全球GPS定位系統(tǒng)_經(jīng)典介紹

1、第三章第三章第第三三節(jié)節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用 一、一、全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（一）全球定位系統(tǒng)的概念（一）全球定位系統(tǒng)的概念v 全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(Global positioning system，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱GPS)是具有在是具有在海、陸、空海、陸、空進(jìn)進(jìn)行行全方位全方位、實(shí)時(shí)、實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航三維導(dǎo)航與與定定位功能位功能的新一代的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航與與定定位系統(tǒng)位系統(tǒng)?？缭秸系K跨越障礙 全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么v (1)全球，全天候工作全球，全天候工作。v (2)能為用戶提供能為用戶提供連續(xù)連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維位置實(shí)時(shí)的三維位置、三維速度三維

2、速度和和精密時(shí)間精密時(shí)間，不受天氣不受天氣的影響。的影響。v (3)定位精度高定位精度高：?jiǎn)螜C(jī)定位精度優(yōu)于：?jiǎn)螜C(jī)定位精度優(yōu)于10米，米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。采用差分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。v (4)功能多，應(yīng)用廣功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對(duì)：隨著人們對(duì)GPS認(rèn)認(rèn)識(shí)的加深，識(shí)的加深，GPS不僅在測(cè)量、導(dǎo)航、測(cè)速、不僅在測(cè)量、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)時(shí)等方面取得更廣泛的應(yīng)用而且其應(yīng)用測(cè)時(shí)等方面取得更廣泛的應(yīng)用而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。 閱讀指導(dǎo)閱讀指導(dǎo) GPS的起源的起源v 在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前，遠(yuǎn)程導(dǎo)航與定位主要用無(wú)線電導(dǎo)遠(yuǎn)程導(dǎo)航與定位主要用無(wú)線

3、電導(dǎo)航系統(tǒng)。航系統(tǒng)。v1無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)v 缺點(diǎn)：覆蓋的工作區(qū)域小；電缺點(diǎn)：覆蓋的工作區(qū)域??；電波傳播受大氣影響；定位精度不波傳播受大氣影響；定位精度不高。高。v2衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)v 最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國(guó)的最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國(guó)的子午儀子午儀系統(tǒng)系統(tǒng)(TRANSIT)，1958年研制年研制1964年年正式投入使用。由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目較正式投入使用。由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目較少少(56顆顆)，運(yùn)行高度較低，運(yùn)行高度較低(平均平均1 000 km)，從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星的時(shí)間間隔，從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星的時(shí)間間隔較長(zhǎng)較長(zhǎng)(平均平均15 h)，因而它無(wú)法提供連，因而它無(wú)法提供連續(xù)的實(shí)時(shí)

4、三維導(dǎo)航，而且精度較低。為續(xù)的實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航，而且精度較低。為滿足軍事部門和民用部門對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和滿足軍事部門和民用部門對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航的迫切要求，三維導(dǎo)航的迫切要求，1973年美國(guó)國(guó)防年美國(guó)國(guó)防部制定了部制定了GPS計(jì)劃。計(jì)劃。v3GPS發(fā)展歷程發(fā)展歷程v GPS實(shí)施計(jì)劃共分實(shí)施計(jì)劃共分三個(gè)階段三個(gè)階段：v 第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段。從從1973年到年到1979年，共發(fā)射了年，共發(fā)射了4顆試驗(yàn)顆試驗(yàn)衛(wèi)星。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟衛(wèi)星。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟蹤網(wǎng)。蹤網(wǎng)。v 第二階段為全面研制和試驗(yàn)階段第二階段為全面研制和試驗(yàn)階段。從。從1979

5、年到年到1984年，又陸續(xù)發(fā)射了年，又陸續(xù)發(fā)射了7顆試顆試驗(yàn)衛(wèi)星。研制了各種用途的接收機(jī)。實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。研制了各種用途的接收機(jī)。實(shí)驗(yàn)表明，驗(yàn)表明，GPS定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)。 v第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段。1989年年2月月4日第一顆日第一顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)工作衛(wèi)星發(fā)射成功，表明射成功，表明GPS系統(tǒng)進(jìn)入工程系統(tǒng)進(jìn)入工程建設(shè)階段。建設(shè)階段。1993年底實(shí)用的年底實(shí)用的GPS網(wǎng)即網(wǎng)即(21+3)GPS星座已經(jīng)建星座已經(jīng)建成，今后將根據(jù)計(jì)劃更換失效的成，今后將根據(jù)計(jì)劃更換失效的衛(wèi)星。衛(wèi)星。（二）全球定位系統(tǒng)的組成（二）全球定位系統(tǒng)的組成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

6、空間空間位置位置組成和分布組成和分布全全球球定定位位系系統(tǒng)統(tǒng)GPS衛(wèi)星衛(wèi)星星座星座地面地面監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)GPS信信號(hào)接收號(hào)接收機(jī)機(jī)空空間間由由2l顆工作衛(wèi)星和顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)顆在軌備用衛(wèi)星組成，星組成，24顆衛(wèi)星均勻分布在顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)個(gè)軌道平面內(nèi)軌道平面內(nèi)地地 面面由分布在全球的由分布在全球的5個(gè)地面站個(gè)地面站(包括包括5個(gè)監(jiān)控個(gè)監(jiān)控站、站、1個(gè)主控站和個(gè)主控站和3個(gè)注入站，主控站和個(gè)注入站，主控站和注入站都位于監(jiān)控站里注入站都位于監(jiān)控站里)組成組成用用 戶戶導(dǎo)航型接收機(jī)、測(cè)地型接導(dǎo)航型接收機(jī)、測(cè)地型接收機(jī)、授時(shí)接收機(jī)收機(jī)、授時(shí)接收機(jī)v請(qǐng)思考：請(qǐng)思考：讀讀右圖，相右圖，相鄰

7、兩個(gè)鄰兩個(gè)GPS星座衛(wèi)星軌星座衛(wèi)星軌道平面之間道平面之間的夾角是多的夾角是多少度少度?()v每個(gè)衛(wèi)星每個(gè)衛(wèi)星軌道上各有軌道上各有幾顆衛(wèi)星幾顆衛(wèi)星?它們兩兩相它們兩兩相隔多少度隔多少度? ()604顆顆；90(1)GPS衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座v 由由21顆工作衛(wèi)星和顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)顆在軌備用衛(wèi)星組成。星組成。GPS衛(wèi)星星座記作衛(wèi)星星座記作(2l+3)GPS星座。星座。24顆衛(wèi)星均勻分布在顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平個(gè)軌道平各個(gè)軌道平面之間的夾角為各個(gè)軌道平面之間的夾角為60度度(2)地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng)v 對(duì)于導(dǎo)航定位來(lái)對(duì)于導(dǎo)航定位來(lái)說(shuō)說(shuō)GPS衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)已知衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)。星的位置是

8、依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射點(diǎn)。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷的星歷描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其軌道的參數(shù)算得的。每顆軌道的參數(shù)算得的。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷是由衛(wèi)星所播發(fā)的星歷是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。v衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作以及衛(wèi)衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行，都要由星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行，都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。地面監(jiān)控系地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)GPS時(shí)間系統(tǒng)。這就需時(shí)間系統(tǒng)。這就需要地面站監(jiān)測(cè)各顆衛(wèi)星的時(shí)間求出鐘差。要地面站監(jiān)測(cè)各顆衛(wèi)星

9、的時(shí)間求出鐘差。然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。GPS工作衛(wèi)星工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站。注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站。地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng)（1 1）主控站）主控站（2 2）監(jiān)測(cè)站）監(jiān)測(cè)站（3 3）注入站）注入站請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)各自的組成和功能請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)各自的組成和功能?監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)站獲取獲取GPSGPS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù), ,并將并將數(shù)據(jù)送至主控站。數(shù)據(jù)送至主控站。主控站主控站-控制、調(diào)度衛(wèi)星?？刂啤⒄{(diào)度衛(wèi)星。注入站注入站 將主控站的改正參將主控站的改正參數(shù)等注入每顆衛(wèi)星。

10、數(shù)等注入每顆衛(wèi)星。 美國(guó)全球定位系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng)美國(guó)全球定位系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng) 由均勻分布在美國(guó)本土和三大洋的美由均勻分布在美國(guó)本土和三大洋的美軍基地上的軍基地上的1 1個(gè)個(gè)主控站、主控站、3 3個(gè)注入站、個(gè)注入站、5 5個(gè)個(gè)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)站構(gòu)成。該系統(tǒng)的功能是：對(duì)空構(gòu)成。該系統(tǒng)的功能是：對(duì)空間衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制，并向每顆間衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制，并向每顆衛(wèi)星注入更新的導(dǎo)航電文。衛(wèi)星注入更新的導(dǎo)航電文。 主控站位于美國(guó)科羅拉多的斯平士主控站位于美國(guó)科羅拉多的斯平士（Colorado SpringsColorado Springs）的聯(lián)合空間執(zhí)行中心）的聯(lián)合空間執(zhí)行中心（CSOCCSOC），三個(gè)注

11、入站分別設(shè)在），三個(gè)注入站分別設(shè)在大西洋、印大西洋、印度洋和太平洋的三個(gè)美國(guó)軍事基地上度洋和太平洋的三個(gè)美國(guó)軍事基地上，即大西，即大西洋的阿松森島（洋的阿松森島（AscensionAscension）、印度洋的迭）、印度洋的迭哥哥伽西亞伽西亞( (島島Diego Garcia)Diego Garcia)和太平洋的夸和太平洋的夸賈林島賈林島Kwajalein),Kwajalein),五個(gè)監(jiān)測(cè)站設(shè)在主控站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站設(shè)在主控站和三個(gè)注入站以及夏威夷島。三個(gè)注入站以及夏威夷島。 (3)GPS信號(hào)接收機(jī)信號(hào)接收機(jī)v 組成組成:GPS衛(wèi)星接收機(jī)衛(wèi)星接收機(jī)v GPS數(shù)據(jù)處理軟件數(shù)據(jù)處理軟件 任務(wù)任務(wù):能夠

12、能夠捕獲捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)衛(wèi)星的信號(hào)，實(shí)時(shí)地計(jì)，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維坐標(biāo)，甚至三維速度和算出測(cè)站的三維坐標(biāo)，甚至三維速度和時(shí)間。時(shí)間。vGPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)，是一種衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)，是一種可供無(wú)數(shù)用戶可供無(wú)數(shù)用戶共享共享的信息資源。對(duì)于陸的信息資源。對(duì)于陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要用戶地、海洋和空間的廣大用戶，只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量擁有能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量GPS信號(hào)的接收設(shè)備即信號(hào)的接收設(shè)備即GPS信號(hào)接收機(jī)。可信號(hào)接收機(jī)?？梢栽谝栽谌魏螘r(shí)候任何時(shí)候用用GPS信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定

13、位測(cè)量。根據(jù)使用目的的不同，用戶要求測(cè)量。根據(jù)使用目的的不同，用戶要求的的GPS信號(hào)接收機(jī)也各有差異。目前世信號(hào)接收機(jī)也各有差異。目前世界上已有幾十家工廠生產(chǎn)界上已有幾十家工廠生產(chǎn)GPS接收機(jī)，接收機(jī)，產(chǎn)品也有幾百種。這些產(chǎn)品可以按照原產(chǎn)品也有幾百種。這些產(chǎn)品可以按照原理、用途、功能等來(lái)分類。理、用途、功能等來(lái)分類。 手機(jī)和手表上的GPS 手持型的GPS 測(cè)繪使用的GPS 航空與航海使用的GPS GPSGPS信信號(hào)號(hào)接接收收機(jī)機(jī)(三) . GPS 接收機(jī)的類型閱讀指導(dǎo)閱讀指導(dǎo)手持型手持型 CPS 接收機(jī)接收機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域性能性能優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)功能功能手持型手持型 GPS 接收機(jī)接收機(jī)多為導(dǎo)多為導(dǎo)

14、航使用航使用液晶顯液晶顯示，導(dǎo)示，導(dǎo)航畫(huà)面航畫(huà)面清晰，清晰，配有背配有背景燈，景燈，方便夜方便夜問(wèn)操作問(wèn)操作功能鍵功能鍵齊全齊全不需要地不需要地面輔助設(shè)面輔助設(shè)備，只要備，只要收到衛(wèi)星收到衛(wèi)星信號(hào)，就信號(hào)，就能快速定能快速定位，不受位，不受天氣、行天氣、行政區(qū)域的政區(qū)域的限制限制能夠計(jì)算當(dāng)?shù)氐哪軌蛴?jì)算當(dāng)?shù)氐膰?guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)問(wèn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)問(wèn)，處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還能指出能指出 i 北方北方向，并將經(jīng)過(guò)的向，并將經(jīng)過(guò)的地點(diǎn)、路線記錄地點(diǎn)、路線記錄下來(lái)，方便返回下來(lái)，方便返回時(shí)用；計(jì)算兩點(diǎn)時(shí)用；計(jì)算兩點(diǎn)間的距離，實(shí)現(xiàn)間的距離，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系間的相互坐標(biāo)系間的相互轉(zhuǎn)換；計(jì)算日出、轉(zhuǎn)換；計(jì)算日出、日落時(shí)間日

15、落時(shí)間“終結(jié)終結(jié)GPS壟斷壟斷 許多國(guó)家發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航許多國(guó)家發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)”，了解世界上發(fā)展，了解世界上發(fā)展GPS的一的一些國(guó)家概況。些國(guó)家概況。 1 1、GPSGPS在軍事上的應(yīng)用在軍事上的應(yīng)用3 3、GPSGPS在交通上的應(yīng)用在交通上的應(yīng)用4 4、GPSGPS在旅游探險(xiǎn)中的應(yīng)用在旅游探險(xiǎn)中的應(yīng)用2 2、民用、民用GPSGPS 軍事是軍事是GPSGPS技術(shù)最早的應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)最早的應(yīng)用領(lǐng)域, ,主要是為主要是為各種軍事活動(dòng)提供定位導(dǎo)航各種軍事活動(dòng)提供定位導(dǎo)航. .在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，不僅陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈不僅陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈藥等，也都

16、開(kāi)始采用藥等，也都開(kāi)始采用GPSGPS技術(shù)進(jìn)行定位導(dǎo)航。技術(shù)進(jìn)行定位導(dǎo)航。 目前精確制導(dǎo)武器復(fù)合制導(dǎo)的重要技術(shù)目前精確制導(dǎo)武器復(fù)合制導(dǎo)的重要技術(shù)手段。裝備手段。裝備GPSGPS制導(dǎo)系統(tǒng)之前制導(dǎo)系統(tǒng)之前, ,美軍美軍BGM-10CBGM-10C“戰(zhàn)戰(zhàn)斧斧”巡航導(dǎo)彈誤差約為巡航導(dǎo)彈誤差約為9 9米；在其米；在其“慣性和地慣性和地形匹配形匹配”制導(dǎo)系統(tǒng)中加入制導(dǎo)系統(tǒng)中加入GPSGPS后，誤差降至后，誤差降至3 3米，米，制導(dǎo)精度大大提高。制導(dǎo)精度大大提高。 2 2、民用、民用GPSGPS 主要用于交通車輛導(dǎo)航管理、主要用于交通車輛導(dǎo)航管理、航空器定位及導(dǎo)航，以及大地測(cè)航空器定位及導(dǎo)航，以及大地測(cè)量野

17、外勘測(cè)、緊急求援、旅游探量野外勘測(cè)、緊急求援、旅游探險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、生態(tài)研究等方面。險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、生態(tài)研究等方面。3 3、GPSGPS在交通上的應(yīng)用在交通上的應(yīng)用4 4、戶外旅游探險(xiǎn)：、戶外旅游探險(xiǎn)： 余純順余純順在羅布泊探險(xiǎn)遇難時(shí)離最近的補(bǔ)給站在羅布泊探險(xiǎn)遇難時(shí)離最近的補(bǔ)給站僅幾百米。風(fēng)沙淹埋了前人走過(guò)的足跡，在茫茫僅幾百米。風(fēng)沙淹埋了前人走過(guò)的足跡，在茫?；哪杏挚视逐I的他終于倒下了。如果當(dāng)時(shí)他有荒漠中又渴又餓的他終于倒下了。如果當(dāng)時(shí)他有一臺(tái)一臺(tái) GPSGPS接收機(jī)，慘劇又何以發(fā)生？接收機(jī)，慘劇又何以發(fā)生？ 在地廣人稀沒(méi)有任何參照物可用以辨別方向在地廣人稀沒(méi)有任何參照物可用以辨別方向的情況下

18、，危險(xiǎn)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在的情況下，危險(xiǎn)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在, ,手持手持GPSGPS接收機(jī)沿接收機(jī)沿著機(jī)中記錄的安全軌跡小心行進(jìn)，可安全返航。著機(jī)中記錄的安全軌跡小心行進(jìn)，可安全返航。 目前，許多休閑俱樂(lè)部圍繞目前，許多休閑俱樂(lè)部圍繞GPSGPS功能相繼推出功能相繼推出“穿越穿越”、“尋寶尋寶”、“野外拓展野外拓展”等都市游戲，豐富等都市游戲，豐富了人們周末生活，提高了人們生活品位，深得戶了人們周末生活，提高了人們生活品位，深得戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的歡迎。外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的歡迎。內(nèi)置天線內(nèi)置天線翻頁(yè)翻頁(yè)光標(biāo)鍵光標(biāo)鍵定位鍵定位鍵輸入鍵輸入鍵顯示屏顯示屏導(dǎo)航鍵導(dǎo)航鍵開(kāi)機(jī)鍵開(kāi)機(jī)鍵退出鍵退出鍵圖圖1-1地平線地平線衛(wèi)星編號(hào)衛(wèi)

19、星編號(hào)衛(wèi)星信號(hào)衛(wèi)星信號(hào)圖圖1-21-2 C:C:定位定位 鍵，顯示鍵，顯示標(biāo)定位置畫(huà)面標(biāo)定位置畫(huà)面如圖如圖1-41-4所所示，經(jīng)緯度為示，經(jīng)緯度為N32N3203.23203.232，E118E11845.92345.923海拔高度海拔高度1717米等信息米等信息圖1-4第三章第三章第第三三節(jié)節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用 二、二、全球定位系統(tǒng)與定位導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)與定位導(dǎo)航1 . GPS 靜態(tài)導(dǎo)航定位與動(dòng)態(tài)導(dǎo)航定位靜態(tài)導(dǎo)航定位與動(dòng)態(tài)導(dǎo)航定位v靜態(tài)定位中靜態(tài)定位中， GPS 接收機(jī)在接收機(jī)在捕獲和跟蹤捕獲和跟蹤 GPS 衛(wèi)星的過(guò)程衛(wèi)星的過(guò)程中固定不變，接收機(jī)高精度地中固定不變，接收

20、機(jī)高精度地測(cè)量測(cè)量 GPS 信號(hào)的傳播時(shí)間，信號(hào)的傳播時(shí)間，利用利用 GPS 衛(wèi)星在軌的已知位衛(wèi)星在軌的已知位置，解算出接收機(jī)天線所在位置，解算出接收機(jī)天線所在位置的三維坐標(biāo)。置的三維坐標(biāo)。v而而動(dòng)態(tài)定位動(dòng)態(tài)定位則是用則是用 GPS 接收機(jī)側(cè)定接收機(jī)側(cè)定一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。 GPS 信信號(hào)接收機(jī)所位于的運(yùn)動(dòng)物體叫做載號(hào)接收機(jī)所位于的運(yùn)動(dòng)物體叫做載體（如航行中的船艦，空中的飛機(jī)，體（如航行中的船艦，空中的飛機(jī)，行走的車輛等）。載體上的行走的車輛等）。載體上的 GPS 接接收機(jī)天線在跟蹤收機(jī)天線在跟蹤 GPS 衛(wèi)星的過(guò)程中衛(wèi)星的過(guò)程中相對(duì)地球而運(yùn)動(dòng)，接收機(jī)用相對(duì)地球而運(yùn)

21、動(dòng)，接收機(jī)用 GPS 信信號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)（瞬間三維位置和三維速度）（瞬間三維位置和三維速度）2 . GPS 的用途的用途v GPS 最初就是為軍方提供最初就是為軍方提供精確定位而建立的，至今它仍然精確定位而建立的，至今它仍然由美國(guó)軍方控制。軍用由美國(guó)軍方控制。軍用 GPS 產(chǎn)產(chǎn)品主要用來(lái)確定并跟蹤在野外行品主要用來(lái)確定并跟蹤在野外行進(jìn)中的士兵和裝備的坐標(biāo)、給海進(jìn)中的士兵和裝備的坐標(biāo)、給海中的軍艦導(dǎo)航、為軍用飛機(jī)提供中的軍艦導(dǎo)航、為軍用飛機(jī)提供位置和導(dǎo)航信息等。位置和導(dǎo)航信息等。2 . GPS 的用途的用途v 目前目前 GPS 系統(tǒng)的應(yīng)用已系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，我們可以