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“3S”技术简介

“3S”技术是全球导航卫星系统(GNSS)、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)的总称。之所以这样命名,是因为这三种技术在英文中都包含一个S。

1.全球导航卫星系统

全球导航卫星系统(GNSS)是一种空间无线电定位系统,它包括一个或多个卫星星座,可以根据需要扩展以支持预定的活动,可以在地球表面和外层空间的任何地方为用户提供24小时的三维位置、速度和时间信息。目前GNSS的核心部件主要有:美国的全球定位系统、俄罗斯的全球轨道导航卫星系统、伽利略定位系统和中国的北斗卫星定位系统。

全球定位系统(Global Position System,GPS)是由美国国防部批准,由武装部队共同开发的新一代太空卫星导航定位系统。其目的是为海陆空提供实时、全天候、全球导航服务,用于情报收集、核爆炸监测、应急通信等一些军事用途。它是美国全球战略的重要组成部分。20世纪80年代,特别是90年代以来,GPS卫星定位导航技术与现代通信技术的结合,使空间定位技术发生了革命性的变化。利用GPS同时测量三维坐标,将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和外太空,从静态扩展到动态,从单点定位扩展到局部和广域差分,从后处理扩展到实时(准实时)定位导航,其绝对和相对精度扩展到米、厘米甚至毫米,从而大大拓宽了应用范围。

全球轨道导航卫星系统(GLONASS),也称为GLONASS系统。它最早是在前苏联开发的。1993年,俄罗斯开始建立自己的轨道导航系统。该系统的主要服务包括确定陆、海、空目标的坐标和移动速度信息。GLONASS系统的卫星星座由24颗卫星组成,均匀分布在三个近似圆形的轨道平面上,每个轨道平面上有8颗卫星,轨道高度为19100km,运行周期为11小时15分钟,轨道倾角为64.8°。

伽利略定位系统是欧盟正在建设的卫星定位系统,被称为“欧洲版GPS”,是继美国和俄罗斯之后第三个可供民用的定位系统。伽利略定位系统于2007年底前建成,2008年投入使用。共发射30颗卫星,其中工作卫星27颗,备用卫星3颗,地面控制中心2颗。伽利略定位系统将为欧盟成员国和中国的公路、铁路、空中和海上运输甚至徒步旅行者提供精度为1m的定位和导航服务,预计将于2065,438+00年开始运营。

北斗卫星定位系统(BD系统)是中国建立的区域性导航定位系统。该系统由四颗北斗定位卫星(北斗一号)(两颗工作卫星和两颗备份卫星)组成,地面部分主要由地面控制中心和北斗用户终端组成。北斗定位系统可为用户提供全天候、24小时实时定位服务,授时精度可达几个l0ns(纳秒)。北斗导航系统的三维定位精度约为几十米,授时精度约为100ns。北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研制。四颗导航定位卫星的发射时间分别为:10、312000、12、212003年5月25日、2007年4月14日。第三和第四颗卫星是备用卫星。2008年北京奥运会期间,它与现有的GPS卫星定位系统一起,在交通和场馆安全的定位和监控方面,起到了“双保险”的作用。北斗一号系统的基本功能包括:定位、通信(短报文)、授时。北斗二代卫星定位系统的英文是Compass,在ITU注册的无线电频段是L频段,和GPS的功能一样,就是定位和授时。北斗系统可广泛应用于交通运输、海上作业、环境监测等工业单位。

目前地质行业使用的全球导航卫星系统GNSS是美国的全球定位系统GPS。

2.遥感技术

遥感技术包括航空和航天遥感。遥感是指在遥远的高空和外太空,利用各种平台的可见光、红外、微波等电磁频谱控制仪器,通过摄影扫描、信息感应、传输和处理,查明地物的形状、大小、位置及其与环境的相互作用机理的一门现代科学技术。随着遥感技术的发展和传感器光谱分辨率和空间分辨率的提高,遥感技术将在国家地质调查、构造解释和岩性识别、蚀变识别、地质异常圈定、烃类微渗漏检测等方面取得重大突破。当代遥感的发展主要表现在其多传感器、高分辨率和多时相的特点。遥感信息的应用分析已从单一的遥感数据转向多时相多数据源的融合分析,从静态分析转向动态监测,从资源环境定性调查转向计算机辅助定量自动制图,从各种现象的表面描述转向软件分析和定量探索。近年来,航空遥感以其快速机动性和高分辨率的显著特点,成为遥感发展的一个重要方面。

3.地理信息系统

地理信息系统(GIS)是集计算机、地理、测绘、遥感、环境、城市、空间、信息和管理于一体的新兴边缘学科,是采集、存储、管理、分析和描述空间数据的空间分析系统。

随着“数字地球”概念的提出和人们对它认识的加深,从二维向多维动态和网络化方向发展是地理信息系统发展的主要方向,也是地理信息系统和许多领域(资源、环境、城市等)理论发展的迫切需要。).在技术开发方面,一种开发是基于Cljent/Server结构,即用户可以在自己的终端上调用服务器上的数据和程序;另一个发展是通过互联网开发IntemetGIS或Web-GIS,可以实现各种地理空间数据的远程搜索,包括图形和图像,并可以进行各种地理空间分析。这一发展是通过现代通信技术将地理信息系统与信息高速公路进一步结合;另一个发展方向是数据挖掘,从空间数据库中自动发现知识,以支持遥感解译的自动化和GIS空间分析的智能化。

目前,区域地质调查中的数字成图技术是以GIS、GPS和RS技术为基础,集区域地质调查外业数据和信息的数字化获取技术与数字化成果的一体化组织、管理、加工和社会化服务于一体的计算机科学技术。