2009年11月4日 星期三

何謂GPS

GPS除了可做為精確的定位工具之外,同時也可以用做精密的「測量」工具。在進行大範圍、大面積的地面測量時,往往受限於地球本身的弧度與測量儀器的精密程度,甚至於當時的天候狀況或測量人員本身的許多因素,導致測量的結果產生或多或少的誤差。倘若利用GPS來做為測量工具,由於人造衛星高懸於地表上空,受地表彎曲弧度的影響相對減少。透過GPS與GIS的結合,更可以讓我們更快速、精確的處理所需的資料。

 許多民用的GPS/GLONASS,如用作主要飛行助導航工具必須滿足某些嚴格的標準,如更好的可用度和完備性。若發生衛星失效或過多的誤差時,現在的GPS和GLONASS都無法及時提出告示。  如果GPS和GLONASS要合併使用,又有相容性的問題,如時間標準不一、座標系統不同,有了固定軌道的增強服務則可補償這些缺失。  廣域之增強系統是美國交通部所屬聯邦航空署的計畫要達到這些需求。由一群網狀式的地面參考站計算GPS的完備性和差分修正。太空部份的工作是由固定軌道的衛星,如INMARSAT國際海事衛星擔任,WAAS的服務區主要是在美國。  歐洲也有類似的增強系統,叫EGNOS。日本在亞太地區有MTSAS計畫,作用很相似,這些系統之間必須能相容運作,因為衛星為基礎的系統未來將取代現今地面為基礎的空中交通之導航系統。   GPS和GIS  絕大多數單獨的GPS接收機以經緯度和GPS高度表示位置。我們從第一章和附錄A中已熟知經緯度,但是座標如北緯24度,東經121度和100公尺高對你決定所在位置並不很好用,你還需要知道你在地圖上的位置。  GIS地理資訊系統是存於電腦中的地圖資料庫(Database),GIS能比紙上地圖更為精緻複雜。它可以是三度空間以顯示地形圖,也可包括其他有用的資訊,如加油站、旅遊勝地的照片等等,汽車導航系統就是GPS和GIS之組合,這種應用被人看好是21世紀GPS市場中最龐大的一部分。  另需特別注意GPS的高度。它並不是真正距地面上的高度,也不是海平面上的高度,因為GPS接收機不是GIS,並不知道外面世界的真象。  還記得GPS的位置、高度和速度、時間都是由接收機的軟體程式計算出來的。軟體程式使用了叫做WGS-84的橢圓球來近似地球的表面。地球的自轉使得它的形狀呈稍微扁的球。GPS算出來的高度是距離這假想的數學表面之垂直高度,光滑的橢圓球表面不像GIS有地形變化的資料。很不幸,這橢圓球也未與海平面重合。這個事實再加上GPS誤差如SA,大氣延遲使得情形會更糟。

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