全球定位系統(tǒng)

當(dāng)奔馳的車輛行駛在車流熙攘的高速公路上時(shí)，司機(jī)啟動(dòng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，就可悠然自得地讀書(shū)看報(bào)。車輛能自動(dòng)與前車保持距離，自動(dòng)剎車或超車，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠精確到厘米。在不打攪車內(nèi)乘客讀書(shū)看報(bào)的情況下，它能自動(dòng)選擇一條能避免堵塞的道路前進(jìn)。到達(dá)目的地后它會(huì)自動(dòng)報(bào)告：“您已到達(dá)?！边@些聽(tīng)起來(lái)猶如神話，其實(shí)它都依賴于來(lái)自太空的信號(hào)。這種高度精確的太空信號(hào)就是由比GPS更先進(jìn)的歐洲“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的。汽車安裝上GPS接收機(jī)，不僅能利用電子地圖知道自己的方位和其他街區(qū)的車輛行駛狀況，從而繞開(kāi)堵車地區(qū)，選擇最便利的路線行駛，還能在遇到劫匪報(bào)警時(shí)向警方提供自己精確的所在位置，使警方盡快趕+到．據(jù)介紹：日本90％的機(jī)動(dòng)車都安裝有GPS接收機(jī)。GPS電子站牌現(xiàn)身上海街頭:下一輛車離本站還有1.2千米,約3分鐘內(nèi)到達(dá).上海的許多出租車上裝備了GPS系統(tǒng).公司可以根據(jù)GPS對(duì)出租車定位,并提供無(wú)線電聯(lián)系以及電子地圖三、全球定位系統(tǒng)一、全球定位系統(tǒng)三、GPS定位原理四、全球定位系統(tǒng)應(yīng)用二、全球定位系統(tǒng)組成一、全球定位系統(tǒng)1、基本概念全球定位系統(tǒng)：（GlobalPositioningSystem簡(jiǎn)稱GPS）是具有在海、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)。通俗地說(shuō)：利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)適時(shí)進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)。導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)將為導(dǎo)航、定位、授時(shí)、測(cè)速、測(cè)向、測(cè)形變、降雨和電離層探測(cè)等方面提供服務(wù)美國(guó)的GPS系統(tǒng)俄羅斯GLONASS系統(tǒng)中國(guó)北斗星歐洲伽利略

在沙漠中迷路時(shí)，可用哪種方式獲知自己所處的具體位置信息（）A.指南針 B.GPS設(shè)備C.遙感圖像 D.地形圖課堂鞏固：

在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美英聯(lián)軍的制導(dǎo)導(dǎo)彈不受濃煙、沙塵的影響，是因?yàn)椴扇×耍ǎ〢、RS技術(shù) B、GPS技術(shù) C、GIS技術(shù) D、空間分析技術(shù)BB二、全球定位系統(tǒng)組成空間部分24顆衛(wèi)星星座用戶設(shè)備地面控制1個(gè)主控站3個(gè)注入站5個(gè)監(jiān)控站GPS組成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)空間位置組成和分布全球定位系統(tǒng)空間由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)地面由分布在全球的5個(gè)地面站組成（5個(gè)監(jiān)控站、1個(gè)主控站和3個(gè)注入站）用戶導(dǎo)航接收機(jī)、測(cè)地型接收機(jī)、授時(shí)接收機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算出三維坐標(biāo)\速度以及時(shí)間GPS衛(wèi)星星座地面監(jiān)控系統(tǒng)GPS信號(hào)接收機(jī)空間部分各軌道平面相對(duì)于赤道平面的傾角為55o，軌道平面間距60o。在每一軌道平面內(nèi)，各衛(wèi)星升交角距差90o

為了減少誤差，一般要求4顆衛(wèi)星，用于定位的4顆衛(wèi)星稱為定位星座。車載GPS接收器專業(yè)型測(cè)地型接收機(jī)天線單元三邊測(cè)量術(shù)原理

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(wèn)，他告訴你這里離王家村10千米。你于是打開(kāi)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（圖Ａ）。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。

這時(shí)，你向第三個(gè)人打聽(tīng)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(cè)量術(shù)的原理。三、GPS定位原理GPS的定位原理與“三邊測(cè)量術(shù)”原理相似。不同的是3顆衛(wèi)星代替了3個(gè)村子，地圖上平面的圓變成了三維的球面。如圖GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星A、B、C傳來(lái)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(guò)計(jì)算得到該接收機(jī)所處的經(jīng)緯度。衛(wèi)星D測(cè)量GPS接收機(jī)所在的高程。各軌道平面相對(duì)于赤道平面的傾角為55o，軌道平面間距60o。在每一軌道平面內(nèi)，各衛(wèi)星升交角距差90o

。為了減少誤差，一般要求4顆衛(wèi)星，用于定位的4顆衛(wèi)星稱為定位星座。課堂鞏固

導(dǎo)航、授時(shí)和測(cè)距全球定位系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)軌道平面上繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，接收并傳遞信息。如果要確定一個(gè)人（或船只、車輛、飛機(jī)等）所處的位置，使用的衛(wèi)星不能少于（）A.一顆 B.兩顆 C.三顆 D.六顆第一次海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)空軍首次使用GPS而大獲成功。在為使用GPS之前，打擊某個(gè)目標(biāo)可能要使用多枚炸彈，而使用GPS精確制導(dǎo)武器1枚就可以命中目標(biāo)。這既提高了打擊效果，又能避免傷及平民；利用GPS，在沙漠里每一個(gè)作戰(zhàn)單位都可以知道自己前方、后方其他作戰(zhàn)單位的精確位置；GPS在搜索營(yíng)救中也能發(fā)揮作用，一旦己方飛機(jī)被打落，發(fā)出的信號(hào)能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，并能為救援節(jié)省時(shí)間。材料一材料二在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，曾經(jīng)有記者問(wèn)一位飛行員：“你知道去轟炸哪座城市嗎？”飛行員回答：“不知道?！薄澳敲茨阒擂Z炸的是什么目標(biāo)嗎？”“不知道?！薄澳悄阍趺慈マZ炸呢”“容易，上級(jí)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，跟玩游戲沒(méi)啥兩樣?！闭f(shuō)說(shuō)GPS主要優(yōu)點(diǎn)GPS主要優(yōu)點(diǎn)：(1)全球,全天候工作

(2)實(shí)時(shí)性,能提供連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維位置、速度和精密時(shí)間，不受天氣的影響。（3）高精度（4）自動(dòng)測(cè)量（5）應(yīng)用廣泛、多功能GPS最初是為軍事應(yīng)用而建立的，至今仍然由美國(guó)國(guó)防部控制。結(jié)合所學(xué)知識(shí)完成下題。1.GPS系統(tǒng)是哪些技術(shù)的結(jié)晶（）①航空航天技術(shù) ②無(wú)線電通信技術(shù)③計(jì)算機(jī)技術(shù)④基因工程A.①②④ B.①③④ C.②③④ D.①②③2.配備GPS接收機(jī)的美國(guó)士兵隨時(shí)都可獲得工作衛(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伊軍士兵位置A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④DB課堂鞏固它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)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。二、全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用應(yīng)用原理：

定位導(dǎo)航（衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的數(shù)據(jù)參數(shù)和時(shí)間信息，用戶接收到這些信息后經(jīng)過(guò)計(jì)算，求出接收機(jī)的三維位置、三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。）GPS系統(tǒng)的應(yīng)用范例

(1)當(dāng)奔馳的車輛行駛在車流熙攘的高速公路上時(shí)，司機(jī)啟動(dòng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，就可悠然自得地讀書(shū)看報(bào)。車輛能自動(dòng)與前車保持距離，自動(dòng)剎車或超車，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠精確到厘米。在不打攪車內(nèi)乘客讀書(shū)看報(bào)的情況下，它能自動(dòng)選擇一條能避免堵塞的道路前進(jìn)。到達(dá)目的地后它會(huì)自動(dòng)報(bào)告：“您已到達(dá)?！边@些聽(tīng)起來(lái)猶如神話，其實(shí)它都依賴于來(lái)自太空的信號(hào)。這種高度精確的太空信號(hào)就是由比GPS更先進(jìn)的歐洲“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的。(2)汽車安裝上GPS接收機(jī)，不僅能利用電子地圖知道自己的方位和其他街區(qū)的車輛行駛狀況，從而繞開(kāi)堵車地區(qū)，選擇最便利的路線行駛，還能在遇到劫匪報(bào)警時(shí)向警方提供自己精確的所在位置，使警方盡快趕+到．據(jù)介紹：日本90％的機(jī)動(dòng)車都安裝有GPS接收機(jī)。(3)GPS電子站牌現(xiàn)身上海街頭:下一輛車離本站還有1.2千米,約3分鐘內(nèi)到達(dá).上海的許多出租車上裝備了GPS系統(tǒng).公司可以根據(jù)GPS對(duì)出租車定位,并提供無(wú)線電聯(lián)系以及電子地圖二、GPS與定位導(dǎo)航GPS應(yīng)用軍事:導(dǎo)彈的飛行、飛機(jī)的導(dǎo)航、精確打擊的實(shí)現(xiàn)測(cè)繪：有哪些優(yōu)勢(shì)？有哪些具體應(yīng)用領(lǐng)域？交通：關(guān)鍵是導(dǎo)航救援：關(guān)鍵是定位農(nóng)業(yè)：什么是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作？其優(yōu)勢(shì)在哪里？娛樂(lè)旅游

當(dāng)你外出旅游或者野外探險(xiǎn)的時(shí)候，為了不迷失方向，請(qǐng)問(wèn)你通常用哪些方法來(lái)辨別方向或確定你所在的位置？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(duì)森林火災(zāi)周邊測(cè)量，尋找水源和測(cè)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(cè)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)間信息信息接收信息發(fā)射應(yīng)用領(lǐng)域通過(guò)車載GPS可以在屏幕上及時(shí)查看車輛所在的經(jīng)緯度、運(yùn)行軌跡、速度、行進(jìn)方向車載電臺(tái)把定位信息發(fā)給監(jiān)控中心，在電子地圖上顯示出來(lái)，可對(duì)車輛進(jìn)行調(diào)度指揮城市公共汽車調(diào)度管理，旅游區(qū)車輛報(bào)警與調(diào)度，海關(guān)、公安、海防等部門對(duì)車輛的調(diào)度與監(jiān)控1、車載GPS的功用使裝有GPS的出租車配備合理，能最大程度的滿足乘客的要求，從而減少了空載率，降低能源消耗，節(jié)省運(yùn)行成本，并使行車、乘車安全系數(shù)大大提高等功能。應(yīng)用類型應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用作用向用戶提供船舶的位置、航速、航向、時(shí)間信息、海圖、海跡顯示避免船只沖撞，確保航行安全現(xiàn)在很難想象那艘船舶不裝備GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和設(shè)備

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3、航空應(yīng)用空域航路、著陸、機(jī)場(chǎng)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2、航海應(yīng)用“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)獨(dú)立發(fā)展、自主運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，同時(shí)也是國(guó)家正在建設(shè)的重要空間信息基礎(chǔ)設(shè)施?！氨倍贰毕到y(tǒng)的建設(shè)，促進(jìn)了全球衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的合作發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BDSBeiDouNavigationSatelliteSystem可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒,授時(shí)精度10納秒,.“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成，空間端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站，用戶端由北斗用戶終端以及與美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、歐洲GALILEO等其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端組成。①短報(bào)文通信：

北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報(bào)文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個(gè)漢字的短報(bào)文信息?？梢赃_(dá)到一次傳送達(dá)120個(gè)漢字的信息。在遠(yuǎn)洋航行中有重要的應(yīng)用價(jià)值。它同時(shí)具備定位與通訊功能，不需要其他通訊系統(tǒng)支持。而GPS只能定位。②精密授時(shí)：

北斗系統(tǒng)具有精密授時(shí)功能，可向用戶提供20ns-100ns時(shí)間同步精度。四大功能③精密授時(shí)

精度達(dá)20納秒。④系統(tǒng)容納的最大用戶數(shù)：540000戶/小時(shí)。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃，按照“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，2012年左右，系統(tǒng)將首先具備覆蓋亞太地區(qū)的定位、導(dǎo)航和授時(shí)以及短報(bào)文通信服務(wù)能力；2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。可以說(shuō)，未來(lái)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，將打破國(guó)外對(duì)我國(guó)技術(shù)的壟斷和限制，尤其在軍事領(lǐng)域擁有自主權(quán)，將在國(guó)家安全防護(hù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)中發(fā)揮更重要的作用。經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展和建設(shè)，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已在我國(guó)的測(cè)繪、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、電信、水利、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和國(guó)家安全等諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益