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摘要 在简要介绍GPS技术特点的基础上，结合实例，综合阐述了GPS技术在我国生态保护中的应用。
关键词全球定位系统；生态保护；应用
中图分类号 X87 文献标识码B文章编号1007-5739（2008）10-0225-01
GPS技术在土地资源调查、土壤侵蚀调查、工程施工测量、生态环境监测与评估等方面都有着广泛的应用。GPS成功运用于生态保护管理并向高新技术发展，是推动生态文明建设的必由之路。
1GPS技术发展现状
全球定位系统GPS(Global Positioning System)是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面，对常规测量而言，相对测地定位是主要的应用方式。
相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量，其原理是采用载波相位测量局域差分法：在接收机之间求一次差，在接收机和卫星观测历元之间求二次差，通过两次差分计算解算出待定基线的长度。求解整周模糊度是其关键技术，根据算法模型，设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。静态作业模式主要用于地壳变形观测、国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量；快速静态测量以其高效的作业效率与厘米级精度广泛应用于一般的工程测量；而RTK测量以其快速实时，厘米级精度等特点广泛应用于数据采集(如碎部测量)与工程放样中。RTK技术代表着GPS相对测地定位应用的主流。
GPS测地型接收设备是实现测地定位的基本条件，接收机有单频与双频之分，双频机能以L2观测值修正电离层折射影响，最适宜于中、长基线(大于20km)测量，具有快速静态测量的功能，可升级为RTK功能；单频机适宜于小于20km的短基线测量，对于一般工程测量具有良好的性能价格比。RTK系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手薄及配套设备组成，整套设备在轻量化、操作简便性、实时可靠性、厘米级精度等方面的特点，完全可以满足数据采集和工程放样的要求。鉴于GPS系统在轨卫星数有限，在对空通视受遮挡的条件下，不能保证正常解算，影响定位的精度和可靠性。实践表明，单频GPS系统由于多环境的制约，存在着很大的局限性。随着俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)的不断完善，利用GLONASS来改善GPS性能的双星座系统(GLONASS＋GPS)已由美国Ashtech公司研制成功，这种全天候、全地域、高精度的系统为用户提供了更为完善的接收设备。
2GPS技术在生态保护中的发展动态
GPS的应用十分广泛，涉及到国民经济的各个领域，GPS定位系统的卫星应用产品，由于能够很容易地提供位置、速度和时间信息，很快成为现代信息社会的重要信息来源，已经成为信息时代国家基础设施之一。
由于GPS技术具有全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产工具，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域，特别是在水土流失监测、水土保持工程规划、生态工程施工与测量等方面，凡是需要动态或静态定位、定时的地方都会采用卫星定位系统信息技术，该技术广泛地应用于生态保护系统管理中，达到物尽其用。
3GPS在生态保护中的应用及特点
随着信息时代的发展，传统的生态保持管理向高新技术发展，GPS成功应用于生态保护各技术领域。
在生态野外调查和勘测设计中，利用GPS技术可以准确定位水土资源的分布、野生群落和物种区域等指标的经纬度和高度，结合GIS技术，可在二、三维地图上加以标注，并计算出区域的面积，查询到该区域的气候条件等，并掌握当地生态环境变化规律。
应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于生态水土保持地形图、生态工程施工图、水土流失分布图等精密工程。通过加密测图控制点，应用GPS实时动态定位技术（简称RTK）和GPS三维测量工具可测绘出水土保持各种比例尺的地形图和用于水土保持工程施工放样。
21世纪3S(RS、GPS、GIS)技术，即遥感、全球定位系统和地理信息系统在生态保护中的应用已成为最有吸引力的高新技术领域，经过近10年各部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大使用者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、资源勘查等多种学科，从而给生态保护测绘领域带来了一场新的技术革命。
3.1定位精度高，观测速度快
目前采用载波相位进行相对定位，精度极高，而采用单机定位精度优于10m，采用差分定位，精度可达厘米级或者毫米级。在观测时间方面，随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20km以内的相对静态定位，仅需10～15min。快速静态相对定位观测时，每个流动站与基准站相
距在10km以内时，流动观测时间只需1～3min，然后可随时定位，每站观测时间只需几分钟。
3.2功能齐全，操作简便
GPS测量可同时测定测点的平面位置和高程，采用实时动态测量可进行施工放样。GPS测量的自动化程度很高，操作员在观测时只需要安置和开启、关闭仪器，监视仪器的工作状态及采集环境的气象数据，而其他如捕获、跟踪观测卫星和记录观测数据等系列测量工作均由仪器自动生成。随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度，接收机的体积越来越小，重量越来越轻，极大地减轻了测量工作者的工作紧张程度和劳动强度，使野外工作变得轻松愉快。
3.3全球性、全天候作业
由于GPS卫星分布合理，能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和时间，在地球任何地点、任何时间均可连续同步观测到4颗以上的卫星，且测站之间不需点间透视，点位位置可根据需要可稀可密，使选点工作灵活，节约大量的造标费用，并不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候影响，可随时进行GPS测量。
4参考文献
[1] 胡鹏，黄杏元，华一新.地理信息系统教程[M].武汉：武汉大学出版社，2002.
[2] 袁占良.“3S”技术在土地利用动态监测中的应用[J].桂林航天工业高等专科学校学报，2002（2）：22-24.
关键词全球定位系统；生态保护；应用
中图分类号 X87 文献标识码B文章编号1007-5739（2008）10-0225-01
GPS技术在土地资源调查、土壤侵蚀调查、工程施工测量、生态环境监测与评估等方面都有着广泛的应用。GPS成功运用于生态保护管理并向高新技术发展，是推动生态文明建设的必由之路。
1GPS技术发展现状
全球定位系统GPS(Global Positioning System)是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面，对常规测量而言，相对测地定位是主要的应用方式。
相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量，其原理是采用载波相位测量局域差分法：在接收机之间求一次差，在接收机和卫星观测历元之间求二次差，通过两次差分计算解算出待定基线的长度。求解整周模糊度是其关键技术，根据算法模型，设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。静态作业模式主要用于地壳变形观测、国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量；快速静态测量以其高效的作业效率与厘米级精度广泛应用于一般的工程测量；而RTK测量以其快速实时，厘米级精度等特点广泛应用于数据采集(如碎部测量)与工程放样中。RTK技术代表着GPS相对测地定位应用的主流。
GPS测地型接收设备是实现测地定位的基本条件，接收机有单频与双频之分，双频机能以L2观测值修正电离层折射影响，最适宜于中、长基线(大于20km)测量，具有快速静态测量的功能，可升级为RTK功能；单频机适宜于小于20km的短基线测量，对于一般工程测量具有良好的性能价格比。RTK系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手薄及配套设备组成，整套设备在轻量化、操作简便性、实时可靠性、厘米级精度等方面的特点，完全可以满足数据采集和工程放样的要求。鉴于GPS系统在轨卫星数有限，在对空通视受遮挡的条件下，不能保证正常解算，影响定位的精度和可靠性。实践表明，单频GPS系统由于多环境的制约，存在着很大的局限性。随着俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)的不断完善，利用GLONASS来改善GPS性能的双星座系统(GLONASS＋GPS)已由美国Ashtech公司研制成功，这种全天候、全地域、高精度的系统为用户提供了更为完善的接收设备。
2GPS技术在生态保护中的发展动态
GPS的应用十分广泛，涉及到国民经济的各个领域，GPS定位系统的卫星应用产品，由于能够很容易地提供位置、速度和时间信息，很快成为现代信息社会的重要信息来源，已经成为信息时代国家基础设施之一。
由于GPS技术具有全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产工具，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域，特别是在水土流失监测、水土保持工程规划、生态工程施工与测量等方面，凡是需要动态或静态定位、定时的地方都会采用卫星定位系统信息技术，该技术广泛地应用于生态保护系统管理中，达到物尽其用。
3GPS在生态保护中的应用及特点
随着信息时代的发展，传统的生态保持管理向高新技术发展，GPS成功应用于生态保护各技术领域。
在生态野外调查和勘测设计中，利用GPS技术可以准确定位水土资源的分布、野生群落和物种区域等指标的经纬度和高度，结合GIS技术，可在二、三维地图上加以标注，并计算出区域的面积，查询到该区域的气候条件等，并掌握当地生态环境变化规律。
应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于生态水土保持地形图、生态工程施工图、水土流失分布图等精密工程。通过加密测图控制点，应用GPS实时动态定位技术（简称RTK）和GPS三维测量工具可测绘出水土保持各种比例尺的地形图和用于水土保持工程施工放样。
21世纪3S(RS、GPS、GIS)技术，即遥感、全球定位系统和地理信息系统在生态保护中的应用已成为最有吸引力的高新技术领域，经过近10年各部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大使用者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、资源勘查等多种学科，从而给生态保护测绘领域带来了一场新的技术革命。
3.1定位精度高，观测速度快
目前采用载波相位进行相对定位，精度极高，而采用单机定位精度优于10m，采用差分定位，精度可达厘米级或者毫米级。在观测时间方面，随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20km以内的相对静态定位，仅需10～15min。快速静态相对定位观测时，每个流动站与基准站相
距在10km以内时，流动观测时间只需1～3min，然后可随时定位，每站观测时间只需几分钟。
3.2功能齐全，操作简便
GPS测量可同时测定测点的平面位置和高程，采用实时动态测量可进行施工放样。GPS测量的自动化程度很高，操作员在观测时只需要安置和开启、关闭仪器，监视仪器的工作状态及采集环境的气象数据，而其他如捕获、跟踪观测卫星和记录观测数据等系列测量工作均由仪器自动生成。随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度，接收机的体积越来越小，重量越来越轻，极大地减轻了测量工作者的工作紧张程度和劳动强度，使野外工作变得轻松愉快。
3.3全球性、全天候作业
由于GPS卫星分布合理，能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和时间，在地球任何地点、任何时间均可连续同步观测到4颗以上的卫星，且测站之间不需点间透视，点位位置可根据需要可稀可密，使选点工作灵活，节约大量的造标费用，并不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候影响，可随时进行GPS测量。
4参考文献
[1] 胡鹏，黄杏元，华一新.地理信息系统教程[M].武汉：武汉大学出版社，2002.
[2] 袁占良.“3S”技术在土地利用动态监测中的应用[J].桂林航天工业高等专科学校学报，2002（2）：22-24.