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GPS的使用方法及在林业领域的应用 张秀玲20132013年0202月1总 述近几年GPS技术在林业工作中的应用越来越广泛,特别是在林业重点工程，如:退耕还林工程、三北工程、公益林管护及一些国债项目的规划设计中发挥了非常重要的作用，成为广大林业工作者田间地头手中的日常工具。GPS能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精密坐标，它的主要功能有:定位、存点、导航、设计航线、保存航迹和测量面积，这样就大大提高了工作效率,保证了规划设计的准确性。2卫星定位系统 GPS系统 伽利略系统 格洛纳斯（GLONASS）系统 北斗卫星系统四大卫星定位系统3一、GPSGPS系统概述nGPS系统是由美国国防部的陆海空三军在70年代联合研制的新型卫星导航系统，其意为“卫星测时测距导航全球定位系统”，简称GPS系统。该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。41.1 GPS系统的组成n空间部分(GPS卫星-24颗)n地面控制部分（地面监控系统）n用户设备部分（GPS接收机-终端）一、GPSGPS系统概述51.2 GPS1.2 GPS的主要功能1.测定所在点的经纬度(坐标)和海拔高度，并可把数据储存在GPS内命名为一个航路点(Waypoint);2.记录所经路线的航迹(Track);3.GPS的旅程计算机可计算并记录总旅程距离、分段距离、现行速度、最大速度、平均速度、行走时间、停留时间、预计到达时间等各种参数；4.建立由多个航路点连成的航线(Route);一、GPS系统概述61.3 GPS1.3 GPS的主要功能5.导航功能：依照GPS指示的方向前进，到达目的地；6.与个人电脑相连，用于软件升级，下载或上传航迹、航路点和航线，高级一点的还可以下载电子地图；7.其他有用功能：a.查询任何地点、任何时间的太阳或月亮的位置，太阳月亮的升降时间；b.查询任何地点的最佳钓鱼时间；c.计算任何形状的平面面积(只需沿周边走一遍)。一、GPS系统概述7二、GPSGPS应用中常见的几种坐标系统WGS-84大地坐标系1954年北京坐标系(BJ54)1980年国家大地坐标系(C80)8即世界通用的经纬度坐标系。1884年国际经度会议规定，以通过英国伦敦格林威治天文台子午仪中心的经线为0经线。从0经线往东叫东经，往西叫西经，东、西各分180。假如从地轴的正中间将地球切成南北两半，上边叫北半球，下边叫南半球。被切的这个平面，叫赤道面。赤道面与地球表面相交的线叫赤道。把赤道定为0纬线，从赤道向两极各分为90，赤道以南叫南纬，赤道以北叫北纬。经纬度用度、分、秒进行表示。2.1 WGS-842.1 WGS-84大地坐标系二、GPSGPS应用中常见的几种坐标系统9 2.2 2.2 北京5454坐标系1954年我国在北京设立了大地坐标原点，采用克拉索夫斯基椭球体，依此计算出来的各大地控制点的坐标，称为北京54坐标系。横轴：赤道，用Y表示；纵轴：中央经线，用X表示；坐标原点：中央经线与赤道的交点，用O表示。赤道以南为负，以北为正；中央经线以东为正，以西为负。我国位于北半球，故纵坐标均为正值，但为避免中央经线以西为负值的情况，将坐标纵轴西移500公里。二、GPSGPS应用中常见的几种坐标系统102.3 19802.3 1980年国家大地坐标系1980年国家大地坐标系(C80)：又称西安80坐标系，其坐标原点在我国的陕西省泾阳县，目前我国新版的地形图基本上采用的就是西安80坐标系。二、GPSGPS应用中常见的几种坐标系统11三、6度带、3度带、中央经线 6度带：12.5万及15万的地形图采用6度分带投影，即经差为6度，从零度子午线开始，自西向东每个经差6度为一投影带，全球共分60个带，用1，2，3，4，5，表示即东经06度为第一带，其中央经线的经度为东经3度，东经612度为第二带，其中央经线的经度为9度。126度带、3度带、中央经线 3度带：11万的地形图采用3度分带，从东经15度的经线开始，每隔3度为一带，用1，2，3，表示，全球共划分120个投影带，即东经15 45度为第1带，其中央经线的经度为东经3度，东经4575度为第2带，其中央经线的经度为东经6度。地形图上公里网横坐标前2位就是带号，例如：1：5万地形图上的民乐县城的横坐标为17658326，其中17即为带号，658326为横坐标值。133.1当地中央经线经度的计算 六度带中央经线经度的计算：当地中央经线经度6当地带号3，例如：地形图上的民乐县城的横坐标为17658326，其所处的六度带的中央经线经度为：6173099（适用于125万和15万地形图）。三度带中央经线经度的计算：中央经线经度3当地带号（适用于11万地形图）。例如：地形图上的民乐县城的横坐标为34396900，其所处的三度带的中央经线经度为：334102（适用于11万地形图）。二、GPSGPS应用中常见的几种坐标系统143.2 GPS的坐标系转换 手持GPS接受器是以WGS84坐标系（经纬度坐标系）为根据而建立的。我国目前应用的15万的地形图属于1954年北京坐标系（BJ54），通常我们叫它公里网坐标。GPS接受器已经预设了WGS84和公里网坐标之间进行坐标转换的公式，因此我们只要将必要的参数输入GPS接受器，即可自动转换。二、GPSGPS应用中常见的几种坐标系统153.2 GPS的三度带与六度带转换 二、GPSGPS应用中常见的几种坐标系统16四、GPS彩途410的按键及主要功能174.1 GPS的按键及主要功能+放大 对地图进行放大操作-缩小对地图进行缩小操作 菜单 进入菜单,可进行功能或用户界面设定换页/退出选择导航屏幕,撤销操作 电源/背光开关机,设置背光 采点 采集航点 查找 查找航点、兴趣点等信息 方向键 移动屏幕上的光标,选中菜单中的选项 四、GPS彩途410的按键及主要功能184.1 GPS的按键及主要功能电源键：按下并保持开机或关机。按下后放开背景光开/关。缩放键：按下后放开在地图页面中，放大或缩小比例尺。按下后放开在卫星页面中，调节屏幕显示对比度。查找键：按下后放开访问查找菜单。四、GPS彩途410的按键及主要功能194.2电池的安装安装AA电池将设备后盖的D型金属环拉起后逆时针旋转，取下后盖。按照电池仓内正负极指示安放电池。装上后盖，压紧，顺时针旋转D型金属环，拧紧即可。四、GPS彩途410的按键及主要功能204.3 GPS4.3 GPS与电脑之间数据的转换将数据线的一端对准设备背面的金属触点，顺时针拧紧螺扣。另一端连接到电脑的USB接口。四、GPS彩途410的按键及主要功能214.4 4.4 导航屏幕四、GPS彩途410的按键及主要功能224.4 4.4 开机定位四、GPS彩途410的按键及主要功能234.5 GPS4.5 GPS状态页面四、GPS彩途410的按键及主要功能该界面主要分为4部分，从上至下分别是坐标、星空图、信号强度图、定位状态。坐标 当设备定位之后，在此位置显示出当前坐标。星空图 以当前位置为中心，显示卫星在天空中的分布。中间的圆圈表示高度角为45的位置，外面的圆圈则是地平线的位置。中间带数字的绿色圆圈是卫星所在的位置，数字则为卫星的编号。24（一）位置格式的设定1、在主菜单页面，用鼠标键选择“设置”，然后垂直按下鼠标键进入“设置”页面；选择“单位”，进入“单位”页面；2、上下移动鼠标键，将光标移动到“位置显示格式”处；3、垂直按下鼠标键，在列表中选择“User UTM Grid”，并按下鼠标键确认；4、在出现的参数输入页面，用鼠标键输入相关的参数，包括中央经线（105），投影比例（该数值为1），东西偏差（该数值为500000），南北偏差（该数值为0）。五、GPS典型操作 5.1 5.1 参数的设定25 五、GPS典型操作 5、用鼠标键将光标移动到“存储”按钮上，并垂直按下鼠标键，完成修改。（二）地图基准的设定1、在“单位”设置页面，上下移动鼠标键，将光标移动到“地图基准”处。2、垂直按下鼠标键，在列表中选择“User”，并按下鼠标键确认。3、在出现的参数输入页面中，用鼠标键输入相关的参数，包括DX，DY，DZ，DA和DF。其中DA=“-108”，F=“0.0000005”。DX，DY，DZ三个参数因地区而异。4、我们具体使用中设为：DX4；DY101；DZ-35；DA-108；DF 0.0000005。“存储”即可。5.1 5.1 参数的设定 26 五、GPS典型操作 5.25.2关于航点的操作(2)主菜单采点标记航点，保存。(1)按采点键标记航点，保存。（一）保存航点27(二)编辑航点 将航点存入设备后，您还可以对已存的航点进行编辑。进入到航点详情页面可以修改航点图标、名称、注释、坐标、等信息。五、GPS典型操作 5.25.2关于航点的操作28编辑航点具体操作:1、按查找键，选择航点按确认进入航点列表页面；2、移动光标选择需要编辑的航点，按确认进入航点详情页面；3、移动光标选择需要编辑的字段按确认进入修改；4、修改完成后将光标移至“确认”上按确认键即可保存。五、GPS典型操作 5.25.2关于航点的操作29(三)航点导航1、按查找键，选择“航点”按确认进入航点列表页面；2、移动光标选择需要导航的航点，按确认进入航点详情页面；3、移动光标选择“导航”确认，进入地图页面开始导航。五、GPS典型操作 5.25.2关于航点的操作30导航说明：在当前位置和目标航点之间显示黄线，反映当前位置和目标航点的位置关系。当您到达目标航点时，设备会弹出提示框，提醒您已经到达目的地；当您距离目标航点越来越远时设备会提示您已背离目标航点。五、GPS典型操作 5.25.2关于航点的操作31(一)创建航线 1、在主菜单页面选择“航线”确认，进入航线页面；2、在航线页面选择“新建”确认，进入新建航线页面；3、在新建航线页面选择“增加点”确认，进入查找页面查找需要加入航线的点；4、重复上一步操作增加航线点；5、编辑航线名称，点击“保存”，完成创建。五、GPS典型操作 5.35.3关于航线的操作32（二）编辑航线1、在主菜单页面选择“航线”确认，进入航线页面；2、在航线页面移动光标选择需要编辑的航线按确认，进入航线详情页面；3、移动光标至“增加点”上按确认，可以继续添加点；4、移动光标至某个航线点上按确认，可以查看、插入、移出、替换、移动此航线点。五、GPS典型操作 5.35.3关于航线的操作33关于航线的说明：在地图上显示航线,线段长度、闭合面积1、在航线详情页面将光标移至地图上确认，即可查看此航线在地图上的位置2、进入航线详情页面，在屏幕最下方即显示闭合面积和航线长度。将光标移动至某个点上，即可查看此点距上一点的距离也就是此航线段长度。五、GPS典型操作 5.35.3关于航线的操作34定位后GPS接收机会在地图上沿着您行进线路自动画出一条轨迹，称为“航迹”。我们可以利用航迹来量算面积，亦可以利用已经存储的航迹进行导航或者返航。用户还可以自行设置航迹的采样间隔、颜色、记录方式等。五、GPS典型操作 5.45.4航迹与导航35(一)记录航迹在默认情况下，设备以自动方式将航迹记录在缓存中并在地图上显示。注意：此时航迹只是暂存在缓存中，并未存档，需要用户自行将当前航迹保存。缓存中只可存放一条航迹，每条航迹可以记录5000个航迹点，当缓存存满时本着先进先出的原则将删除最早记录的航迹点。五、GPS典型操作 5.45.4航迹与导航36(二)编辑航迹。保存航迹之后，用户还可以对已存的航迹进行查看或编辑。进入到航迹详情页面可以修改航迹名称、修改航迹颜色、查看面积等信息。1、在主菜单页面选择航迹确认，进入航迹页面；2、在航迹页面移动光标选择需要编辑的航迹按确认，进入航迹详情页面；3、移动光标选择需要编辑的信息。注:在航迹详情页面将光标移至地图上确认，即可查看此航迹在地图上的位置。同时在屏幕中间部分即显示此航迹的长度、面积、周长信息。五、GPS典型操作 5.45.4航迹与导航37(三)航迹导航当前航迹返航 1、在主菜单页面选择航迹确认，进入航迹页面；2、移动光标选择返航确认，进入地图页面开始导航。五、GPS典型操作 5.45.4航迹与导航38历史航迹导航 1、在主菜单页面选择航迹确认，进入航迹页面；2、在航迹页面移动光标选择需要导航的航迹按确认，进入航迹详情页面；3、移动光标选择导航并确认；4、选择导航或返航；5、进入地图页面开始导航。五、GPS典型操作 5.45.4航迹与导航39（四）实时航迹计算面积GPS接收机可以通过实时记录的航迹来计算面积，这种测量面积的方式主要用于不规则图形面积的测量。设备有多个实时航迹计算面积功能的入口：1、GPS状态界面子菜单中；2、地图页面子菜单中；3、工具中；4、航迹界面子菜单中。五、GPS典型操作 5.45.4航迹与导航40 五、GPS典型操作 5.45.4航迹与导航（四）实时航迹计算面积进入实时航迹计算面积页面后，按确认键开始测量，再次按确认键结束测量。测量的时候在屏幕的上方会实时显示面积和周长。若用户在测量的时候遇到障碍物需要绕过去后继续测量时，可以按菜单键进入子菜单选择暂停功能，待绕过障碍物后可以在子菜单中选择恢复测量。41彩途410系列GPS接收机内置全国基础地图，提供用户在地图上进行查找的功能。地图页面：该页面主要分为6部分，从上至下分别是数据区、地图、光标、地图方向设置、比例尺、光标所在区域。1、数据区 默认数据区是速度和航向，即设备当前移动速度和方向。2、地图 显示当前位置、航点、航线、航迹及周围信息，按+、-号键可以对地图进行缩放，按方向键可以移动地图。3、光标 屏幕中央的三角形光标为设备当前所处位置。五、GPS典型操作 5.55.5地图与查找42 五、GPS典型操作 5.45.4航迹与导航4、地图方向设置 在比例尺上方有一个罗盘状图标，代表地图方向设置。当红色指针一直指上时，表示上为北，即在地图上上北下南左西右东；当指针随着设备的移动而转动时，表示上为航向，红色指针指示的方向则为北方向。5、比例尺 表示地图缩放的比例尺，如：显示为20m时。表示图上所示一个单位长度实际长度为20m。比例尺缩放范围为2m800km。6、光标所在区域 即光标所处行政区域。43手持GPS接收机提供计算器、日历、秒表、渔猎、旅行等附加功能。五、GPS典型操作 5.55.5附加功能44菜单设置USB大容量存储。运行NAVA GPS Office，点击文件-与GPS进行传输。五、GPS典型操作 5.6 5.6 数据下载 45GPS在林业领域的应用1、森林资源样地定位和动态导航 2、森林资源一类、二类调查等3、林地面积测量 4、林地管理 5、采伐设计 6、造林规划设计踏查7、造林实绩检查验收46谢谢大家谢 谢！47