹药等,也都采用GPS技术进行定位导航
一是GPS航海自主导航系统:向用户提供位置、航速、航
向和时间信息,以及海图航迹显示。二是港口管理和进
航海 港引导系统:主要用于港口、码头的船舶调度管理、进
港引导,以确保航行的安全和秩序。三是航路交通管理
4.泰国国家石油全球化工公司(PTT)距离该国罗勇府玛达 浦工业区10海里的海底石油输油管道于2013年7月27日发 生泄漏事件,约5万升原油溢出并污染附近海域,造成泰国 罗勇府附近20公里的海岸线受到污染。截至29日,泄漏的 原油已经扩散至泰国湾著名旅游胜地沙美岛,原本美丽的 海滩变成了乌黑一片。
1.2.1 遥感(RS) 全球定位系统(GPS)
知识体系梳理
一、地理信息技术 指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现 代技术的总称,主要包括遥感(RS)、全球定位 系统(GPS)、地理信息系统(GIS)等。
二、遥感(RS)
1.概念:是人们在航空器(如飞机、高空气球)或 航天器 . (如人造卫星)上利用一定的技术装备,对地表物体进行 远距离的感知。 2.遥感的关键装置: 传感器 。 3.遥感的主要环节:目标物、 传感器、 遥感地面_系__统__、 _专__业__图__件__、__统计数字 。
遥感-第5章 GNSS静态定位原理
测码伪距的等效距离误差/m
误差来源
卫星
信号传播 接收机 总计
星历与模型误差 钟差与稳定度 卫星摄动 相位不确定性 其它 合计
电离层折射 对流层折射 多路径效应 其它 合计
电磁波传播的基本概念
电磁波的传播速度与大气折射
大气折射
实际的电磁波传播是在大气介质中，在到达地面接 收机前要穿过性质、状态各异且不稳定的若干大气 层，这些因素可能改变电磁波传播的方向、速度和 强度，这种现象。
大气折射对GPS观测结果的影响，超过了GPS精密定 位所容许的精度范围。
信号传播
PPP (Precise Point Positioning)
目前广泛应用的基本观测量:
码相位观测
是测量GPS卫星发射的测距码信号（C/A码或P码）到达用户接收机 天线（观测站）的传播时间，也称时间延迟测量
由码相位观测所确定的伪距简称测码伪距
载波相位观测
测量接收机接收到的具有多普勒频移的载波信号，与接收机产生 的参考载波信号之间的相位差，也称相位延迟测量
从表中可见，在相对定位中，随着基线长度的增加，卫星轨道误差将 成为影响定位精度的主要因素。
b d b
b b
1 4
~
1 10
d
基线长度 1.0km 10.km 100.0km 1000.0km
基线相对误差 1010-6 110-6 0.110-6 0.0110-6
§ 5.1 GNSS静态定位方法
按参考点的不同位置
原创1：1.2.1 遥感(RS) 全球定位系统(GPS)
谢谢观看！
乞 力 马 扎 罗 的 积 雪
美 国 国 防 部 五 角 大 楼
9.11事件前后的纽约
台 风 卫 星 云 图
中国大陆的卫星地形图
上海市区上空的卫星图片
４.特点 探测范围大 , 速度快,投入少
遥感－－人的视力的延伸
二、全球定位系统（ＧＰＳ）
1. 概念：利用卫星在全球范围内导航, 定位的系统 2. 组成：空间部分, 地面控制部分, 用户设备部分
我国神舟号飞船
火箭发射 法国 SPOT-4卫星
国际空间站
1.2.1 地理信息技术的概念和应用 遥感和全球定位系统
一、遥感（ＲＳ）
1.RS概念
在航空器上或航天器上利用一定的技术装备, 对地表物体进行远距离的感知。 2.遥感技术过程
3.遥感应用 资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资 源调查、测绘、考古调查、环境监测、自然灾 害防御监测和规划管理等
GPS组成
பைடு நூலகம்
空间部分
地面监控部分
用户设备－－ＧＰＳ信号机
用户设备
用户设备
手持式GPS定位仪
3.特点
全能性 全球性 全天候 连续性 实时性
GPS功能 定位、导航
我现在在哪里？ 我要去哪里？ 如何去？
GPS应用
GPS应用
GPS应用
军事 测绘：有哪些优势？有哪些具体应用领域？ 交通：关键是导航 救援：关键是定位 农业：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？ 娱乐
案例： 长江流域洪涝灾害监测 印尼海啸受灾遥感
飞机遥感图片：b图绿色表示淹没的农田；黑色表示河岸 受淹滩地。（1998.7.27--31）
卫星遥感图片：b图红色表示淹没范围 (1998.8.28)
遥感技术在位置确定中的应用：了解遥感技术在定位中的重要作用
遥01感技术简介及其在位置确定 中的重要性
遥感技术的基本概念与原理
遥感技术是一种利用传感器接收地球 表面信息的技术
遥感技术的基本原理
遥感技术的分类
• 通过无人机、卫星等平台搭载传 感器 • 接收地球表面的光谱、雷达、热 红外等信号 • 对地表特征进行定量和定性分析
法
03
• 通过遥感技术获取室内的流 量、拥挤程度等信息 • 为室内导航系统提供智能路 径规划算法，提高导航效率
遥感技术在增强现实导航系统中的应用
遥感技术为增强现实导航系统提供实 时环境信息
遥感技术为增强现实导 航系统提供空间定位信
息
遥感技术为增强现实导 航系统提供三维模型数
据
• 通过遥感技术获取实时的环境信 息，如道路、交通、建筑物等 • 为增强现实导航系统提供实时环 境信息，提高导航精度和用户体验
• 通过遥感技术获取多尺度的地表 信息，如全球尺度、国家尺度、区 域尺度等 • 为GIS提供多尺度数据，满足不同 层次的需求
遥感技术在GIS空间分析中的应用
遥感技术为GIS空间分析提供技术支持
• 通过遥感技术获取的空间数据，为GIS空间分析提供数据支持 • 提高GIS空间分析的准确性和可靠性
遥感技术为GIS空间分析提供方法支持
遥感技术在不同领域的应用概述
遥感技术在资 源与环境领域
的应用
遥感技术在城 乡规划与建设 领域的应用
遥感技术在公 共安全领域的
应用
01
• 土地资源调查、水资源管理、 环境监测等 • 为政府、企业和公众提供科 学、准确的基础数据
02
• 城市规划、基础设施建设、 土地利用变化监测等 • 为城乡规划和建设提供科学、 合理的数据支持
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遥感、定位作业考试
班级姓名编号
答题卡：1--5 6--10
1.(高考安徽卷)在农业方面，运用遥感技术能够()
①监测耕地变化②调查作物分布③估测粮食产量④跟踪产品流向
A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④
下图是非洲第一高峰乞力马扎罗山，海拔5 895米，距离赤道仅300多千米，其峰顶雪冠正面临着在50年内消失的威胁。
据此回答2～3题。
2．图中影像的获取主要采用的地理信息技术是( )
A．遥感(RS) B．全球定位系统(GPS)
C．地理信息系统(GIS) D．数字地球
3．利用此项技术可直接( )
A．分析水灾损失B．获得矿床露头信息
C．分析矿产种类D．确定矿床露头位置
4.(2014·高考山东卷)下图为我国某区域冬季某日8时至次日8时的降雪量和积雪深度分布图，该时段该区域风向主要为偏东风，云量分布差异不明显。
道路积雪会影响交通，应用GPS 技术可以()
A．获取道路积雪影像数据B．解译积雪遥感影像
C．分析道路积雪空间分布D．确定待救援车辆位置
5．(2016·杭州二模)利用卫星云图可以预报天气，获取卫星云图需用到的地理信息技术主要是()A．RS B．GPS
C．GIS D．GPS和RIS
6．(2016·北京朝阳一模)2014年8月我国“高分二号”卫星成功发射，卫星对地观测分辨率首次精确到1米。
该卫星采用的核心地理信息技术属于()
A．GIS B．GPSC．RSD．BDS
7．对春涝灾情进行监测需要运用的主要技术是()
A．GPS B．GIS
C．RS D．3S
下图为卫星拍摄的冰山照片。
图片中显示R冰山(69°24′S,100°12′E)已经从南极大陆边缘厚冰层中解体出来。
目前，R冰山正在向该地区的东部海域缓缓移动。
据此并读图完成7题。
8．监测R冰山移动方向和速度最好采用()
A．飞机跟踪B．地理信息系统
C．遥感技术D．全球定位系统
(2013·江苏地理，3)2013年4月20日，四川雅安芦山县发生7.0级地震。
在震后救灾中，北斗卫星导航系统(BDS)发挥了重要作用。
BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统，是继美国全球定位系统(GPS)和俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)之后的第三个成熟的卫星导航系统。
据此回答下题。
9..BDS在抗震救灾中发挥的主要作用有()
①提供灾区的影像②统计灾区的经济损失③确定救灾人员的位置④提供短文联络
A.①②
B.①③
C.②③
D.③④
(2016·安阳段考)2014年11月26日上午，中国3艘海警船进入钓鱼岛12海里巡航。
读钓鱼岛三维效果图和航空遥感影像图，回答下题。
10．如果利用航空遥感技术对不同时期的钓鱼岛进行监测，通过分析多幅钓鱼岛图片，可以获得()
①钓鱼岛面积的变化②钓鱼岛上植被的变化
③钓鱼岛的地理坐标④钓鱼岛地形的变化
A．①②③B．②③④
C．①③④D．①②④。