 2013-12-09 11:18:51
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Post #26
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
 b_b
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Re: 户外导航——从入门到精通 (转载)谢谢分享。学习。 |
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2013-12-09 13:04:50
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Post #27
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
hqpenny
Penny_小瓶子
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谢谢分享，非常实用，已收藏，再次感谢！ |
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2013-12-09 14:41:38
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Post #28
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
过客在深圳
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心随缘走 wrote: 我是这样理解的： 太阳东升西落（这是约定俗成的规矩，因为太阳离地球非常远，因此地球上每个地方所看到的日出东方大致是一样的），立杆法中，投影的方向相反与太阳所在的方位，以此不管在上午或下午或者全天，影子移动方向，即A->B一直都是东（这个如果画图出来分析就更直观了  ）。而寻找南方也比较容易，因为太阳直射赤道，而在北半球看到太阳的方位就在南方，在正午12点左右位于正南方向。反之，在南半球看到太阳位于正北方向；而在南北回归线、赤道以内就没法找到南了。所以，确认南北还有看所在纬度。 因为中国处于北半球，且大部分区域在北回归线以北，因为太阳东升西落（根据季节不同，并非一直是正东升起，而是有小角度浮动，文章里也提到），所以一天里，基本是东->东南->南->西南->西---这样的方位照射，及南方照射（指一个范围）。所以，这个概念明白后，我们就自然了解为什么房子坐北朝南（接受跟多阳光）、苔藓位于北坡（喜阴植物），以及种种的地理自然规律。。。 这个道理一直没有去认真思考过，今天研读了这篇转载的文章后才明白~  多谢提醒，让我多了些深刻的理解在北回归线以北，文中的说法总是正确的。 在南回归线以南，文中的说法则总是反的。 而在北回归线与南回归线之间的区域，则取决于当地的纬度和当天太阳直射的纬度（地理学上不知道有没有一个名词是表示这个意思的）的位置关系。 你说的“太阳直射赤道”并不正确，太阳只在春分和秋分这两天，才会直射赤道。 你说的"A->B一直向东"是正确的，我说的"B->A向东，A->B向西"有误，已经更正了  其实理解文中说的这些东西需要有空间几何的知识。以前高中地理上就知道北回归线、南回归线这些名词，我也是这次看这篇文章的时候去仔细思考了一下，才理解到的。 以前我们上高中的时候地理不高考的，所以不重视，没学到什么东西。现在回来看这篇文章，再仔细想一想，还是觉得挺有意思的。 |
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过客在深圳 于 2013-12-09 15:14:14 编辑
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2013-12-09 15:45:39
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Post #29
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
天齐飞云
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学习，谢谢随缘分享 |
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2013-12-09 19:38:42
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Post #30
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
心随缘走
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过客在深圳 wrote: 在北回归线以北，文中的说法总是正确的。 在南回归线以南，文中的说法则总是反的。 而在北回归线与南回归线之间的区域，则取决于当地的纬度和当天太阳直射的纬度（地理学上不知道有没有一个名词是表示这个意思的）的位置关系。 你说的“太阳直射赤道”并不正确，太阳只在春分和秋分这两天，才会直射赤道。 你说的"A->B一直向东"是正确的，我说的"B->A向东，A->B向西"有误，已经更正了 其实理解文中说的这些东西需要有空间几何的知识。以前高中地理上就知道北回归线、南回归线这些名词，我也是这次看这篇文章的时候去仔细思考了一下，才理解到的。 以前我们上高中的时候地理不高考的，所以不重视，没学到什么东西。现在回来看这篇文章，再仔细想一想，还是觉得挺有意思的。 哈哈，谢谢交流与指正。文章作者主要讨论北方环境，包括地理自然环境中的方位判定。确实如果在南半球是一个相反的指向。 中学时学的好多地理知识都交给老师了，汗颜  ，不过，现在边学边用，也是另一番乐趣~好像在哪里看过用手指数来计算距离太阳落山的时间的方法，不知原理是怎样，待有空再研究研究 
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2013-12-09 19:40:35
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Post #31
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
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心随缘走
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天齐飞云 wrote: 学习，谢谢随缘分享 哈哈，能在学习中得到乐趣，是我所希望的
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2013-12-09 23:37:40
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Post #32
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
阿民1314
一起爬山，一起徒步
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收藏慢慢研究！ |
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2013-12-10 00:39:59
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Post #33
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
ajax433
阿积士 & AJ
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必须加分收藏！ |
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2013-12-10 08:44:45
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Post #34
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
QLucia
可以叫我Lucy(露西)
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强悍！收藏，学习！~ |
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2013-12-10 13:59:11
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Post #35
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
旋转的风琴
风琴...
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好东西 收藏 |
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2013-12-10 18:21:46
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Post #36
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
水之灵00
山之魂，水之灵
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学习了 |
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2013-12-10 19:28:23
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Post #37
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
May(思语)
一天长一点！
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必须认真学习，收藏后细嚼。。 |
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2013-12-10 21:03:00
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Post #38
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
G4500
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学习下，貌似很长时间没更新了。 |
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2013-12-10 21:20:37
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Post #39
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
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心随缘走
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G4500 wrote: 学习下，貌似很长时间没更新了。 最近较忙，没有及时更新和学习，让大家久等了，抱歉~
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2013-12-10 21:21:11
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Post #40
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
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心随缘走
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继续转载冰雨前辈的更新文章，多谢！ 第三章 全球卫星定位系统的应用技巧 关于全球卫星定位系统是特别难写的，因为要说简单也简单，要说困难也困难，说简单是因为大家买了GPS（NAVSTAR GPS，NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System，以下简称GPS），基本看看说明书就会使用，说困难其中涉及到的复杂地理信息知识并不是本书能完全介绍清楚的，其内容包括坐标系统之间的转换、时间系统、GPS卫星导航原理、GPS卫星的导航电文、卫星运动基础及GPS卫星星历等等，我总体希望本章内容立足我们野外导航的实际应用基础，解决户外运动过程中遇见的问题。 野外徒步需要的导航支持，简单说分为两个方面，1，告诉你从哪来，2，告诉你到哪去。任何一种合格的GPS的都可以实现准确的定位，但是谈到导航，单纯的GPS基本定位功能是无法实现的，我们需要轨迹、地图等多种方法设备配合运用，我们将在本章和后面陆续展开。通过本章学习希望大家能掌握GPS的基本知识、简单使用方法、误差的来源及解决方案、GPS的选用原则、地理信息的一些概念，同时为后面线路设计打下基础。 1 GPS概述 一直以来，GPS成为野外卫星定位的代名词了，我们通过手中小小设备实现了当前位置定位、方向指引、地图查阅等诸多功能，其实GPS仅仅是全球卫星定位系统中的一种，目前这块领域分为四大家族，他们是美国的“GPS” 、我国的 “北斗一号”、俄罗斯的“GPSGLONASS”、欧洲的“伽利略”。由于GPS开放程度最高，普及面最广，目前大家更多的使用GPS完成野外的定位以及导航工作。但随着我们“北斗一号”全面应用和逐步普及，一些全新的功能将会为野外活动带来更多的便利，比如：通过“北斗一号”的短信功能，可以摆脱以前GPS只能单向接收，不能上传数据的局限，使我们在野外让第三方了解我们当前位置成为可能。由于GPS是目前普及面最广的全球卫星定位的手段，本章着重以GPS为例讲述全球卫星定位系统的基本知识和应用方法。 GPS全球定位系统是一项工程浩繁、耗资巨大的工程，被称为继阿波罗飞船登月、航天飞机之后的第三大空间工程。海湾战争期间，GPS系统尚未完全建成，但初步使用已显神威。随着1993年GPS太空卫星网的完全建成，其应用领域不断扩大。美国1994年宣布在10年内向全世界免费提供GPS全球定位系统的使用权，使世界各国争相利用这一系统。1996年2月29日，美国政府正式宣布将GPS开放为军民两用系统，但仍实行SA（可用性选择）政策，故意劣化定位精度，使民用用户的应用受到限制。直到2000年5月1日，美国总统宣布将SA置为零，这无疑在很大程度上促进了民用GPS应用的发展和普及。 GPS全球卫星定位系统是由三部分组成，分别是卫星、地面监控系统和用户设备。 第一颗GPS卫星在1978年发射，首十颗卫星称为BLOCK I试验型卫星，从1989年到1993年所发射的卫星称为BLOCK II/IIA量产型卫星，第二十四颗BLOCK II/IIA卫星在1994年发射后，GPS已达到初步操作能力（Initial Operational Capability，IOC），24颗GPS卫星提供全世界24小时全天候的定位与导航信息。美国空军太空司令部于1995年4月27号宣布GPS已达到完整操作能力（Full Operational Capability），将BLOCK I卫星加以淘汰换而24颗卫星全部为BLOCK II/IIA卫星，之后又发射四颗BLOCK IIA及一颗BLOCK IIR卫星，成功地满足军事实务的操作。 GPS的地面监控系统包括一个主控站、五个监控站和三个注入站。主控站位于美国克罗拉多（Colorado）的法尔孔（Falcon）空军基地，它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作；另外，主控站也具有监控站的功能。监控站有五个，除了主控站外，其它四个分别位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态。注入站分别位于阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。 GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。GPS接收机采用码分多址（CDMA）技术，实现了接收机多通道接收卫星信号，提高系统的稳定性。它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作。 以上这三个部分共同组成了一个完整的GPS系统。 2 GPS的基本应用 ★★ 2.1 基本常识 ★★ 在开始GPS学习前，首先我们还是先学习一些基本常识，这些常识说是基础，其实内容并不简单，里面包涵了地理信息系统（GIS）、等高线制图等多方面所必须掌握的基本知识。本来应该在等高线部分讲述，但由于专业性较强，级别为★★，因此在这里展开学习。 2.1.1 大地测量与地图制图的基本原理 地球是一个自然表面极其复杂与不规则的椭球体，而地图是在平面上描述各种制图现象。那如何建立地球表面与地图平面的对应关系？为解决这一问题，人们引入大地体的概念。大地体是由大地水准面包围而成。大地水准面是假定在重力作用下海水面静止时的平均水面，并设想此面穿过大陆与岛屿，连续扩展形成处处与铅垂线成正交的闭合曲面。由于地壳内部物质密度分布不均匀，大地水准面也有高低起伏。虽然此高低起伏已经不大，比地球自然表面规则得多，但仍不能用简单的数学公式表示。为了测量成果的计算和制图的需要，人们选用一个同大地体相近的可以用数学方法来表达的旋转椭球体来代替，简称地球椭球体。它是一个规则的曲面，是测量和制图的基础。 地球自然表面点位坐标系的确定包括两个方面的内容：一是地面点在地球椭球体面上的投影位置，采用地理坐标系；二是地面点至大地水准面上的垂直距离，采用高程系。 2.1.2 大地坐标系 大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。大地坐标系的确立包括选择一个椭球、对椭球进行定位和确定大地起算数据。一个形状、大小和定位、定向都已确定的地球椭球叫参考椭球。参考椭球一旦确定，则标志着大地坐标系已经建立。 2.1.3 54北京坐标系 新中国成立后，很长一段时间采用1954年北京坐标系统，它与苏联1942年建立的以普尔科夫天文台为原点的大地坐标系统相联系，相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。到20世纪80年代初，我国已基本完成了天文大地测量，经计算表明，54坐标系统普遍低于我国的大地水准面，平均误差为29米左右。 2.1.4 80西安坐标系 1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议，确定重新定位，建立我国新的坐标系。为此有了1980年国家大地坐标系。1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据。该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约60公里，故称1980年西安坐标系，又简称西安大地原点。基准面采用青岛大港验潮站1952－1979年确定的黄海平均海水面（即1985国家高程基准）。 2.1.5 地心坐标系 以地球的质心作为坐标原点的坐标系称之为地心坐标系，即要求椭球体的中心与地心重合。人造地球卫星绕地球运行时，轨道平面时时通过地球的质心，同样对于远程武器和各种宇宙飞行器的跟踪观测也是以地球的质心作为坐标系的原点，参考坐标系已不能满足精确推算轨道与跟踪观测的要求。因此建立精确的地心坐标系对于卫星大地测量、全球性导航和地球动态研究等都具有重要意义。 2.1.6 WGS－84坐标系 WGS－84坐标系是一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局（BIH）1984.0定义的协议地极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系。这是一个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际上统一采用的大地坐标系。 2.1.7 UTM坐标系统 UTM(Universal Transverse Mercator)系统通常基于WGS84椭球。在北纬84° 与南纬80° 之间共有60个经度带，它们是6度分带。为了避免边界的经度变形，使用了相交柱面进行投影。所以中央经线不再是等距的，其缩小比率是0.9996。在高斯-克吕格投影中，北向距离从赤道起算。与之相反，为了避免负值，UTM在南半球增加10000公里。距离中央经线的距离，与高斯-克吕格投影一样，要偏移500公里。相应的坐标以E(东)和N(北)标明。中央经线分别为3° ，9°，15° 等等。南、北极点间的区域被分成8个维度带，并以字母标示。该系统用于美国和NATO的军用地图。由于UTM坐标系统的全球通用性，德国及欧洲都在使用该坐标系统。 2.1.8 地图投影 地图投影是研究把地球椭球体面上的经纬网按照一定的数学法则转绘到平面上的方法及其变形问题。地图投影的方法有几何法和解析法。几何法是以平面、圆柱面、圆锥面为承影面，将曲面（地球椭球面）转绘到平面（地图）上的一种古老方法，这种直观的透视投影方法有很大的局限性。解析法是确定球面上的地理坐标与平面上对应点的直角坐标之间的函数关系。 2.2 GPS的基本功能 2.2.1坐标（coordinate） GPS使用首先面对的就是坐标！GPS最基本功能就是定位，常用的方法就LAT/LON和UTM，这主要是根据你所使用的地图的坐标系统决定的。LAT/LON就是经纬度坐标。经纬度坐标系统是以英国格林威治和赤道分别作为经度和纬度的零度点。在GPS系统内，经纬度的显示方式一般都可以根据自己的爱好选择，一般有"hddd.ddddd"（度.度）,"hddd*mm.mmm"（度.分.分），"hddd*mm"ss"（度.分.秒）。度、分、秒的进制是60进制，但是度.度，分.分的进制是100进制，这一点在换算的时候要特别注意。 需要注意GPS所采用的坐标系是美国国防部1984世界坐标系，简称WGS-84，它是一个协议地球参考系，坐标系原点在地球质心。GPS的测量结果与我国的54系或80系坐标相差几十米至一百多米，随区域不同，差别也不同，因此如果你手上正好有张我国的54系或80系地图，通过GPS获得的数据在地图上标定的话就会存在一定偏差，稍后笔者会对此展开阐述。 2.2.2路标（Landmark or Waypoint）和路线（Route） 我们标记路标是GPS主要功能之一，它是构成“路线”的基础也是GPS核心数据，有时我们千辛万苦可能需要找到的就是仅仅一个点。寻找路标的方法很多，既可以从网上查找朋友要，也可以自己在地图上设计。一个路标可以作为目标点，设定前进方向引导我们到达，同时也可以用于前进线路的路线（Route）的一个支点。 路线是GPS内存中存储的一组数据，包括一个起点和一个终点的坐标，还可以包括若干中间点的坐标，每两个坐标点之间的线段叫一条“腿”（leg）。常见GPS能存储多条线路，每条线路又包涵了多条“腿”。 路线的寻找和设计是利用GPS进行户外导航的关键，不管是领队还是一名独立的GPS使用者，在一片未知区域进行GPS导航时，往往通过GPS已经存储好的路线前进，行进的线路既可以是一条单独的路线，也可以是多条路线的交替使用。路线的形式可以有以下几种式： 一、一条别人的现成轨迹，一部分是有人在网上共享，一部分是从朋友那里获得，这种方式最轻松，也较为安全，需要注意的是有些数据由于GPS的不同存在一定误差，在使用过程中需要自我判断，最好方式是同时设计一条备份线路。 二、可能是几个独立路标的连线，有时我们去一个地方并没有详细线路轨迹，仅仅获得是几个关键点的中标，比如一座村庄、一处水源、一个路边小屋等，这些关键点是我们必经之地，那么他们之间连线可能并不是我们实际要走的线路，这需要我们在前期线路规划时，作好两路标之间的线路设计，同时在实际行走时随时根据环境调整行进路线。 三、最后就是在没有任何信息来源的情况下，对一处未知领域进行的路线设计，这也是最具挑战性、最需要慎重、也是最危险的GPS导航方式。后面在实用篇中，我们将着重对这方面内容进行阐述。 2.2.3 前进方向（Heading）和导向（Bearing） GPS的导向作用同样也是其核心功能之一，之所以GPS能够进行野外导航，就是它显示出前进方向，具有导向作用。 在GPS的行进轨迹显示方示一般以真北或磁北为画面正前方，即以第三人称模式，有些GPS增加了第一人称模式，在第一人称模式中，GPS画面始终以目前我们行进的方向作为正前方，可以看到地标和地图随着我们前进方向变化发生转动调整。第三称模式是站在旁观者角度观察线路，因此通常以北方向为画面前方，当我们前进时，这时地标和地图固定是固定不动的，可以观察到我们行进轨迹随着方向变化画出的弯曲线路图。至于采用第一人称模式还是第三人称模式，可以依照个人习惯选定。 需要注意是GPS没有指北针的功能，静止不动时它是不知道方向的，当它一旦动了起来，它就能知道自己的运动方向，这时就具有导向作用了。 进行导向设置时，可采用如下方式： 一、通过路标进行导向。可以设定“走向”(GOTO)一个目标点。“走向”目标的设定可以按“GOTO”键，然后从列表中选择一个路标。以后“走向”功能将导向此路标，这时我们当前位置和目标点之间连线就是我们行进方向。 二、通过路线进行导航。一般领队在出发前会在GPS存储至少一条或几条（有些是备份）路线作为队伍行动线路参考轨迹，使用时选取一条线路作为当前路线(Activity route)，这时就具有导航功能，我们可以延着这条线路前进。当前路线一般在设置->路线菜单下设定。 2.2.4 日出日落时间(Sunrise/ Sunset)和月出月落时间（Moonrise/Moonset） 大多数GPS能够显示当地的日出日落和月出月落时间，这个时间是GPS根据当地经度和日期计算得到的，是指平原地区的日出、日落时间，在山区因为有山脊遮挡，日照时间根据情况要早晚各少半个小时以上。 这些时间对于领队是非常有用，因为这是在制作方案时计划出发和宿营时间的重要依据，同时知道日出日落时间在白天我们就可能通过太阳确定方向，知道月出月落时间，我们就可以较容易在夜间判断方向了（见第一章3.3节）。 |
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2013-12-13 10:30:19
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Post #41
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
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涂人
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遇见高人了 |
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2013-12-13 20:14:27
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Post #43
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
sz老A
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有点难度，但相当实用 |
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2013-12-13 23:35:07
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Post #44
Re:户外导航——从入门到精通 (转载) |
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杨遥
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学习学习学习 |
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2013-12-14 14:07:33
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Post #45
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
沃云
请叫我首長
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很专业的帖子，感谢分享，备查。 |
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2013-12-14 16:58:46
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Post #46
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
Yang扬
YY 用镜头看世界
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收藏了 |
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2013-12-14 22:18:04
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Post #47
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
yfx82
木鱼
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感谢冰雨和楼主的分享，期待继续更新。
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2013-12-15 09:01:58
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Post #48
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
怡情山水
行走，无处不在。
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收藏，认真学习。 |
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2013-12-16 16:54:46
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Post #49
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
newair
喜欢徒步，爬山，打球
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好贴，收藏加分。慢慢来学习下 |
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2013-12-16 23:03:42
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Post #50
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
大大大虾米
Lucky
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加分收藏研究。 |
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2013-12-17 11:14:04
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Post #51
Re: 户外导航——从入门到精通 (转载) |
Roofer
无兄弟，不户外
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好！ |
邀请xuliang1215参加此活动
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