第一節(jié)全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用

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？思考？現(xiàn)在有沒有更簡(jiǎn)單、更準(zhǔn)確的方法？手持型GPS機(jī)車載型GPS機(jī)第一節(jié)全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用第三章地理信息技術(shù)的應(yīng)用探究：1.在一個(gè)平面直角坐標(biāo)系上，確定點(diǎn)的位置，需要知道幾個(gè)值？2.在一個(gè)空間三維坐標(biāo)系上，確定點(diǎn)的位置，需要知道幾個(gè)值？3.要精確知道一個(gè)人在地球上的位置，必須知道幾個(gè)值？至少需要幾顆衛(wèi)星？YXAXYZ衛(wèi)星定位的基本原理

簡(jiǎn)單地說就是用戶同時(shí)向已知其位置的3個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星分別進(jìn)行距離測(cè)量，然后再以該衛(wèi)星為球心，以所測(cè)得的距離為半徑，在空間畫出3個(gè)球面，則該3個(gè)球面的相交點(diǎn)，就是用戶的所在位置了。

通常應(yīng)用三顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行定位，但要保證對(duì)目標(biāo)實(shí)時(shí)觀測(cè)（諸如提供目標(biāo)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)等），則需要至少四顆衛(wèi)星的信號(hào)。主控站：1個(gè)監(jiān)測(cè)站：5個(gè)注入站：3個(gè)一、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(cè)和控制衛(wèi)星及其各種設(shè)備的運(yùn)行?？梢源_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。二、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(zhǎng)短表示信號(hào)的強(qiáng)弱。衛(wèi)星分布圖描繪了在你處位置（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)。三、全球定位系統(tǒng)的作用、功能和特點(diǎn)：

特點(diǎn)：（1）全天候，不受天氣影響；（2）全球覆蓋；（3）三維定速定時(shí)高精度；（4）快速省時(shí)高效率；（5）應(yīng)用廣泛、多功能。作用：可以快速精確地確定地面某點(diǎn)的位置（經(jīng)度、緯度）和高程，甚至速度、距離和航向等。主要功能：定位和導(dǎo)航1、1999年3月27日，北約部隊(duì)一架F—117A隱形戰(zhàn)斗機(jī)被南聯(lián)盟防空部隊(duì)擊落。飛行員跳傘后在腳觸地的一剎那，通過手持式信號(hào)發(fā)射器發(fā)出緊急呼救信號(hào)，當(dāng)間諜衛(wèi)星把呼救信號(hào)傳送到北約空襲南聯(lián)盟指揮所后，美軍立即安排了救援行動(dòng)。6小時(shí)后，當(dāng)一架EA—6B電子干擾機(jī)發(fā)現(xiàn)飛行員的準(zhǔn)確位置時(shí)，一架MH—60G搜索與救援直升機(jī)降落在飛行員面前，將飛行員接上直升機(jī)并安全返回基地。據(jù)此回答：（1）飛行員發(fā)出的呼救信號(hào)是

系統(tǒng)信號(hào)，該系統(tǒng)包括三大部分

、

、

。（2）北約轟炸的科索沃，其氣候?qū)儆?/p>

，該氣候的形成原因是：

鞏固練習(xí)：GPS空間部分地面監(jiān)控部分用戶設(shè)備部分地中海氣候冬季受西風(fēng)帶的影響，夏季受副熱帶高壓的控制四、全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用1、軍事方面

隨著衛(wèi)星技術(shù)在軍事領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，戰(zhàn)爭(zhēng)的陸、海、空三維空間已發(fā)展到陸、海、空、天、電（磁）五維空間。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國航天司令部統(tǒng)一指揮了約70顆衛(wèi)星，支援陸?？兆鲬?zhàn)，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)也因此被稱為“第一次空間戰(zhàn)爭(zhēng)”。顯然，誰擁有“制信息權(quán)”，誰就能掌握高技術(shù)戰(zhàn)場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)，而“制信息權(quán)”又離不開“制天權(quán)”?！爸铺鞕?quán)”與美國國家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)也有著密不可分的聯(lián)系，如果衛(wèi)星被毀或“致盲”它就會(huì)癱瘓，因此，美國在打“衛(wèi)星戰(zhàn)”方面比誰都起勁。作用：給航行中的軍艦、飛機(jī)及導(dǎo)彈等設(shè)施提供定位和導(dǎo)航信息；同時(shí)也應(yīng)用于野外行進(jìn)中的單兵和移動(dòng)裝置的定位及跟蹤四、全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用2、測(cè)量方面

本次測(cè)量除采用1975年時(shí)的傳統(tǒng)測(cè)量方法外，還采取GPS測(cè)量系統(tǒng)。

珠穆朗瑪峰高度最新測(cè)量結(jié)果為8844.43米

參數(shù)：珠穆朗瑪峰峰頂巖石面高程測(cè)量精度±0.21米；峰頂冰雪深度3.50米。

原1975年公布的珠峰高程數(shù)據(jù)停止使用。2005年10月9日上午10時(shí)，國家測(cè)繪局局長(zhǎng)陳邦柱宣布珠穆朗瑪峰高度最新測(cè)量結(jié)果：GPS在交通運(yùn)輸中的作用四、全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用車載型GPS機(jī)3、交通方面

通過GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)可以對(duì)遇有險(xiǎn)情或發(fā)生事故的車輛進(jìn)行緊急援助。監(jiān)控臺(tái)的電子地圖可顯示求助信息和報(bào)警目標(biāo)，規(guī)劃出最優(yōu)援助方案，并以報(bào)警聲、光提醒值班人員進(jìn)行應(yīng)急處理。4、緊急援助四、全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用在旅游及野外考察中的應(yīng)用在旅游及野外考察中，比如到風(fēng)景秀麗的地區(qū)去旅游，到原始大森林、雪山峽谷或者大沙漠地區(qū)去進(jìn)行野外考察，GPS接收機(jī)是你最忠實(shí)的向?qū)?。可以隨時(shí)知道你所在的位置及行走速度和方向，使你不會(huì)迷失路途。四、全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用5、農(nóng)業(yè)方面（1）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作

利用GPS技術(shù)，配合遙感技術(shù)（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS），能夠做到監(jiān)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量分布、土壤成分和性質(zhì)分布、做到合理施肥、播種和噴灑農(nóng)藥，節(jié)約費(fèi)用、降低成本、達(dá)到增加產(chǎn)量提高效益的目的。利用差分GPS技術(shù)可以做到：土壤養(yǎng)分分布調(diào)查、監(jiān)測(cè)作物產(chǎn)量、合理施肥，精確農(nóng)業(yè)管理。在作物生長(zhǎng)期的管理中，利用遙感圖象并結(jié)合GPS可繪出作物色彩變化圖。利用GPS定位采集一定數(shù)量的土壤及作物樣品進(jìn)行分析，可以繪制出作物生長(zhǎng)的不同時(shí)期的土壤含量的系列分布圖。這樣可以做到精確地對(duì)作物生長(zhǎng)進(jìn)行管理。四、全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用5、農(nóng)業(yè)方面（2）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(duì)森林火災(zāi)周邊測(cè)量，尋找水源和測(cè)定地區(qū)界線等方面可以發(fā)揮其獨(dú)特的重要的作用。在森林中進(jìn)行常規(guī)測(cè)量相當(dāng)困難，而GPS定位技術(shù)可以發(fā)揮它的優(yōu)越性，精確測(cè)定森林位置和面積，繪制精確的森林分布圖。（3）GPS技術(shù)用于森林防火它是在飛機(jī)的環(huán)動(dòng)儀上安裝熱紅外系統(tǒng)和GPS接收機(jī)，使用這些機(jī)載設(shè)備來確定火災(zāi)位置，并迅速向地面站報(bào)告。（4）魚群定位四、全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用6、休閑娛樂

把全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem-GPS）比喻成八爪魚，是因?yàn)樗|及的行業(yè)相當(dāng)廣泛，非“八爪”以蔽之，可以說人類的想像力有多寬，其應(yīng)用就有多廣。目前掌上型導(dǎo)航接收機(jī)已經(jīng)問世?？赏痪脮?huì)生產(chǎn)出手表式的GPS導(dǎo)航接收機(jī)。攜帶和使用就更方便。可以說，GPS的應(yīng)用將進(jìn)入人們的日常生活，其應(yīng)用前景非常廣闊。GPS的應(yīng)用，也許僅受人們的想像力制約。2.利用GPS衛(wèi)星定位時(shí)，地面上任何一點(diǎn)，在任一時(shí)刻，地面上空至少有（）A.一顆GPS衛(wèi)星 B.二顆GPS衛(wèi)星C.三顆GPS衛(wèi)星 D.四顆GPS衛(wèi)星3.無論是在飛機(jī)或汽車上，還是在野外考察旅行，只要擁有手機(jī)大小的GPS信號(hào)接收機(jī)，你就能隨時(shí)知道A.自己所在地的季節(jié) B.自己所在地的天氣C.自己所在地的地理坐標(biāo)D.自己所在地的氣候4、1993年4月，巴勒斯坦解放組織領(lǐng)導(dǎo)人阿拉法特的座機(jī)在飛行途中不幸遇上沙暴，飛機(jī)被迫降落在撒哈拉大沙漠里。與阿拉法特失去聯(lián)系的巴勒斯坦解放組織總部使盡渾身解數(shù)尋找未果，最后只好借助美國的偵察衛(wèi)星。十幾小時(shí)之后，才在茫茫沙漠中找到了迫降飛機(jī)的準(zhǔn)確位置，使阿拉法特獲救。據(jù)此回答（1）～（2）題：（1）美國使用的這種衛(wèi)星救援系統(tǒng)是（）A.數(shù)字地球系統(tǒng) B.RS遙感系統(tǒng)C.GIS地理信息系統(tǒng) D.GPS全球定位系統(tǒng)（2）撒哈拉大沙漠，位于（）A.西亞阿拉伯半島 B.非洲大陸南回歸線附近C.非洲大陸北回歸線附近D.澳大利亞南回歸線附近GPS的空間部分的組成6個(gè)軌道面平均軌道高度20200km軌道傾角55周期11h58min（顧及地球自轉(zhuǎn)，地球-衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前4min重復(fù)一次）GPS的空間部分①GPS的空間部分②GPS衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)星座：21+321顆正式的工作衛(wèi)星+3顆活動(dòng)的備用衛(wèi)星保證在每天24小時(shí)的任何時(shí)刻，在高度角15以上，能夠同時(shí)觀測(cè)到4顆以上衛(wèi)星BlockIIRBlockIIABlockIIABlockIIRBlockIIFBlockIIR不同類型的GPS衛(wèi)星GPS的地面監(jiān)控部分①地面監(jiān)控部分（GroundSegment）組成主控站：1個(gè)監(jiān)測(cè)站：5個(gè)注入站：3個(gè)通訊與輔助系統(tǒng)GPS的地面監(jiān)控部分②地面監(jiān)控部分（GroundSegment）分布注入站GPS的地面監(jiān)控部分③監(jiān)測(cè)站（5個(gè)）作用： 接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，采集氣象信息，并將所收集到的數(shù)據(jù)傳送給主控站。地點(diǎn)： 夏威夷、主控站及三個(gè)注入站。GPS的地面監(jiān)控部分④主控