全球定位系统的定位数据与GIS数据的融合

全球定位系统（Global Positioning System，GPS）
是利用人造地球卫星进行点位测量导航技术的一种，
GPS系统包括GPS卫星星座、地面监控系统和用户设备
（GPS信号接收机）三部分。

GPS由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成，
它们均匀分布在6个相互夹角为60°的轨道平面内，
即每个轨道上有4颗卫星。卫星高度离地面约20000km，
绕地球运行一周的时间是12恒星时，即一天绕地球两周。
GPS卫星用L波段的无线电波向用户发射导航定位信号，
同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。
GPS卫星的地面控制站系统由位于美国科罗拉多
的主控站以及分布于全球的3个注入站和5个监测站组成，
实现对CPS卫星运行的监控。
GPS倍号接收机的任务是：捕获GPS卫星发射的信号，
并进行处理，根据信号到达接收机的时间，
确定接收机到卫星的距离。
如果计算出4颗或者更多卫星到接收机的距离，
再参照卫星的位置，就可以确定出接收机在三维空间中的位置。

造成GPS定位误差的因素有很多，
最为严重的误差则是由于美国军方人为降低信号质量造成的，
这种误差可高达l00m。美国为了防止未经许可的用户把GPS用于军事目的，
实施了各种技术。人为误差给GPS的民用造成了障碍，
但是可以通过差分纠正来消除。

很明显，作为提供空间动态定位信息的GPS
完全可以与地理信息系统进行集成，
以实现不同的具体应用目标，例如：

• 将GPS接收机连接在安装了GIS软件和该地区空间数据库
  的便携式计算机或监控中心的计算机上，
  可以方便地显示GPS接收机所在位置，
  并实时显示其运动轨迹，可用于车辆、船只、飞机、
  人员等的动态监控。进而利用GIS空间分析工具，
  判断其运行路线是否正常。
• 利用CPS和GIS的集成方法，
  将GPS测童的坐标数据存储在CIS中，
  可以计算相关的面积或长度数据。
  当然，完全可以用于GIS的数据库更新。
  为了实现GIS与GPS的集成，
  GIS系统必须能够接收GPS接收机发送的GPS数据
  （一般是通过串口通信），然后，
  通过投影变换将经纬度坐标转换为GIS
  数据所采用的参照系中的坐标，进行各种分析运箅。