GPS技術在水土保持中的應用

全球定位系統（GPS）廣泛的應用於國防建設、交通運輸、資源勘測、休閒旅遊、科學試驗、水利工程等領域；GPS技術在土地資源調查，土壤侵蝕調查，工程施工測量、生態環境監測與評估等方面都得到廣泛的應用。 GPS成功運用於水土保持管理向高新技術的發展，是落實科學發展觀的重要舉措，是推動水利信息化建設的必由之路。

    1、GPS基本原理

    1.1GPS概述

    全球定位系統（NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem）簡稱GPS,是利用衛星導航進行測時和測距,以構成全球衛星定位系統。

    1.2GPS的基本原理

    全球定位系統（GPS）是導航衛星組成的無線電導航系統，在時空或者地面上，只需用一部GPS接收機測出3-4顆衛星信號連接到本接收機，就可準確推算出接收機所在地經緯度、海拔高度、時間、運動速度等參數。

    1.2.1GPS組件原理

    GPS系統由GPS衛星星座；地面監控系統；GPS信號接收機三部分組成。

    GPS衛星星座：GPS工作衛星及其星座由21顆工作衛星和3顆備用衛星組成，記作（21+3）GPS星座（到21世紀初衛星將發展24+3GPS星座）。

    地面監控系統:GPS導航定位是已知動態點；衛星的位置是依據衛星發射的星曆__描述衛星運動及其軌道的參數計算求得；地面監控系統提供GPS衛星星曆，並對其進行監測和控制。

    GPS衛星地面監控系統包括一個主控站、三個注入站和五個監測站。

    GPS信號接收機：GPS信號接收機可捕獲到衛星在一定區間所選擇衛星的信號，並對所接收到GPS信號進行變換、放大和處理，實時地自動計算接收機的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息。

    1.2.2GPS定位原理

    GPS定位基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，採用空間距離交會的方法，確定待測點的位置，由於衛星的位置精確可知，在GPS觀測中，可讀取衛星到接收機的距離。利用三維坐標中的距離公式和衛星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，假設to為衛星時間，t為衛星接收時間，則利用4顆衛星在x、y、z軸，求未知數定位、定時（x、y、z、t）的方式：

    1、(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2+c2(t-t01)=d12

    2、(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2+c2(t-t02)=d22

    3、(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2+c2(t-t03)=d32

    4、(x4-x)2+(y3-y)2+(z4-z)2+c2(t-t04)=d42

    由於GPS技術的普及與應用，部分接收機可直接讀取測點的坐標及其接收機的鐘點差等參數。

    2、GPS技術在水土保持中發展趨勢

    GPS的應用十分廣泛，涉及到國民經濟的各個領域，以GPS定位系統的衛星應用產品，由於能夠很容易地提供位置、速度和時間信息，很快成為現代信息社會的重要信息來源，已經成為信息時代國家基礎設施之一。

    由於GPS技術具有全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產工具，已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個應用領域，特別是在水土流失監測、水土保持工程規劃、工程施工與測量等方面，凡是需要動態或靜態定位、定時的地方都會採用衛星定位系統信息技術，廣泛地應用於在水土保持系統管理中，達到物盡其用。

    3、GPS在水土保持中的應用

    隨著信息時代的發展，傳統的水土保持管理向高新技