中圖版全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用

2004年11月24日上午10時(shí)許，私企老板王某剛打開停在榮成路上的寶馬車車門，突然從旁邊竄出兩名“劫匪”，一把長砍刀架在王某的脖子上，“別喊，快開車！”兩名“劫匪”將王某推到駕駛室后，逼迫王某啟動(dòng)寶馬車（圖一），沿海邊逃竄。王某悄悄按下了車?yán)锏腉PS緊急按鈕，報(bào)警聲立即在110指揮中心響起，兩輛警車迅速出擊，而兩名“劫匪”還一直蒙在鼓里。在東海路銀都花園附近，8號(hào)、9號(hào)警車對被劫寶馬形成合圍，不熟悉地形的“劫匪”見情況不妙，立即逼迫王某將車轉(zhuǎn)到臺(tái)南路。臺(tái)南路道路狹窄、車輛較多，寶馬車的車速被迫慢下來。指揮中心的民警在電腦前將鼠標(biāo)指向了GPS系統(tǒng)里的“斷油斷電”指令，正在行駛的寶馬車在海口路金都新村門前突然“趴窩”。還沒等“劫匪”回過神來，4名持槍民警已經(jīng)將寶馬車團(tuán)團(tuán)包圍,迅速將兩名“劫匪”摁住。當(dāng)你旅游或野外考察時(shí)，通常用哪些方法來辨別方向或確定你所在的位置？這些方法有什么不足？現(xiàn)在有沒有更簡單的方法？思考？第一節(jié)全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用中國地圖出版社SINOMAPSPRESS普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書地理必修?第3冊一、全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)，即GPS（GlobalPositioningSystem），是利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來獲得地面某點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程的系統(tǒng)。它是美國20世紀(jì)70年代初開始研制，并于1994年全面建成的。具有在海、陸、空進(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。

全球定位系統(tǒng)是美國從本世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。目前的全球覆蓋率為98%。能實(shí)時(shí)測量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。在美國,GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與“阿波羅”飛船登月,航天飛機(jī)升空,同列為20世紀(jì)“三大航天工程”然后你又遇到了另外一個(gè)路人，他告訴你距離李家村15千米。你按同樣的方法，繪制第二個(gè)圓（圖Ｂ）?，F(xiàn)在，你得到了兩個(gè)交點(diǎn)，你必定處在其中一個(gè)點(diǎn)的位置。假如你在野外迷了路，為了確定你所處的位置，你向一個(gè)路人詢問，他告訴你這里離王家村10千米。你于是打開地圖，找到王家村，以它為圓心，按比例尺在地圖上畫一個(gè)半徑相當(dāng)于10千米的圓這時(shí)，你向第三個(gè)人打聽到，這里距離張家村10千米。當(dāng)你把這個(gè)圓在地圖上畫好后，你的位置也就一目了然了（圖Ｃ）。這就是三邊測量術(shù)的原理。

GPS的定位原理與“三邊測量術(shù)”原理相似。不同的是3顆衛(wèi)星代替了3個(gè)村子,地圖上平面圓變成了三維球面。如圖GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星A、B、C傳來的信號(hào)，計(jì)算出接收機(jī)與它們之間的距離，然后分別以3顆衛(wèi)星為球心，以該衛(wèi)星到接收機(jī)之間的距離為半徑，“繪制”3個(gè)巨大的球體。3個(gè)球體會(huì)交于兩點(diǎn)，其中那個(gè)與地球表面相交的點(diǎn)就是這臺(tái)GPS接收機(jī)所處的位置，然后通過計(jì)算得到該接收機(jī)所處的經(jīng)緯度。衛(wèi)星D測量GPS接收機(jī)所在的高程。二、全球定位系統(tǒng)的系統(tǒng)組成空間部分地面監(jiān)控系統(tǒng)用戶設(shè)備部分全球定位系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成（其中3顆備用），分布在6個(gè)軌道平面上主要是GPS接收機(jī)提供與定位相關(guān)的參數(shù)和時(shí)間信息主要用于監(jiān)測和控制衛(wèi)星及其各種設(shè)備的運(yùn)行可以確定接收機(jī)所在點(diǎn)的位置、速度、到航路終點(diǎn)的距離和航向等信息地面監(jiān)控部分主控站位于美國科羅拉多的斯平士（ColoradoSprings）的聯(lián)合空間執(zhí)行中心（CSOC），三個(gè)注入站分別設(shè)在大西洋、印度洋和太平洋的三個(gè)美國軍事基地上，即大西洋的阿松森（Ascension）島、印度洋的狄哥·伽西亞(DiegoGarcia)和太平洋的卡瓦加蘭(Kwajalein),五個(gè)監(jiān)測站設(shè)在主控站和三個(gè)注入站以及夏威夷島。返回衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作,是否一直沿預(yù)定軌道運(yùn)行,要由地面設(shè)備監(jiān)控接收機(jī)信號(hào)的解讀與操作

表示接收機(jī)所在的經(jīng)緯度位置。

數(shù)字表示被接收信號(hào)的衛(wèi)星編號(hào)，黑色柱長短表示信號(hào)的強(qiáng)弱。

衛(wèi)星分布圖描繪了在接收機(jī)所處位置（圓心）仰望天空能搜索到的衛(wèi)星，大圓表示地平線，小圓為抬以45°角仰望天空的范圍，越靠近中心，衛(wèi)星信號(hào)越強(qiáng)。北斗導(dǎo)航——35顆衛(wèi)星（27+8），三個(gè)軌道，每個(gè)軌道9顆/三、用途和特點(diǎn)：

全能性、全球性、全天候、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性

提供精密的三維坐標(biāo)，三項(xiàng)速度和時(shí)間信息它能夠?qū)崟r(shí)測量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度GPS功能1、定位:2、導(dǎo)航:我現(xiàn)在在哪里？我要去哪里？如何去？3.跟蹤。跟蹤-監(jiān)視人或物體的運(yùn)動(dòng)。4.繪圖。用于繪制世界地圖。5.定時(shí)。提供精確的時(shí)間。

在伊拉克戰(zhàn)爭中，曾經(jīng)有記者問一位飛行員：“你知道去轟炸哪個(gè)城市嗎？”

飛行員回答：“不知道?！?/p>

“那你怎么去轟炸呢？”“容易，上級給我一個(gè)坐標(biāo)，我按計(jì)算機(jī)的指引，投下采用GPS導(dǎo)航的炸彈掉頭就走，跟我玩游戲機(jī)沒哈兩樣?！?/p>

這個(gè)例子是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中引用GPS系統(tǒng)的典型案例。我們反對戰(zhàn)爭，但要想能更好的維護(hù)世界和平，我們也需要了解GPS——全球定位系統(tǒng)這種現(xiàn)代地理信息技術(shù)。全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用//全球定位系統(tǒng)應(yīng)用

海灣戰(zhàn)爭中美軍幾乎所有的坦克、裝甲車、飛機(jī)、艦船、各級指揮部和陸軍小分隊(duì)都裝備了GPS接收機(jī)，總數(shù)超過5萬部。在軌的16顆GPS衛(wèi)星，每天可提供19小時(shí)的三維數(shù)據(jù)，精度10~16米，測速精度0.1米/秒。（1）GPS在軍事上的應(yīng)用軍事是GPS技術(shù)最早的應(yīng)用領(lǐng)域,主要是為各種軍事活動(dòng)提供定位導(dǎo)航.在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，不僅陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈藥等，也都開始采用GPS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)手段。裝備GPS制導(dǎo)系統(tǒng)之前,美軍BGM-10C“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈誤差約為9米；在其“慣性和地形匹配”制導(dǎo)系統(tǒng)中加入GPS后，誤差降至3米，制導(dǎo)精度大大提高。

2.GPS的用途（2）民用GPS主要用于交通車輛導(dǎo)航管理、航空器定位及導(dǎo)航，以及大地測量野外勘測、緊急求援、旅游探險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、生態(tài)研究等方面。（3）GPS在交通上的應(yīng)用GPS在交通運(yùn)輸中的作用（4）戶外旅游探險(xiǎn)：

在地廣人稀沒有任何參照物可用以辨別方向的情況下，危險(xiǎn)無時(shí)無刻不在,手持GPS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。目前，許多休閑俱樂部圍繞GPS功能相繼推出“穿越”、“尋寶”、“野外拓展”等都市游戲，豐富了人們周末生活，提高了人們生活品位，深得戶外運(yùn)動(dòng)愛好者的歡迎。應(yīng)用類型應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用作用航海應(yīng)用航空應(yīng)用向用戶提供船舶位置、航速、航向信息、海圖、海跡顯示避免船只沖撞，確保航行安全把自己的位置和航向發(fā)送到航海管理中心便于中心的跟蹤、搜尋和救援空域航路、著陸、機(jī)場監(jiān)視和管理實(shí)現(xiàn)空域劃分、空中交通流量管理、飛行路徑管理GPS應(yīng)用領(lǐng)域主要功能在林業(yè)管理方面的應(yīng)用GPS技術(shù)在確定林區(qū)面積，估算木材量，計(jì)算可采伐木材面積，確定原始森林、道路位置，對森林火災(zāi)周邊測量，尋找水源和測定地區(qū)邊界方面可以發(fā)揮獨(dú)特的重要作用在合理施肥，精確農(nóng)業(yè)管理方面的應(yīng)用依據(jù)農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分布圖，設(shè)置有GPS接收機(jī)的“受控應(yīng)用”的噴施器，在GPS的控制下，依據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠精確地給田地各點(diǎn)施肥。(1)可以監(jiān)測作物產(chǎn)量(計(jì)算機(jī)\產(chǎn)量監(jiān)視器\GPS接收機(jī))(2)幫助合理施肥(3)應(yīng)用于土壤養(yǎng)分的分布調(diào)查(GPS接收機(jī)把樣品的位置)在精確定時(shí)方面的應(yīng)用每顆GPS衛(wèi)星上都有精密的原子鐘，所以GPS接受器可以接收到精確的時(shí)間信息在農(nóng)業(yè)方面GPS也有用武之地．以往飛機(jī)向農(nóng)田噴灑農(nóng)藥，用人在地面搖動(dòng)紅旗做方位指示，經(jīng)常由于不夠準(zhǔn)確造成噴灑效率低，而有GPS定位儀后，合理分布航線,飛機(jī)可以按事先設(shè)計(jì)好的經(jīng)緯度，利用定位儀確認(rèn)坐標(biāo)后噴灑，大大提高了噴灑效率,大大節(jié)省飛機(jī)作業(yè)的費(fèi)用,噴殺化肥農(nóng)藥時(shí),減少重疊,避免浪費(fèi),避免過多的用量影響農(nóng)作物生長.[遷移應(yīng)用]

GPS最初是為軍事應(yīng)用而建立的，至今仍然由美國國防部控制。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，完成下列問題。(1)關(guān)于全球定位系統(tǒng)的說法，正確的是 (

)A．全球定位系統(tǒng)簡稱GISB．全球定位系統(tǒng)包括衛(wèi)星星座、傳輸系統(tǒng)和信號(hào)接收機(jī)三部分C．全球定位系統(tǒng)只能為用戶提供精確的地理位置D．全球定位系統(tǒng)可以在全球范圍內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)航和定位

D(2)行軍中的美國士兵裝備的GPS接收機(jī)接收到的信號(hào)至少由幾顆空間衛(wèi)星提供，才能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航(

)A．3 B．4 C．5 D．6(3)配備GPS接收機(jī)的美國士兵隨時(shí)可獲得工作衛(wèi)星提供的(

)①三維位置②三維方向③運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間④美軍士兵位置A．①②④ B．①②③C．②③④ D．①③④

BD“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，是由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異，定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)。據(jù)此完成下列問題。(1)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，主要是應(yīng)用了(

)A．人工測量技術(shù) B．對地測繪技術(shù)C．GPS技術(shù) D．?dāng)?shù)字地球(2)上題所述該技術(shù)的主要特點(diǎn)是 (

)A．成本高、費(fèi)用高 B．全天候、實(shí)時(shí)性C．受天氣影響大 D．操作要求高、實(shí)用效率低(3)上題所述該技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用是(

)A．農(nóng)田信息定位獲取 B．分析處理獲取的信息C．管理措施決策 D．估算農(nóng)業(yè)產(chǎn)量

CBA1．下列有關(guān)全球定位系統(tǒng)的敘述，不正確的是 (

)A．GPS是利用衛(wèi)星進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)B．GPS包括兩大部分，即空間部分和地面控制部分C．GPS空間衛(wèi)星系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成D．野外旅行，只要擁有GPS接收機(jī)可隨時(shí)知道自己所處的經(jīng)緯度

B2．全球定位系統(tǒng)的主要功能在于(

)