從衛星到地面的測量方法

1. 如何用手機衛星定位測量地畝面積

安卓手機可以下載一個中海達的軟體（Hi-Survey Road）裡面有面積測量的工具（不過不精準建議用尺子量）

2. 怎麼在衛星地圖上量地面積,包括長度等，

先根據比例尺可算出長度，將圖形盡量割補成規則圖形，再求面積

3. 怎麼求同步衛星到地面的距離

:(1)設同步衛星離地心的距離為r. 地球對同步衛星的萬有

引力F產生向心加速度a:

F＝ma

而 F＝GMm/r2

a＝ω2r＝4π2r/T2

所以 GMm/r2＝4π2mr/T2

即 GMT2＝4π2r3

於是 r＝[GMT2/(4π2)]1/3

(2)同步衛星的運行周期等於地球的自轉周期T.設同步衛星離

地心的距離為r.由

GMm/r2＝4π2mr/T2

可以得到 GMT2＝4π2r3

類似地,貼近地球運行的衛星滿足

GMT02＝4π2R3

由以上兩式可得

T2/T02＝r3/R3

於是 r＝(T2/T02)1/3R

(3)同步衛星的運行周期等於地球自轉的周期T.設同步衛星離

地球的距離為r.則

GMm/r2＝4π2mr/T2

即 r＝[GMT2/(4π2)]1/3 (1)

又 g＝F/m1＝(GMm1/R2)/m1

即 g＝GM/R2

即 GM＝gR2 (2)

將(2)式代入(1)式可得

r＝[gR2T2/(4π2)] 1/3

4. 地球衛星是如何測量地球的

人們還設計出不載人的地球衛星，專門用來測量地球。衛星里安裝著各種各樣的先進科學設備，可以在幾百公里的高空，不停地對地球進行拍照。同時還能把這些照片變成電訊號，用無線電波傳給地面接收站，最後又還原成一張張地球的照片。

這種照片拍攝的范圍都很大，有一種衛星，一張照片就能照下相當於地球表面一百八十多公里見方的面積。人造地球衛星不停地繞地球旋轉，一百分鍾左右，就繞地球一周，十八天就能把整個地球拍照一遍。

也許，你們以為這些不載人的人造地球衛星的照相機，比不上宇宙飛船上宇航員的眼睛。其實不然。這些新型的照相設備不但比人的肉眼有更高的分辨力，而且能透過雲層，甚至在漆黑的夜晚還能照樣拍照。

這樣，人類靠著自己的智慧和先進的設備，開始對地球進行更廣泛、更深入的研究。

比如，上面提到過的熱帶氣旋，因為有了衛星的幫助，人類可以在它剛剛形成的時候就發現它，並且能夠對它的移動速度、移動方向做出准確的預報。

長期以來，對於地球上一些自然條件極端惡劣的地區，諸如浩瀚的海洋、廣闊的沙漠和難以進入的高山高原，人們對它們內部情況了解得很少。今天，有了人造地球衛星的幫助，情況就截然不同了。

比方我國的青藏高原，盡管最近一百多年來，不少探險隊進入這個地區，但始終沒有弄清那裡有多少湖泊。有的湖泊即使被發現了，位置畫得也很不準確。現在，科學家們利用衛星拍下來的照片，輕而易舉地找到青藏高原上所有的三百多個湖泊，並且把它精確地畫在了地圖上。衛星照片還可以幫助人們尋找礦藏和地下水源，分析農業生產情況，在軍事上，它的作用就更大了。現在，衛星的種類越來越多，探索的領域也越來越廣。

5. 如何測量人造衛星、月亮和地球之間的距離

科學研究要求精確地測量人造衛星、月亮和地球之間的距離，偶鏡幫了大忙。

1962年，美國馬薩諸塞工學院的一個研究組，首次用激光測量了月地之間的距離。他們測出了激光在月地之間一個往返的時間是2.6秒，根據光的傳播速度，就算出了月地之間的距離。

激光器發出的激光亮度很高，光束也非常平行，但傳播的距離遠了，就會散開一些。所以，從地面發射到月球表面的激光，已經散落在一個直徑為幾公里的范圍內。光線由於發散而變得微弱，再加上月球表面凹凸不平對光線產生漫反射，因此，返回到地面接收器的光線就非常微弱了。

科學家們利用交角為90°的偶鏡，很容易使光沿原路返回。這種由3面相互垂直的鏡子裝在一起的裝置，我們稱之為「角反射器」。

現在，在月球上和許多人造衛星上都裝有角反射器。角反射器和激光配合起來，就可以精確地測量它們和地球之間的距離，誤差很小。

6. 衛星大地測量的測量原理

衛星大地測量在原理上分為幾何法和動力法。 動力法根據衛星軌道受攝動力的運動規律，利用地面站對衛星的觀測數據，同時計算衛星軌道根數、地球引力場參數和地面觀測站地心坐標。按開普勒的行星運動規律，衛星是在以地球中心為一個焦點的橢圓軌道上運動。這個橢圓軌道由6個軌道根數來確定。
逐次趨近
地球的質量分布極不均勻，形狀不規則，衛星除受地球不規則引力場的攝動外，還受大氣阻力、日月引力、太陽光壓和地球潮汐等攝動力的作用，衛星軌道不是一個不變的橢圓，其形狀、大小和在空間的位置都在不斷地變化。根據各觀測站對多顆不同軌道衛星的觀測數據，可推算出衛星軌道根數、地面站地心坐標和地球引力場參數。由於解算中含較多的待定參數，通常採用逐次趨近的方法求解。

7. 衛星坐標的測定方法有哪些

很簡單的說：你的GPS接受器與太空中GPS衛星做後交測量GPS衛星是已知點只要在能收到衛星信號的地方就能測出三維坐標。由於快速的GPS測量達不到工程測量需要的精度所以就需要長時間（12-24小時）在一個點上重復測量而得出多個坐標後根據衛星授時平差就是所謂的靜態

8. gps衛星測量定位的基本原理與方法

定位原理GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然後綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛星的位置可以根據星載時鍾所記錄的時間在衛星星歷中查出。而用戶到衛星的距離則通過記錄衛星信號傳播到用戶所經歷的時間，再將其乘以光速得到（由於大氣層電離層的干擾，這一距離並不是用戶與衛星之間的真實距離，而是偽距（PR，）：當GPS衛星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發射導航電文。GPS系統使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz，重復周期一毫秒，碼間距1微秒，相當於300m；P碼頻率10.23MHz，重復周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當於30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的，保密性能更佳。導航電文包括衛星星歷、工作狀況、時鍾改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛星信號中解調制出來，以50b/s調制在載頻上發射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼；每三十秒重復一次，每小時更新一次。後兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊，其中最重要的則為星歷數據。當用戶接受到導航電文時，提取出衛星時間並將其與自己的時鍾做對比便可得知衛星與用戶的距離，再利用導航電文中的衛星星歷數據推算出衛星發射電文時所處位置，用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知。可見GPS導航系統衛星部分的作用就是不斷地發射導航電文。然而，由於用戶接受機使用的時鍾與衛星星載時鍾不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標x、y、z外，還要引進一個Δt即衛星與接收機之間的時間差作為未知數，然後用4個方程將這4個未知數解出來。所以如果想知道接收機所處的位置，至少要能接收到4個衛星的信號。GPS接收機可接收到可用於授時的准確至納秒級的時間信息；用於預報未來幾個月內衛星所處概略位置的預報星歷；用於計算定位時所需衛星坐標的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個衛星不同，隨時變化）；以及GPS系統信息，如衛星狀況等。GPS接收機對碼的量測就可得到衛星到接收機的距離，由於含有接收機衛星鍾的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對 CA碼測得的偽距稱為CA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。GPS接收機對收到的衛星信號，進行解碼或採用其它技術，將調制在載波上的信息去掉後，就可以恢復載波。嚴格而言，載波相位應被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛星信號載波相位與接收機本機振盪產生信號相位之差。一般在接收機鍾確定的歷元時刻量測，保持對衛星信號的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測時的接收機和衛星振盪器的相位初值是不知道的，起始歷元的相位整數也是不知道的，即整周模糊度，只能在數據處理中作為參數解算。相位觀測值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對定位、並有一段連續觀測值時才能使用相位觀測值，而要達到優於米級的定位 精度也只能採用相位觀測值。按定位方式，GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。單點定位就是根據一台接收機的觀測數據來確定接收機位置的方式，它只能採用偽距觀測量，可用於車船等的概略導航定位。相對定位（差分定位）是根據兩台以上接收機的觀測數據來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可採用偽距觀測量也可採用相位觀測量，大地測量或工程測量均應採用相位觀測值進行相對定位。在GPS觀測量中包含了衛星和接收機的鍾差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差，在定位計算時還要受到衛星廣播星歷誤差的影響，在進行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機可以根據兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機間距離較遠時（大氣有明顯差別），應選用雙頻接收機。

9. 衛星大地測量的衛星觀測方法

觀測衛星的方法有衛星照相觀測、衛星激光測距、衛星多普勒頻移測量定位、衛星雷達測高等。 衛星雷達測高是由星載雷達測高儀向海洋表面垂直發射電脈沖，並接收由海洋表面反射回的信號，計時系統記錄脈沖往返的時間，據此求衛星至瞬時海洋表面的垂直距離。

10. 衛星大地測量學的觀測方法

按其內容有：以恆星為背景測量衛星方向，人造衛星激光測距,多普勒頻移測量定位,衛星雷達測高等。
以恆星為背景測量衛星方向 利用衛星反射的太陽光或衛星上反射鏡反射的激光束進行攝影，通過像片處理歸算，即可求得攝影瞬間衛星所在的空間方向。由攝影測量求得的衛星方向的精度，在良好的條件下可以達到±0.3″。
方向觀測法是60年代主要使用的方法，它的觀測數據曾用於幾何法建立空間三角網。由於觀測精度不易再提高，而且可供觀測的衛星和觀測的機會較少，所以已很少使用。
人造衛星激光測距 用安置在地面站的衛星激光測距儀向衛星發射激光脈沖，並接收由衛星反射鏡反射回來的脈沖,測量脈沖往返所經過的時間,從而計算測站至衛星的距離。60年代初，曾試驗用激光技術測量從地面站到月球的距離。利用月面漫反射進行測距的嘗試，未能取得令人滿意的結果。以後隨著帶激光反射鏡的人造衛星的出現，以及儀器的改進，測距精度不斷提高。第一代激光測距儀用目視跟蹤觀測，測距誤差為±2米;第二代為自動跟蹤，誤差為分米級；第三代的測距儀精度達到厘米級。
人造衛星激光測距儀的工作原理如圖3。固體激光器所發射的激光脈沖，由取樣電路截取其極小部分能量，經光電轉換後形成一個基準信號，送至測時裝置，作為計時的開門脈沖。激光脈沖的大部分由光學系統發射至衛星。衛星上的反射鏡將脈沖反射回到地面，為接收系統所接收，並由光電倍增管轉換為電脈沖，經放大、整形後送至測時裝置作為計時的關門脈沖。激光脈沖往返於測距儀與衛星間的傳播時間，由計數器記錄下來，據以計算出測距儀至衛星的距離。
衛星激光測距儀分為固定式和流動式兩類。前者安裝在地面的固定測站上，後者可安裝在車輛上，具有高度機動性。兩類測距儀的精度大致相同。
為了用計算機控制激光測距儀，使它自動跟蹤衛星，須有精確的軌道預報。根據預報數據換算成觀測時衛星的坐標，再計算出衛星的方位角、高度角和距離。輸入計算機進行自動控制，跟蹤衛星。
人造衛星激光測距技術已被廣泛地應用於大地測量和地球動力學。70年代，地球和月球之間距離的測定有很大進展。月球激光測距除起到與衛星激光測距相同的作用外,還可以改善月球星歷,推求地球引力參數GM。月球激光測距精度已達到±10厘米左右。
多普勒頻移測量定位 多普勒頻移測量的原理以多普勒效應為基礎。裝在衛星上的無線電發射機連續發射的電磁波頻率為fs，地面站接收機所接收到的電磁波頻率為fe。由於衛星對地面站的相對運動，根據多普勒效應有下列關系：
式中妝為衛星到地面站距離的變率，c為光速。引入接收機本地振盪頻率f和衛星所發射電磁波波長λS=c/fS，上式寫成如下形式： 由接收機將時間t1到t2的頻移個數累加起來,亦即將上式求定積分，則有：式中N是接收機所記錄的t1到t2之間頻移個數。據此，即可由觀測到的頻移推算衛星至地面站的距離或距離變率。圖4表示多普勒頻移的變化情況。
為了提高精度，衛星發射兩種相干頻率，通過數據處理，可消除電離層影響的主要部分。多普勒頻移測量可以全天候工作，且可以在較短時間內獲得大量觀測數據。
子午衛星系統，也稱海軍導航衛星系統(NNSS)，就是利用多普勒測量原理進行導航和定位的一種典型的系統。該系統的子午衛星不斷發射供多普勒頻移測量用的電磁波信號，頻率分別為150和400兆赫，在 400兆赫載波上調制有時間信號和計算衛星空間位置用的「廣播星歷」。地面測站上的多普勒接收機在觀測多普勒頻移的同時，也接收這些信息。利用觀測到的多普勒頻移，以及衛星的瞬間位置和測站坐標之間的數學關系，可以計算出測站的地心坐標。用以進行子午衛星多普勒測量的儀器稱為多普勒接收機。
地面測站大約每隔一小時可以觀測到子午衛星通過一次。一般觀測40～50次，利用廣播星歷和單點定位技術求得的測站地心坐標，其精度約為±3～±5米。此外還可採用聯測定位技術（在兩個測站上對子午衛星進行同步觀測）和短弧定位技術（多測站上對子午衛星進行同步觀測）。這兩種定位技術都可以削弱衛星的星歷誤差和大氣折射的影響，但前者將衛星廣播星歷視為已知值，後者則將它作為觀測量處理。採用這兩種技術按廣播星歷計算，可將每兩點之間相對位置的誤差減小到 1米以內。美國還於事後計算1～2顆子午衛星的精密星歷。根據這種星歷和單點定位技術計算的測站地心坐標的誤差也在±1米以內。
子午衛星多普勒定位法不受天氣影響，所用儀器輕，操作簡便，現在已成為測定地面點地心坐標的主要方法。在天文大地網中，適當地測設多普勒測站，可以檢核和改善網的質量，並把局部大地坐標系轉換為全球統一的地心坐標系。衛星多普勒定位和地面水準測量結合，還可得出精度優於1米的相對高程異常。