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行政院農業委員會臺中區農業改良場

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特刊

GPS與農業

GPS與農業

陳令錫

摘  要

  當你獨自來到陌生地方,你將如何知道目前身處何處?傳統方法為觀察附近地形地物,配合地圖和指北針定出位置。自從美國國防部在1993 年 6 月完成全球衛星定位系統 (Global Positioning System, GPS) 建置之後,你有新的選擇。

  GPS全球定位系統全名為NAVSTAR GPS為NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System之簡寫,以衛星為基礎的單向電波導航系統,由圍繞地球上空24顆人造衛星、地面監控站和使用者的接收儀等三部份所構成。24顆衛星分布在6個軌道面,距地面高約20200 km,約每12 hrs環繞地球一周。此種佈置方式有助於在地面上隨時有4~10顆衛星在當地天空中,達到全天候隨時定位的便利目的。GPS衛星利用微波 (microwave)廣播定位訊號,微波具有穿透性佳,不會被大氣層所吸收或反彈的特性,同時間至少要有4顆衛星在空中有良好的幾何分佈,接收儀接收此等訊號才會有良好的定位效果。GPS定位精準的關鍵是精確的衛星時鐘和時間量測技術,其定位原理為利用衛星廣播之微波訊號時間與接收儀接收時間之時間差與微波速度相乘求出距離,再用三角關係由4個衛星距離的己知值,求出經度、緯度、高度和時間誤差等4個未知值而完成定位。

  目前地球的衛星定位有二大系統:GPS及GLONASS(Global Orbiting Navigation Satellite System),後者由蘇俄發射。其區別為GPS的24顆衛星使用相同頻率,用不同的ranging code pattern來識別衛星編號;GLONASS使用不同頻率以識別衛星編號,僅用一種ranging code。

  GPS 的接收儀為一種感測元件,測量出來的位置資訊提供 GIS ( 地理資訊系統 ) 、 RS ( 遙感探測 ) 應用,將地面位置及屬性資料建成資料庫,以進一步分析展示,完成導覽、導航、決策支援、專家系統等目標。

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