3.3全球定位系统及其应用
全球定位系统及其应用综述
全球定位系统及其应用综述Global Positioning System (GPS) is a satellite-based navigation system that enables users to determine their precise location on Earth. Developed and maintained by the United States government, GPS has revolutionized various fields such as transportation, mapping, and surveying. It works by using a network of satellites orbiting the Earth, which transmit signals that are received by GPS receivers on Earth. These signals allow the receivers to calculate their position, speed, and direction with high accuracy.全球定位系统（GPS）是一种基于卫星的导航系统，使用户能够确定自己在地球上的精确位置。
该系统由美国政府开发和维护，在交通、地图绘制和测量等领域引发了革命性变革。
GPS通过一组围绕地球运行的卫星网络来工作，这些卫星发送信号，由地球上的GPS接收器接收。
这些信号使接收器能够高精度地计算其位置、速度和方向。
The applications of GPS are vast and diverse. In the field of transportation, GPS is widely used in navigation systems for cars, trucks, and other vehicles. It helps drivers find their way to destinations, avoid traffic jams, and optimize their routes. Additionally, GPS is used in fleet management systems to track and monitor the location of vehicles in real-time, improving operational efficiency.GPS的应用广泛且多样。
PPT课件 高中地理 3.3 全球定位系统及其运用
20世纪80年代，苏联也建立了 自己的卫星定位导航。目前，欧洲 也在建立自己的卫星定位导航系统， 称为“伽利略计划”。而我国也成 功地研制了“北斗导航系统”，并 投入运营，这标志着中国在这一领 域也已经处于世界先进水平。
北 斗 卫 星 导 航 系 统 示 意 图
“北斗”卫星的战略运用
1.组成：包括三大部分 空间部分、地面控制部分、用户设备部分
液晶显示，导 不需要地面 航画面清晰， 设备，只要 配有背景灯， 收到卫星信 方便夜间操作，号，就能快 功能齐全 速定位，不 受天气、行 政区域的限 制
空间部分
为了减少误差，一般要求4颗卫星， 用于定位的4颗卫星称为定位星座。
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各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55º ，轨道平面间距60º 。
问题探讨: 按照理论,我们知道要保证地面各点能 接收到信息只要3颗卫星就可以了,为什么我 们要用4颗卫星呢? 当GPS收到3颗卫星的信号，它只能 计算出2维坐标：经度和纬度，这时它可 能还会显示高度数据，但这数据是无效的。 当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时， 它能计算出本地的3维坐标：经度、纬度、 高度。
一、全球定位系统
（1）全球定位系统的组成 （2）全球定位系统的的基本原理 二、全球定位系统与定位导航
一、全球定位系统(GPS) Global positioning system 1.概念：具有海陆空进行全方位、实时三维导航与
定位功能的新一带卫星导航与定位系统。@
通俗地说：
利用卫星， 在全球范围 内适时进行 导航、定位 的系统
全球定位系统是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年， 耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行 全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 目前的全球覆盖率为98%。 在美国,GPS全球卫星定位技术与 “阿波罗”飞船登月,航天飞机升空,共同给列为20世纪“三大 航天工程” 它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。
3S技术的应用与发展前景分析
3S技术的应用与发展前景分析1 引言3S是地理信息系统、遥感和全球定位系统3个名称的英文缩写，是GIS、RS、GPS这3项相互独命、而在应用上又密切关联的高新技术的简略统称。
3S 技术的集成是当前测绘技術、摄影测量和遥感技术、地图制图技术、图形图像技术、地理信息技术、计算机技术、专家系统和定位技术及数据通讯技术的结合与综合应用。
1.1GIS地理信息系统（GIS）是在计算机软件和硬件支持下，以一定格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统，具有数据输入、存储、编辑、操作运算、数据查询检索、应用分析、数据显示及结果输出、数据更新等基本功能，具有标准化、数字化和多维结构等基本特点，是综合处理与分析多源时空数据的理想平台，是空间信息的"大管家"和公共的地理定位基础。
1.2 RS遥感（RS）利用飞机、卫星等空间平台上的传感器（包括可见光、红外、微波、激光等传感器），从空中远距离对地面进行观测，根据目标反射或辐射的电磁波，经过校门、变换、图像增强和识别分类等处理，快速地获取大范围地物特征和周边环境信息，获得实时、形象化、不同分辨率的遥感图像具有探测范围大、资料新颖、成图速度快、收集资料方便等特点，遥感图像具有真实性、直观性、实时性等优点。
1.3 GPS全球定位系统（GPS）是一种同时接收来自多个卫星的电波信号，以卫星为基准求出接收点位置的技术，由空间卫星（均匀分布在6个轨道平面的24颗卫星）、地面监控站和用户接收机下部分组成具有定位精度高、观测时间短、无需通视、操作简便、全天候作收等特点，不仅可以用于测量、导航，还可用于测速、测时等，提供野外基础测绘的数据。
2 3S技术在国内外的发展与应用现状2.1 3S技术国外应用现状美国已经开发出应用于森林资源调查的"3S"技术，加拿大，日本、印度等国家，在大约25分钟内可以利用前一天接收到的MSS 和TM 图像数据，按照同一指标体系和图例输出整幅的1∶20 万和1∶50 万土地利用/ 土地覆盖图。
GPS原理及其应用
GPS 在陆地自主车和半自主遥控 靶车定位上的应用
• GPS系统具有定位精度高、全天候、实时性、测 站无须通视、使用方便等优点，并且所有成果均 通过数据来实现，便于数字化管理，所以GPS 已 被广泛用于社会生活的各个领域，如工程、交通、 气象、国防、水利、环报、安全保卫、定时等。 我国从80 年代起开始引进GPS接收机极其技术， 目前，GPS也在我国得到了全面广泛地应用。下 面简要介绍GPS 定位系统在陆地自主车和半自主 遥控靶车项目中应用。
4.1 GPS 在陆地自主车项目中的应用
• 移动式机器人是一种能够在各种环境中自主或半 自主移动的智能机器人，在路径跟踪控制过程中， 路径点的获取就是由GPS 定位系统提供的，由于 跟踪精度较高，采用差分GPS 接收方法，精度可 达到0.5m。
4.2 GPS 在制导导弹遥控靶车上的应用
• 遥控靶车是半自主机器人，GPS定位系统的作用 是在遥控状态或遥控示教再现状态下保证靶车不 超过预定的边界。因此其精度可以很低，采用单 接收机。
3.3 C/A 码
• C/A 码是用于跟踪、锁定和测量的伪随机码。它 是由m 序列优选对组合码形成的Gold码(G码)。G 码是由两个长度相等而互相关极大值最小的m序 列码逐位进行模2相加构成的。改变产生它的两个 m序列的相对相位，就可以得到不同的码。对于 长度为N=2n-1的m 序列每两个码可以产生N个G。 码G码最主要的优点在于广泛用于多址通信。这 是GPS采用G码作为C/A 码的主要原因。
• 因为P码的码长为6.19X1012 ，所以在不知道P码 结构的情况下，是无法捕获P码。由于在试验期间， 某些厂家已经掌握捕获P码的技术，产出P码接收 机，因此美国国防部又实行了AS政策，即在P码上 又增加了极度保密的W码，且绝对禁止非特许用户 使用。P码的码元宽度为0.098us,相当于29.3m。 若两个序列的码元测量误差为码宽的1/10 1/20 … 1/100，此时相应的测距误差为2.93 ---0.293m，为 C/A 码测距误差的1/10。故称C/A 码为粗测码P码 为精测码。
2022届高考地理总复习第三章地理信息技术的应用第三节全球定位系统及其应用课后达标检测湘教版必修3
第三节全球定位系统及其应用1．全球定位系统简称( )A．RS B．GDPC．GIS D．GPS答案：D2．目前GPS导航应用的最大用户是( )A．军事部门B．工业部门C．航海部门D．工程建设部门答案：C3．全球定位系统不大会应用于( )A．人口普查B．大地测量C．农业监控D．生态研究答案：A4．以下不．属于全球定位系统的特点的是( )A．精确度较小B．高精度C．自动测量D．全天候答案：A5．全球定位系统的功能描述错误的选项是( )A．可以获得某点的经纬度B．可以判断两点间的方位C．能够获得某点的海拔D．不能用于飞机导航答案：D北约部队一架F－117A隐形战斗机被南联盟防空部队击落，飞行员跳伞后在脚触地的一刹那，通过手持式信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约指挥所后，美军立即安排了救援行动。
6小时后，一架MH－60C搜索与救援直升机降落在飞行员面前，而后平安返回基地。
据此答复6～7题。
6．飞行员发出的呼救信号是( )A．GIS系统信号B．GPS系统信号C．RS系统信号D．电视信号答案：B7．北约轰炸科索沃地区时，可利用如下哪种技术系统对目标准确进行轰炸( )A．GIS系统信号B．GPS系统信号C．RS系统信号D．电视信号答案：B以下图是我国自行研制开发的卫星导航系统——北斗卫星导航系统工作原理示意图。
据图答复8～9题。
8．北斗卫星导航系统的用途是( )①为用户提供实时的空间位置②为交通运输的调度指挥提供移动数据③效劳于资源调查、动态监测和有关部门的规划决策④为用户提供各种分类信息的查询A．①②B．①③C．①④D．②④答案：A9．以下不．属于北斗卫星导航系统组成局部的是( )①GPS信号接收机②北斗卫星③传感器④车载移动A．①②B．①③C．①④ D．③④答案：D精准农业是在现代信息技术、作物栽培管理技术和农业工程装备技术等根底上开展起来的一种现代农业生产形式和管理模式，其核心思想是获取农田小区域生产的环境因素，分析原因，采取有效措施，高效地利用各种农业资源，取得经济效益和环境效益。
全球定位系统及其应用
由于大气条件、卫星轨道和时钟误差等因素的影响，GPS定 位可能会受到一定程度的干扰，影响定位的稳定性。
05 GPS的未来发展
增强型定位技术
增强型定位技术是指利用多种传感器 和信号源来提高定位精度和可靠性的 技术。例如，通过结合GPS、 GLONASS、Galileo等不同卫星导航 系统的信号，可以实现更精确的定位。 此外，利用地面基站、Wi-Fi、蓝牙 等无线信号也可以辅助GPS定位，提 高定位精度和可靠性。
特点
全球覆盖、高精度、实时性、自动化、多功能性等。
GPS的发展历程
1958年
美国海军开始研发子午 仪卫星系统，作为远程 武器的精确制导工具。
1964年
子午仪卫星系统正式投 入使用，主要用于军事
和民用导航。
1973年
美国国防部将子午仪卫 星系统改进为全球定位
系统（GPS）。
1995年
GPS全面建成，并向全 世界提供无偿服务。
全球定位系统及其应用
contents
目录
• 全球定位系统概述 • GPS的工作原理 • GPS的应用领域 • GPS的限制与挑战 • GPS的未来发展
01 全球定位系统概述
定义与特点
定义
全球定位系统（GPS）是一种基于空间的无线电导航系统，利用导航卫星提供的位置和时间信息，实现对地球表 面和近地空间的任何地点进行高精度、连续、实时的导航和定位服务。
高速移动
在高速移动环境下，如车辆、飞机等 ，GPS信号的接收和处理受到多普勒 效应的影响，可能导致定位误差增大 。
动态环境中的多径效应
由于周围环境的快速变化，如建筑物 、树木等，GPS信号可能发生反射、 折射和散射，产生多径效应，影响定 位精度。
GPS测量技术及其在工程测量中的应用
GPS测量技术及其在工程测量中的应用1. 引言1.1 GPS测量技术及其在工程测量中的应用GPS测量技术是一种基于全球定位系统的技术，在工程测量中起着至关重要的作用。
通过利用卫星信号和地面接收器，GPS测量技术可以实现高精度的位置和时间信息获取。
在工程测量中，GPS技术可以用于测量建筑物、土地、道路等各种工程项目，为工程规划、设计和施工提供了准确的空间数据支持。
GPS测量技术的原理是基于卫星定位系统，通过接收来自多颗卫星的信号，测量接收器与卫星之间的距离，从而确定接收器的位置。
在工程测量中，GPS技术可以实现快速、准确的数据采集，极大地提高了工程测量的效率和精度。
例如，在建筑测量中，GPS技术可以用于确定建筑物的位置、高度和结构；在土地测量中，可以用于测量土地的边界、面积和地形；在道路测量中，可以用于测量道路的线路、坡度和曲率。
通过结合GPS技术，工程测量可以更加精准和可靠。
总的来说，GPS测量技术在工程测量中扮演着重要的角色，为工程项目的规划、设计和施工提供了关键的数据支持。
随着技术的不断发展，GPS测量技术将在工程领域发挥更加重要的作用，未来的应用前景将更加广阔。
2. 正文2.1 GPS测量技术的原理GPS测量技术的原理主要基于卫星定位原理。
GPS系统是由24颗卫星组成的卫星星座，这些卫星分布在地球轨道上，每颗卫星都携带有高精度的原子钟。
通过接收这些卫星发射的信号，并计算信号传播时间，可以确定接收器与卫星的距离。
GPS测量的原理可以简单描述为三角定位法。
接收器接收到至少3颗卫星的信号，通过测量信号的传播时间和卫星位置信息，可以确定接收器和卫星之间的距离。
利用3个卫星可以确定接收器在地球上的位置，而4个以上的卫星可以提供更精确的定位信息。
除了距离测量外，还需要考虑钟差、大气延迟等误差对测量结果的影响。
通过对多颗卫星信号的接收及数据处理，可以消除或校正这些误差，提高测量的精度和准确性。
GPS测量技术的原理基于卫星定位原理，通过测量卫星信号的传播时间和位置信息，确定接收器在地球上的位置，从而实现精准的定位和测量。
3.3-全球定位系统及其应用
3. GPS系统是哪些技术的结晶（ D ） ①航空航天技术 ②无线电通信技术 ③计算机技术 ④基因工程 A. ①②④ B. ①③④ C. ②③④ D. ①②③
5、农业方面
（2）在林业管理方面的应用 GPS技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐木材 面积，确定原始森林、道路位置， 对森林火灾周边测量， 寻找水源和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要的 作用。 在森林中进行常规测量相当困难，而GPS定位技 术可以发挥它的优越性，精确测定森林位置 和面积，绘 制精确的森林分布图。 （3）GPS技术用于森林防火 它是在飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机， 使用这些机载设备来确定火灾位置，并迅速向地面站报告。
案例：2005年8月10日傍晚六点左右，飞达GPS监控中心接到要求查 询粤S4HXXX车辆位置的电话，原来驾驶该车辆的赵先生当天下午 被一伙歹徒劫持了，这伙歹徒打电话给赵先生的亲人勒索金钱，飞 达监控中心迅速查出该车辆停放在惠州市惠环镇离莞惠公路约100 米的地方，并将情况通知了公司的负责人。傍晚七点半，飞达公司 人员到达现场，利用先进的专用设备，很快发现该车辆，为了不打 草惊蛇，指示监控中心将车辆断油断电。后来，在当地警察的大力 追捕下，将一名探听虚实的贼抓获。警察根据他提供的指示很快找 回了被劫持了的赵先生，人和车都完好无损。经审讯，该团伙共有 八人，专门伺机对东莞的车主进行绑架勒索，已多次作案，想不到 这次栽在卫星定位手里。
农业、气象、土地管理、金融、 测绘、救援、公安等。
1.GPS在军事上 的应用
军事是GPS技术最 早的应用领域,主要是 为各种军事活动提供定 位导航.在现代战争中， 不仅陆、海、空三军， 而且许多高科技武器弹 药等，也都开始采用 GPS技术进行定位导航。
全球定位系统(GPS)及其应用
第二节 GPS系统的构成
一、空间部分 （GPS卫星） 二、地面控制部分 （GPS监控站） 三、用户设备部分（ GPS应用软件等）
一、空间部分 （GPS卫星）
GPS系统目前共有24颗卫星（其中21颗 为工作卫星，其他3颗为备用卫星）分布 在6条固定的轨道上，绕地球运行。 每颗卫星以12h为周期，卫星向地面发 射两个波段的载波信号,连续向地面发送 关于时间和自身位置的精确信息。
其次，也为民用、商用提供定位、导航、测速、 授时等数据服务。
GPS 是一个高精度、全天候和全球性的无线电 导航、定位和授时的多功能系统（如卫星上安 置的原子钟可以精确测时），现已发展成为多 领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新 技术产业。 各民用机构和国家纷纷采用措施提高 GPS 应用 的可靠性和定位精度。一方面建立独立的 GPS 卫星测轨系统；另一方面建立独立的卫星定位 系统。
四、中国北斗导航定位系统
我国自行研制了导航定位系统－北斗导航系统， 该系统的三颗卫星，北斗导航试验卫星1a，1b， 1c 到 2003 年 5 月 25 日都已经发射升空，系统在 2001年底开通运行。 在我国 GPS 的开发研究与应用不断在深化和广 化。特别是建立了全国永久性 GPS 跟踪网和相 应的通讯网络和数据处理设施。 GPS 接收机制造与生产也从无到有，工艺水平 也不断在提高，价格大大地低于进口的同类产
此外，GPS卫星还要接收和存储地面控制 站发送的导航信息，执行监控站的监控 指令，不断调整卫星姿态及在轨信息， 保证卫星按预定的轨道运行，通过原子 钟提供精密的时间标准。
二、地面控制部分
（GPS监控站）
地面监控系统是为了测量和调整卫星的工作状 态而设置的。
地面监控系统包括1个主控站、3个注入站和5 个监测站，分布在美国本土和其他国外空军基 地。 整个 GPS 地面监控部分，除主控站外均无人值 守。各站间用现代化的通讯系统联系起来，在 原子钟和计算机的驱动和精确控制下，各项工 作实现了高度的自动化和标准化。
3.3 地图与卫星导航系统的应用 课件(共40张PPT) 七年级地理上学期商务星球版(2024)
➢ 金华市防汛系统
卫星导航系 统及其应用
全球卫星导航系统
全球卫星导航系统是一种利用卫星在全球范围内 进行实时定位、导航的地理信 息系统。
拓展阅读
北斗卫星导航系统
2023年5月17日，我国成功发射第五十六颗北斗导航卫星。该系列卫星属地球静止轨道卫星。静止 轨道卫星是运行于地球赤道平面上的地球同步卫星，其运行方向、运行周期与地球自转相同。下图为 地球静止轨道卫星示意图。读图，完成下面小题。
6．北斗导航系统在电子地图中广泛应用。电子 地图的优点是（ ） ①可随意调节图幅面积 ②可随意改变比例尺的大小 ③能实时查看位置信息 ④可快速规划出行最佳路线 A.①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
实践活动
我能够分析 该地区的 地 表形态特征
我知道了这 个地区的河 湖分布状况
通过地图上各种 要素的阅读分析， 我可以了解该地 区各地理要素之
间的联系。
我了解该 地区的区 域范围
慧眼是地图
我看到了该
地区的海陆 分布状况
我还能够大致 推测出该地区 的气候状况
通过阅读图例。 我可以识别地 图上的地理事
课堂小练
清明假期，宁宁一家前往黄山景区游览。读黄山景区导览简图，完成下面小题。
1．宁宁到达黄山景区后，利用手机查找景区导
览图信息，若将手机地图放．显示内容更简略
C．表示范围更小 D．比例尺变小
解析：手机地图放大，图幅不变，比例尺变大，表示范围更小，显示内容更详细，C正确，ABD 错误。故选C。
第三章 地图与地理信息技术
精品高中地理第三章地理信息技术应用第3节全球定位系统及其应用学案
【最新】2019年高中地理第三章地理信息技术应用第3节全球定位系统及其应用学案1．了解全球定位系统的概念、组成、发展历程、基本原理。
2．理解全球定位系统在定位导航中的广泛应用。
(重点、难点)3．培养学生的科学素养，激发学生探索科学的欲望。
[基础·初探]教材整理1 全球定位系统阅读教材P95～P99图文资料，完成下列问题：1．概念具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。
2．组成(1)空间星座：由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成。
要获得准确的三维信息(经度、纬度和高程)，必须接收到4颗GPS卫星的信号。
(2)地面控制系统：包括1个主控站、3个注入站和5个监控站。
(3)用户系统(接收设备)：①组成：包括接收机硬件、GPS数据处理软件等。
GPS接收机正误判断：(1)空间星座、用户系统、地面监控系统、传感器是全球定位系统的组成部分。
( )(2)在对我国西部一些地区进行科考时，使用全球定位系统，其优点主要是通过全球定位系统可以随时读取各种信息资料。
( )【提示】(1)×全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即空间星座、地面监控系统和用户系统。
(2)×能够连续不断地为用户提供准确的三维坐标、时间等信息。
教材整理2 全球定位系统与定位导航阅读教材P99～P102图文资料，完成下列问题：1．定位精度(1)静态导航定位：厘米级甚至毫米级精度。
(2)动态定位：达到1米以内精度。
(3)速度测量：达到厘米级精度。
(4)时间测量：毫微秒级精度。
2．应用(1)交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。
(2)监测地壳的微小移动，帮助预报地震。
(3)与GIS、RS结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务。
正误判断：(1)物流公司建立物流GPS网络平台，当货主交付货物后，物流公司将GPS设备与货物捆绑运输，并提供给货主提货单和GPS网络查询密码。
3.3《地图与卫星导航系统的应用》-2024-2025七年级上册同步精品课件(商务星球版2024)
学习技能
活动：怎么有效阅读地图
思考分析：阅读澳大利亚地形图，和大家分享一下你能从地图上得到什么有效信息？
可以知道该区域的 河流和湖泊分布
可以看到澳大利亚的 区域范围
可以看到该区域的 的地势特征
可以看到该区域的海 陆分布状况
part 02 数 字 地 图 的 应 用
数字地图的应用
数字地图的产生和应用
实时导航 快速定位 精确授时 位置报告
学习技能
认识北斗卫星
北斗系统投入使用以来，已在交通运 输、农林渔业、水文监测、气象测报、通 信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全 等领城得到广泛应用，服务国家重要基础 设施，产生了显著的经济效益和社会效益。
提供全天候的三维标、速度以及时间信息
地图与卫星导航系统的应用
课堂巩固练习
课堂练习检测
2023年5月17日，我国成功发射第五十六颗北斗导航卫星。该系列卫星属地球静 止轨道卫星。下图为地球静止轨道卫星示意图。读图，完成下面小题。
1．2022年10月16日，中国共产党第二十次全国代表大会
在北京人民大会堂开幕。参会人员利用手机地图（北斗车道级导航）查询乘车路可将地图分为纸质地图、数字地图等
普通地图
专题地图
中国主要河流分布图
中国人口分布图
学习技能 活动：怎么选择合适的地图
情景设置：在日常生活中，我们可以根据不同的需要选择适宜的地图，请你说说 选择地图的时候应该考虑什么因素？
明确需求，旅游、导航还是其他目的 根据需求选择适合的地图类型 考虑地图的详细程度和比例尺 确保选择的地图是最新版本
利用数字地图可实现对某种灾害过程的 动态监测，并将这些信息与河湖、居民点、 道路、桥梁等信息进行叠加分析，从而实现 对灾害全过程报和预警。
高中地理必修三课件全球定位系统及其应用
运行监控
对列车进行实时监控，确保列车按照预定路线和时间表运行。
调度调整
根据列车位置和运行状态，合理调整列车运行顺序和时间，优化 运输效率。
05
全球定位系统在农业 领域的应用
精准农业实施策略
土壤养分管理
利用GPS定位技术，精确获取土壤养分分布数据，为精准施肥提供 依据。
系统组成
北斗系统由空间段、地面段和用 户段三部分组成，包括多颗卫星
、地面控制中心和用户终端。
服务特点
北斗系统提供全天候、全天时、高 精度的定位、导航和授时服务，同 时具备短报文通信能力。
应用领域
北斗系统已广泛应用于交通运输、 公共安全、海洋渔业、水文监测、 气象预报等领域。
03
全球定位系统在地理 信息系统中的应用
大气污染监测与治理效果评估
1 2
利用GPS技术定位污染源
结合遥感数据和地面监测站，快速准确地找到大 气污染物的排放源头。
实时监测空气质量
通过GPS定位布设的监测点，实时获取各区域的 空气质量数据，为污染预警和治理提供依据。
3ห้องสมุดไป่ตู้
治理效果评估
对比治理前后的空气质量数据，结合GPS定位信 息，评估治理措施的有效性和针对性。
结合GIS软件，对空间数据进行 可视化展示、空间分析和数据 挖掘，为决策提供支持。
导航与路径规划
利用GPS提供实时定 位服务，为车辆、行 人等提供导航服务。
提供实时交通信息播 报、语音提示等功能 ，提高驾驶安全性和 便利性。
结合电子地图和实时 交通信息，规划最佳 行驶路径，避开拥堵 路段。
灾害监测与应急响应
俄罗斯GLONASS系统
浅谈全球定位系统及其应用
近 海 海 域 ，采用 在 岸 上或 岛屿 ｈ 殳 基 准 站 ，船 安 置ＧＰ 接 收 机 ，采 立 Ｓ 用差分技术或动态相对定位技术确定船位 ，从而进行 高精度海 卜 定位。
伞球定位系统能够保 证在任意时刻 ， 地球 ｔ 任意一点 都可 以同时 观测到４ 颗卫 ，以保证卫 星可 以采集到该观测点 的经纬度和高度 ，以 便实现导航 、定位 、授时等功能。ＧＰ 可以用来引导飞机 、船舶 、车辆 Ｓ 等 ，安全 、准确地沿着选定的路线 ，准时到达 目的地 １ Ｐ 系统组成 。ＧＰ 系统包括 三大部分 ：空间部分一 Ｇ Ｓ ）Ｇ Ｓ Ｓ Ｐ 卫星 星座 ；地面控制部分——地面监控 系统 ；用户设备部分一 Ｇ Ｓ Ｐ 信号接 收机 。①Ｇ ｓ Ｐ 卫星星座。由２颗工作卫星和三颗在轨备用卫星组成Ｇ Ｓ ｌ Ｐ 卫 星星座。②地面嗡控系统。主要包括一个主控站 ，ｊ个注入站和五个监 三 测站。＠ＧＰ 信号接收机 。能够捕获到一定卫 星高度截止角所选择的待 Ｓ 测卫星的信号 ，并跟踪其运行 ，对所接收到的Ｇ Ｓ Ｐ 信号进行处理 ，实地 算 出测 站 的三 维 坐标 。 ２） Ｐ 基本思想。依据测距 的原理 ，其定位原理与方法主要有伪距 Ｇｓ 法定位 、载波相位定位和差分Ｇ Ｓ Ｐ 定位。用户用Ｇ Ｓ Ｐ 接收机在某一日 刻同 寸 时接收三颗 上的ＧＰ 卫星信 号，测量出测站点 （ Ｓ 接收机天线中心 ）Ｐ 至 三颗以上ＧＰ卫星的距离并解算 出该时刻Ｇ ｓｌ星的空间坐标 ，据此利用 Ｓ Ｐ 【 』 距 离 交 会法 解算 出测 站Ｐ 的位 置 。 ３）Ｇ Ｓ 统 的 特 点 ：① 全 天 候 作 业 。 Ｇ Ｓ 星 数 目众 多 ，均 匀 分 Ｐ系 Ｐ卫 布 ，能够保证在地球 表面任何地点 、任何 时间都可 同步观测到至少４ 颗 卫星 ，不受天气状 况的影响 ，保证 了全 天候的实时导航与 定位 ；②测 站间不要求通视 。Ｇ Ｓ ｔ Ｐ ￣ 量不需要测站间相互通视 ，可依据实 际需要选 ｊ 点 ，使选点工作变得灵活方便 ； ③操作简单 。随着Ｇ Ｓ Ｐ 接收机 的自动化 程度不断提高，Ｇ Ｓ Ｐ 接收 机已趋小型化和操作傻瓜化 ，观测人 员只需进 行对 中、整平等简单操作 ，打开 电源 即可进行 自动观测 ，利用数据 处 理软件对数据进行处理 即求得测点３ 维坐标。埘其它观测工作如卫 星的 捕获、跟踪观测等均由仪器 自 动完成 ；④ 可提供准确的三维坐标 。Ｇ Ｓ Ｐ 系统可精确测定测站点的平面坐标 ，同时也可精确测定观测点的大地高 程，这在航空摄影等学科 的发展中起到了重要作用 。
湘教版 必修三 第三章 第三节 全球定位系统及其应用 学案 Word版含答案
全球定位系统及其应用[学习目标定位]1.了解全球定位系统的概念、组成。
2.能举例说明全球定位系统在定位导航中的作用。
一、全球定位系统 自主预习1．概念：具有在海、陆、空进行全方位、实时①三维导航与②定位功能的新一代卫星导航与定位系统。
2．组成 (1)空间星座：由③21颗工作卫星、3颗备用卫星组成。
要获得运动的点的准确的三维信息，必须接收到④4颗GPS 卫星的信号。
(2)地面控制系统：包括1个⑤主控站、3个注入站和5个监控站。
(3)用户系统(接收设备)a ．组成：包括接收机硬件、⑥GPS 数据处理软件等。
b.接收机类型⎩⎪⎨⎪⎧ 导航型接收机：用于⑦运动载体导航，实时给出 载体的位置和速度测地型接收机：用于精密⑧大地测量和精密工 程测量，定位精度高授时接收机：利用GPS 卫星提供的⑨高精度时间 标准进行授时，多用于天文台及无线电通讯3．思考教材P 97～98活动提出的问题。
合作探究读“GPS 卫星星座示意图”，回答下列问题。
(1)GPS 是________________的简称，是具有在海、陆、空进行________、________________与________功能的新一代卫星导航与定位系统。
(2)GPS 的空间星座由________颗工作卫星、________颗备用卫星组成，在全球的任何地方、任何时间都可监测到________颗以上的卫星。
在GPS 导航定位时，要想获得准确的三维信息，必须接收到________颗GPS 卫星的信号，它们被称为________________。
(3)全球定位系统可以提供哪些方面的信息？答案 (1)全球定位系统 全方位 实时三维导航 定位(2)21 3 4 4 定位星座(3)地球表面任何一点的经度、纬度、海拔高度和速度。
反思归纳 GPS 的组成和工作原理 练习巩固 读“GPS 卫星定位示意图”，完成下列问题。
(1)全球定位系统主要由空间星座、地面控制系统和用户系统三部分组成。
3.3全球定位系统及其应用
应用作用
2、航 、 海应用 P100
向用户提供船舶的位置、 向用户提供船舶的位置、 位置 避免船只冲撞，确保 避免船只冲撞， 航速、航向、时间信息、 航速、航向、时间信息、 航行安全现在很难想 海图、 海图、海迹显示 象那艘船舶不装备 GPS导航系统和设备 导航系统和设备 便于中心的跟踪、 把自己的位置和航向发 便于中心的跟踪、搜 寻和救援 送到航海管理中心
3.信息查询 信息查询
为用户提供主要物标，如旅游景点、 为用户提供主要物标，如旅游景点、 宾馆、医院等数据库， 宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地 图上根据需要进行查询。 图上根据需要进行查询。查询资料可以文 语言及图像的形式显示， 字、语言及图像的形式显示，并在电子地 图上显示其位置。同时， 图上显示其位置。同时，监测中心可以利 用监测控制台对区域内任意目标的所在位 置进行查询， 置进行查询，车辆信息将以数字形式在控 制中心的电子地图上显示出来。 制中心的电子地图上显示出来。
2.提供出行路线的规划和导航 提供出行路线的规划和导航
规划出行路线是汽车导航系统的一项重要辅助 功能，包括： 功能，包括： 自动线路规划：由驾驶员确定起点和终点， 自动线路规划：由驾驶员确定起点和终点，由 计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线， 计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线，包括 最快的路线、最简单的路线、 最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次 数最少的路线等。 数最少的路线等。 人工线路设计： 人工线路设计：由驾驶员根据自己的目的地设 计起点、终点和途经点等，自动建立线路库。 计起点、终点和途经点等，自动建立线路库。线路 规划完毕后， 规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计线 并同时显示汽车运行路径和运行方法。 路，并同时显示汽车运行路径和运行方法。
全球定位系统及其应用
全球定位系统及其应用全球定位系统技术（Global Positioning System, GPS）是一项由美国政府发起并投资建设起来的卫星导航系统。
它使用一系列位置固定并按照特定轨道运行的卫星，可以对地球上任意一点进行精确的定位和测量。
GPS系统的应用非常广泛，既可以应用到民用领域，也可以用于军事领域，以及天文测量等领域。
本文将详细介绍GPS的工作原理、应用领域和发展前景。
一、 GPS的工作原理GPS系统可以通过接收卫星信号来确定一个设备在地球上的位置和时间。
这些卫星上携带着一些复杂的仪器，可以为接收器发送一些明确的反应信号，然后接收者分析这些反应信号并决定自身的位置。
GPS系统主要包括卫星、地面控制站和用户接收器三部分。
GPS卫星是一个运行于轨道上并带有多路载波发射机的设备。
每颗GPS卫星都带有一个独特的编码，它们通过数据库定期传输其卫星位置信息。
接收器从多颗卫星中接收信号，清楚地识别每个卫星的位置和时间，从而得出自身的位置。
地面控制站使用雷达来跟踪卫星，并确保所有卫星都在正确的位置上。
如果卫星有任何故障，地面站可以告知用户接收器和维护人员。
地面站也可以发送命令到卫星，包括更新其位置和时间。
用户接收器接收卫星广播并使用它们来计算接收器的位置、速度和时间。
GPS接收器将卫星信号传递到一个内置的计算机中，它计算所需的所有参数，包括位置、速度、加速度和高度。
二、 GPS的应用领域GPS系统的应用广泛，从军事到民用领域都有广泛的应用。
以下是GPS普遍应用的领域：1.导航：GPS最普遍的应用领域是导航，包括汽车导航、飞机导航、船舶导航等。
使用GPS功能的汽车导航设备可以使用全球卫星定位系统导航，该系统向用户提供交通更新，路况和预计到达时间等信息。
2.地图：地图公司收集卫星数据并使用它们来创建数字地图，这些地图可帮助人们在城市中导航，并支持远足和野外探险。
Google Maps等地图应用程序也使用GPS功能。
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3.3《全球定位系统及其应用》教案（2）（湘教版必修3）
教学目的：
1.了解GPS原理。
2.了解GPS在各个部门中的应用。
重点与难点：
GPS应用
教学过程：
地理信息技术是现代地理科学研究的主要技术手段之一，包括：GPS、RS、GIS，三者的结合即为数字地球。
[问题]你对GPS了解多少？
GPS定位原理是什么呢？[阅读]探索活动。
实际上三颗卫星即可实现定位，但为了提高精度，减少误差，一般要求四颗，用于定位的四颗卫星即为定位星座。
一、全球定位系统
1、介绍：GPS，美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
目前的全球覆盖率为98%，它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。
2、组成：
（1）空间部分：使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。
21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。
卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
（2）地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。
监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。
主控站设在范登堡空军基地。
主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和时钟改正值。
上行注入站也设在范登堡空军基地。
它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。
这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次。
（3）用户设备：GPS接收机。
P78和P80图。
二、GPS应用：
1、特点：全天候、高精度（民用码：利用差分技术，可以得到小于5米的精度）、自动测量、实时性。
2、功能：
（1）定位：
（2）导航：是一个技术门类的总称，它是引导飞机、船舶、以及个人安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地的一种手段。
导航的基本功能是回答三个问题：
我现在在哪里？我要去哪里？如何去？
3、具体应用：定位与导航。
[问题]你了解哪些应用？或者根据其定位与导航功能你能想到有哪些应用？
军事：1999年科索沃战争中大量使用。
后方司令部可通过全球定位系统，时刻掌握在前线的特种部队的位置。
队员一旦面临危险，
立刻派出救援部队，在空中待命的导弹输入数据，就可对敌方进行精度达10M的轰炸。
测绘：有哪些优势？有哪些具体应用领域？
交通：关键是导航
救援：关键是定位
农业：精准农业耕作：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？
娱乐：
案例研究：问题：反映了哪些用途？为什么能够粗准地飞行？
板书设计：
教后感：。