从卫星到地面的测量方法

1. 如何用手机卫星定位测量地亩面积

安卓手机可以下载一个中海达的软件（Hi-Survey Road）里面有面积测量的工具（不过不精准建议用尺子量）

2. 怎么在卫星地图上量地面积,包括长度等，

先根据比例尺可算出长度，将图形尽量割补成规则图形，再求面积

3. 怎么求同步卫星到地面的距离

:(1)设同步卫星离地心的距离为r. 地球对同步卫星的万有

引力F产生向心加速度a:

F＝ma

而 F＝GMm/r2

a＝ω2r＝4π2r/T2

所以 GMm/r2＝4π2mr/T2

即 GMT2＝4π2r3

于是 r＝[GMT2/(4π2)]1/3

(2)同步卫星的运行周期等于地球的自转周期T.设同步卫星离

地心的距离为r.由

GMm/r2＝4π2mr/T2

可以得到 GMT2＝4π2r3

类似地,贴近地球运行的卫星满足

GMT02＝4π2R3

由以上两式可得

T2/T02＝r3/R3

于是 r＝(T2/T02)1/3R

(3)同步卫星的运行周期等于地球自转的周期T.设同步卫星离

地球的距离为r.则

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)

将(2)式代入(1)式可得

r＝[gR2T2/(4π2)] 1/3

4. 地球卫星是如何测量地球的

人们还设计出不载人的地球卫星，专门用来测量地球。卫星里安装着各种各样的先进科学设备，可以在几百公里的高空，不停地对地球进行拍照。同时还能把这些照片变成电讯号，用无线电波传给地面接收站，最后又还原成一张张地球的照片。

这种照片拍摄的范围都很大，有一种卫星，一张照片就能照下相当于地球表面一百八十多公里见方的面积。人造地球卫星不停地绕地球旋转，一百分钟左右，就绕地球一周，十八天就能把整个地球拍照一遍。

也许，你们以为这些不载人的人造地球卫星的照相机，比不上宇宙飞船上宇航员的眼睛。其实不然。这些新型的照相设备不但比人的肉眼有更高的分辨力，而且能透过云层，甚至在漆黑的夜晚还能照样拍照。

这样，人类靠着自己的智慧和先进的设备，开始对地球进行更广泛、更深入的研究。

比如，上面提到过的热带气旋，因为有了卫星的帮助，人类可以在它刚刚形成的时候就发现它，并且能够对它的移动速度、移动方向做出准确的预报。

长期以来，对于地球上一些自然条件极端恶劣的地区，诸如浩瀚的海洋、广阔的沙漠和难以进入的高山高原，人们对它们内部情况了解得很少。今天，有了人造地球卫星的帮助，情况就截然不同了。

比方我国的青藏高原，尽管最近一百多年来，不少探险队进入这个地区，但始终没有弄清那里有多少湖泊。有的湖泊即使被发现了，位置画得也很不准确。现在，科学家们利用卫星拍下来的照片，轻而易举地找到青藏高原上所有的三百多个湖泊，并且把它精确地画在了地图上。卫星照片还可以帮助人们寻找矿藏和地下水源，分析农业生产情况，在军事上，它的作用就更大了。现在，卫星的种类越来越多，探索的领域也越来越广。

5. 如何测量人造卫星、月亮和地球之间的距离

科学研究要求精确地测量人造卫星、月亮和地球之间的距离，偶镜帮了大忙。

1962年，美国马萨诸塞工学院的一个研究组，首次用激光测量了月地之间的距离。他们测出了激光在月地之间一个往返的时间是2.6秒，根据光的传播速度，就算出了月地之间的距离。

激光器发出的激光亮度很高，光束也非常平行，但传播的距离远了，就会散开一些。所以，从地面发射到月球表面的激光，已经散落在一个直径为几公里的范围内。光线由于发散而变得微弱，再加上月球表面凹凸不平对光线产生漫反射，因此，返回到地面接收器的光线就非常微弱了。

科学家们利用交角为90°的偶镜，很容易使光沿原路返回。这种由3面相互垂直的镜子装在一起的装置，我们称之为“角反射器”。

现在，在月球上和许多人造卫星上都装有角反射器。角反射器和激光配合起来，就可以精确地测量它们和地球之间的距离，误差很小。

6. 卫星大地测量的测量原理

卫星大地测量在原理上分为几何法和动力法。 动力法根据卫星轨道受摄动力的运动规律，利用地面站对卫星的观测数据，同时计算卫星轨道根数、地球引力场参数和地面观测站地心坐标。按开普勒的行星运动规律，卫星是在以地球中心为一个焦点的椭圆轨道上运动。这个椭圆轨道由6个轨道根数来确定。
逐次趋近
地球的质量分布极不均匀，形状不规则，卫星除受地球不规则引力场的摄动外，还受大气阻力、日月引力、太阳光压和地球潮汐等摄动力的作用，卫星轨道不是一个不变的椭圆，其形状、大小和在空间的位置都在不断地变化。根据各观测站对多颗不同轨道卫星的观测数据，可推算出卫星轨道根数、地面站地心坐标和地球引力场参数。由于解算中含较多的待定参数，通常采用逐次趋近的方法求解。

7. 卫星坐标的测定方法有哪些

很简单的说：你的GPS接受器与太空中GPS卫星做后交测量GPS卫星是已知点只要在能收到卫星信号的地方就能测出三维坐标。由于快速的GPS测量达不到工程测量需要的精度所以就需要长时间（12-24小时）在一个点上重复测量而得出多个坐标后根据卫星授时平差就是所谓的静态

8. gps卫星测量定位的基本原理与方法

定位原理GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR，）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对 CA码测得的伪距称为CA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位 精度也只能采用相位观测值。按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。

9. 卫星大地测量的卫星观测方法

观测卫星的方法有卫星照相观测、卫星激光测距、卫星多普勒频移测量定位、卫星雷达测高等。 卫星雷达测高是由星载雷达测高仪向海洋表面垂直发射电脉冲，并接收由海洋表面反射回的信号，计时系统记录脉冲往返的时间，据此求卫星至瞬时海洋表面的垂直距离。

10. 卫星大地测量学的观测方法

按其内容有：以恒星为背景测量卫星方向，人造卫星激光测距,多普勒频移测量定位,卫星雷达测高等。
以恒星为背景测量卫星方向 利用卫星反射的太阳光或卫星上反射镜反射的激光束进行摄影，通过像片处理归算，即可求得摄影瞬间卫星所在的空间方向。由摄影测量求得的卫星方向的精度，在良好的条件下可以达到±0.3″。
方向观测法是60年代主要使用的方法，它的观测数据曾用于几何法建立空间三角网。由于观测精度不易再提高，而且可供观测的卫星和观测的机会较少，所以已很少使用。
人造卫星激光测距 用安置在地面站的卫星激光测距仪向卫星发射激光脉冲，并接收由卫星反射镜反射回来的脉冲,测量脉冲往返所经过的时间,从而计算测站至卫星的距离。60年代初，曾试验用激光技术测量从地面站到月球的距离。利用月面漫反射进行测距的尝试，未能取得令人满意的结果。以后随着带激光反射镜的人造卫星的出现，以及仪器的改进，测距精度不断提高。第一代激光测距仪用目视跟踪观测，测距误差为±2米;第二代为自动跟踪，误差为分米级；第三代的测距仪精度达到厘米级。
人造卫星激光测距仪的工作原理如图3。固体激光器所发射的激光脉冲，由取样电路截取其极小部分能量，经光电转换后形成一个基准信号，送至测时装置，作为计时的开门脉冲。激光脉冲的大部分由光学系统发射至卫星。卫星上的反射镜将脉冲反射回到地面，为接收系统所接收，并由光电倍增管转换为电脉冲，经放大、整形后送至测时装置作为计时的关门脉冲。激光脉冲往返于测距仪与卫星间的传播时间，由计数器记录下来，据以计算出测距仪至卫星的距离。
卫星激光测距仪分为固定式和流动式两类。前者安装在地面的固定测站上，后者可安装在车辆上，具有高度机动性。两类测距仪的精度大致相同。
为了用计算机控制激光测距仪，使它自动跟踪卫星，须有精确的轨道预报。根据预报数据换算成观测时卫星的坐标，再计算出卫星的方位角、高度角和距离。输入计算机进行自动控制，跟踪卫星。
人造卫星激光测距技术已被广泛地应用于大地测量和地球动力学。70年代，地球和月球之间距离的测定有很大进展。月球激光测距除起到与卫星激光测距相同的作用外,还可以改善月球星历,推求地球引力参数GM。月球激光测距精度已达到±10厘米左右。
多普勒频移测量定位 多普勒频移测量的原理以多普勒效应为基础。装在卫星上的无线电发射机连续发射的电磁波频率为fs，地面站接收机所接收到的电磁波频率为fe。由于卫星对地面站的相对运动，根据多普勒效应有下列关系：
式中妆为卫星到地面站距离的变率，c为光速。引入接收机本地振荡频率f和卫星所发射电磁波波长λS=c/fS，上式写成如下形式： 由接收机将时间t1到t2的频移个数累加起来,亦即将上式求定积分，则有：式中N是接收机所记录的t1到t2之间频移个数。据此，即可由观测到的频移推算卫星至地面站的距离或距离变率。图4表示多普勒频移的变化情况。
为了提高精度，卫星发射两种相干频率，通过数据处理，可消除电离层影响的主要部分。多普勒频移测量可以全天候工作，且可以在较短时间内获得大量观测数据。
子午卫星系统，也称海军导航卫星系统(NNSS)，就是利用多普勒测量原理进行导航和定位的一种典型的系统。该系统的子午卫星不断发射供多普勒频移测量用的电磁波信号，频率分别为150和400兆赫，在 400兆赫载波上调制有时间信号和计算卫星空间位置用的“广播星历”。地面测站上的多普勒接收机在观测多普勒频移的同时，也接收这些信息。利用观测到的多普勒频移，以及卫星的瞬间位置和测站坐标之间的数学关系，可以计算出测站的地心坐标。用以进行子午卫星多普勒测量的仪器称为多普勒接收机。
地面测站大约每隔一小时可以观测到子午卫星通过一次。一般观测40～50次，利用广播星历和单点定位技术求得的测站地心坐标，其精度约为±3～±5米。此外还可采用联测定位技术（在两个测站上对子午卫星进行同步观测）和短弧定位技术（多测站上对子午卫星进行同步观测）。这两种定位技术都可以削弱卫星的星历误差和大气折射的影响，但前者将卫星广播星历视为已知值，后者则将它作为观测量处理。采用这两种技术按广播星历计算，可将每两点之间相对位置的误差减小到 1米以内。美国还于事后计算1～2颗子午卫星的精密星历。根据这种星历和单点定位技术计算的测站地心坐标的误差也在±1米以内。
子午卫星多普勒定位法不受天气影响，所用仪器轻，操作简便，现在已成为测定地面点地心坐标的主要方法。在天文大地网中，适当地测设多普勒测站，可以检核和改善网的质量，并把局部大地坐标系转换为全球统一的地心坐标系。卫星多普勒定位和地面水准测量结合，还可得出精度优于1米的相对高程异常。