全球定位系统及其应用(课件)
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。
返回
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。
gps的原理及其应用
GPS的原理及其应用1. GPS的原理GPS（全球定位系统）是一种通过卫星定位来确定地球上任意位置的系统。
其原理基于距离测量和三角定位。
1.1 距离测量GPS系统中有24颗卫星，它们围绕地球运行并向地面发送精确的时间信号。
用户接收到来自多颗卫星的信号后，通过测量信号的传播时间来计算用户与卫星之间的距离。
1.2 三角定位GPS系统至少需要接收到三颗卫星的信号以确定用户的位置。
通过在三个卫星上的已知位置和与这些卫星之间的距离，可以通过三角计算方法来定位用户的位置。
更多的卫星信号可以提高定位的准确性。
2. GPS的应用2.1 航海和航空GPS在航海和航空领域具有广泛的应用。
航海员和飞行员可以通过GPS确定他们的位置、航向和速度，以便更好地导航和控制航行路径。
2.2 汽车导航现代汽车导航系统几乎都使用了GPS技术。
通过GPS定位，汽车导航系统可以提供实时的导航指引，包括行驶方向、转向提示和道路交通情况等信息，帮助驾驶员更安全、高效地到达目的地。
2.3 手持设备定位手机、平板电脑和手持式GPS设备都可以利用GPS技术来定位。
这使得用户可以随时随地获得自己的地理位置信息，并在地图上查找周边设施、规划路线等。
2.4 建筑和测量在建筑领域和土地测量中，GPS可以提供准确的位置信息。
这对于工程测量、土地勘测和建筑设计等方面非常重要。
2.5 军事应用军事部门是GPS技术最早应用的领域之一。
GPS系统为军队提供了高精度的导航、目标定位和时间同步等功能，对于军事行动的成功至关重要。
2.6 太空探索在太空探索中，GPS系统被用于监测和导航航天器。
它可以提供准确的时间参考和航向信息，帮助航天器在太空中定位和导航。
2.7 天气预报GPS系统中的卫星可以通过测量大气中水蒸汽的含量来提供天气预报所需的数据。
这些数据对于预测天气模式、监测气候变化非常有帮助。
3. 总结GPS通过距离测量和三角定位原理，可以提供准确的地理位置信息。
它在航海、航空、汽车导航、建筑测量等诸多领域有重要应用。
《GNSS原理及应用》PPT课件
星座
5GEO+5IGSO+4MEO （区域服务）
5GEO+3IGSO+27MEO （全球服务）
信号（实际发射）
主要是北斗系统第二阶段信号
主要是北斗系统第三阶段信号
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信号特征
北斗系统第二阶段信号
信号
B1(I) B1(Q) B2(I) B2(Q)
B37.14 1268.52
▪ 地点：美国克罗拉多州法尔孔空军基地。
▪ 跟踪站（5个）
▪ 作用：接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站。 ▪ 地点：夏威夷
▪ 注入站（3个）
▪ 作用：将导航电文注入GPS卫星。 ▪ 地点：阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太平
洋）。
1.3.3 GPS的系统组成— 用户设备部分
Galileo工作星 卫星) Galileo卫星组成的；这30
座
颗卫星均匀分布在3个轨道上， Galileo卫星的轨道高度是
23616km，轨道倾角为560。2005年
12月28日，发射了第一颗带激光
后向反射镜阵列(又称为激光反射
器)的试验卫星GIOVE-A 为了保
持Galileo卫星的现用频段，欧盟
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GLONASS现代化的发展计划
② 2010年12月开始研发第三代 GLONASS导航卫星，称之为GLONASS-K 卫星(如图5所示)；该新型卫星上拟 增设第三个导航定位信号；并将 GLONASS-K卫星的设计工作寿命增长 为10年。该种卫星是一颗基于非加压 平台建造的全新小型卫星，较之以前 所有的GLONASS卫星更加轻便，以致 发射成本较低廉。GLONASS-K卫星拟 增设的第三个导航定位信号的载波频 率为：1201.74~1208.51MHz。
GPS原理与应用PPT课件
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最近，越来越多普通消费者买得起的GPS接收器出 现了。随着技术的进步，这些设备的功能越来越完 善，几乎每月都有新的功能出现，但价格在下跌， 尺寸也越来越小了。
消费类GPS手持机的价格从几百元到几千元不等， 它们基本上都有12个并行通道和数据功能。有些甚 至能与便携电脑相连，可以上传/下载GPS信息，并 且使用精确到街道级的地图软件，可以在PC的屏幕 上实时跟踪你的位置或自动导航。
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6．信号干扰
要给予你一个很好的定位，GPS接收器需要至少 3～5颗卫星是可见的。如果你在峡谷中或者两边高 楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，你可能不 能与足够的卫星联系，从而无法定位或者只能得到 二维坐标。同样，如果你在一个建筑里面，你可能 无法更新你的位置，一些GPS接收器有单独的天线可 以贴在挡风玻璃上，或者一个外置天线可以放在车 顶上，这有助于你的接收器得到更多的卫星信号。
Colorado springs
5 5
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
9
3．GPS信号接收机 GPS 信号接收机的任务是：能够捕获到按
一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号， 并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号 进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从 卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星 所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位 置，甚至三维速度和时间。
在商业领域，消费类GPS主要用在勘测制图， 航空、航海导航，车辆追踪系统，移动计算机 和蜂窝电话平台等方面。
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勘测制图由一系列的定位系统组成，一般都要求 特殊的GPS设备。
在勘测方面的应用 有：结构和工程勘测、道路测 量和地质研究。收集到的数据可以以后再估算， 也可以在 野外实时使用。制图过程中使用大量的 GIS数据库的数据，还有纸质地图的数据。 许多 商业和政府机构使用GPS设备来跟踪他们的车辆 位置，这一般需要借助无线通信技术。一 些GPS 接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端
3.3 全球定位系统及其应用
知识点导航
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统应用
利用GPS进行大坝变形监测
目 录 面 板 开 关
知识点导航
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统应用
目 录 面 板 开 关
海湾战争中美军几乎所有的坦克、装甲车、飞机、 海湾战争中美军几乎所有的坦克、装甲车、飞机、 舰船、各级指挥部和陆军小分队都装备了GPS接收机， GPS接收机 舰船、各级指挥部和陆军小分队都装备了GPS接收机， 总数超过5万部。在轨的16 GPS卫星 每天可提供19 16颗 卫星， 19小 总数超过5万部。在轨的16颗GPS卫星，每天可提供19小 时的三维数据，精度10 16米 测速精度0 .1米 时的三维数据，精度10 ~ 16米，测速精度0 .1米 / 秒。 知识点导航
目 录 面 板 开 关
四、全球定位系统应用
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统应用
目 录 面 板 开 关
假设你是(士兵、导游、家长……) 假设你是 士兵、导游、家长 士兵
知识点导航
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统应用
当你外出旅游或者野外探险的时候， 当你外出旅游或者野外探险的时候，为 了不迷失方向， 了不迷失方向，请问你通常用哪些方法来辨 别方向或确定你所在的位置？ 别方向或确定你所在的位置？
知识点导航
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统
课堂巩固： 课堂巩固： 在沙漠中迷路时， 在沙漠中迷路时，可用哪种方式获知 自己所处的具体位置信息（ 自己所处的具体位置信息（ B ） GPS设备 A. 指南针 B. GPS设备 C. 遥感图像 D. 地形图 在海湾战争中， 在海湾战争中，美英联军的制导导弹 不受浓烟、沙尘的影响， 不受浓烟、沙尘的影响，是因为采取了 （B ） RS技术 GPS技术 A、RS技术 B、GPS技术 GIS技术 C、GIS技术 D、空间分析技术
第七章全球卫星定位导航技术(1)精品PPT课件
纬度
赤道
φ
南极
900 Z
绝对定位例子：天文纬度测量
R adar
(X 1,Y 1,Z 1) (X 0,Y 0,Z 0)
X X
x2 x1 cos sin
y
2
y
1
D
c
o
s
cos
z 2 z 1 s i n
相对定位的例子：目标的雷达定位
绝对定位
相对定位
7.1.3定位与导航的方法和技术
天文定位与导航技术 常规大地测量定位技术 惯性导航定位技术 无线电导航定位技术 卫星导航定位技术
7.1.5组合导航定位技术
20世纪70年代发展于航海、航空与航天等领域 可提高导航定位精度和可靠性 组合导航的方式
➢ 惯性导航与多普勒组合导航系统 ➢ 惯性导航与测向/测距（VOR/DME）组合导航系统 ➢ 惯性导航与罗兰（LORAN） ➢ 以及惯性导航与全球定位系统（INS/GPS）组合导航系统
7.1.2定位需求与技术的发展过程
7.1.3绝对定位方式与相对定位方式
绝对定位：直接确定信息、事件和目标相对于参考坐标系统的 坐标位置测量。
相对定位：确定信息、事件和目标相对于坐标系统内另一已知
或相关的信息、事件和目标的坐标位置关系。
天顶角 Z
地球自转轴
Z Y
(X 2,Y 2,Z 2)
Z
Y
D
北极
空间测量与制图 4209903
第7章 全球卫星定位导航技术
ห้องสมุดไป่ตู้录
❖概 述 ❖ 全球卫星定位系统的工作原理
和使用方法 ❖ GPS卫星定位导航系统的应用
7.1概 述 No Image
7.1.1定位与导航的概念
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。
GPS发展及其应用
GPS发展及其应用GPS（全球定位系统）是基于卫星导航的定位技术，它可以确定任何地点的精确位置，并随时提供导航和定位的信息。
从最初为军事目的而引入到现如今广泛应用于各个领域，GPS的发展经历了一系列的技术进步和应用扩展。
GPS最早是由美国国防部的导航和定位实验室（Naval Observatory）在1973年开始研发的，1978年首批12颗卫星发射并开始运行。
1993年，GPS的第24颗卫星发射成功，这标志着系统的初步完成。
随着时间的推移，GPS系统的卫星数量逐渐增加，信号的精确度和可靠性也不断提高。
GPS系统由三个部分组成：太空段、控制段和用户段。
太空段由24颗位于中轨道的卫星构成，它们不断地向地面发射信号，形成覆盖范围覆盖全球的定位服务。
控制段由位于地面的控制站和监测站组成，负责卫星的运行和维护，确保系统的正常运行。
用户段则是使用GPS接收器的个人、车辆或设备等，通过接收卫星发射的信号来实现定位和导航。
GPS的应用涵盖了众多领域。
首先，GPS在交通领域的应用十分广泛。
个人可以通过携带GPS接收器来进行汽车导航或步行导航，帮助他们准确地找到目的地。
公共交通工具上也常常配备GPS来实时监控车辆位置和到站时间，方便乘客出行。
此外，交通管理部门还利用GPS系统实施交通监管，通过车辆定位追踪路线和行驶速度，提供实时交通状况信息，帮助解决交通拥堵问题。
其次，GPS在农业领域有着重要的应用。
农民可以使用GPS技术来提高农作物的种植效率。
例如，在播种和施肥时，GPS可以提供准确的位置信息，农民可以根据这些信息精确地投放种子和肥料。
此外，农民还可以使用GPS来进行土壤分析和作物生长监测，了解土壤的养分情况和作物的健康状况，从而采取相应的措施来优化农作物的生长。
GPS还广泛应用于航空和航海领域。
在航空领域，GPS可以提供飞行员准确的位置和导航信息，在飞行过程中帮助飞机保持航线和高度。
在航海领域，GPS可以帮助船舶确定位置、规划航线，并提供海图和导航警告，以确保航行安全。
gps学习绪论 ppt课件
教材及参考文献
❖ GPS测量原理及应用－徐绍铨，张华海、杨志强、王泽民
武汉大学出版社 2006
❖ 全球定位系统原理及其应用 －刘基余、李征航、
王跃虎、 桑吉章 编著，测绘出版社 1993
❖ GPS测量与数据处理 —李征航、黄劲松 编著，
❖
武汉 大学出版社，2005
❖ GPS测量操作与数据处理 —魏二虎 黄劲松 编著，
注入站、一个监测站以及其它地方的四个监测站组成。 （2）工作阶段： 主控站：美国科罗拉多-斯平士的联合空间指挥中心。（一个） 注入站：大西洋、太平洋、印度洋上各一个。（三个） 监测站：主控站、注入站同时作为监测站，另外在夏威夷群
岛还设有监测站。（五个）
主控站 监控站
监控站
注入站/监控站
注入站/监控站
注入站/监控站
原计划的24颗卫星布置图
修改后的18颗卫星布置图
GPS工作卫星星座（21颗工作卫星）
GPS工作卫星星座（21颗工作卫星）
2、主控站的作用 （1）收集数据：收集监控站测得的伪距和伪距差数据、卫星时 钟及状态数据、气象数据等。 （2）数据处理：编算导航电文（GPS卫星的星历、时态改正、状 态数据、信号的大气传播改正等），同时将导航电文传送到注入 站。 （3）诊断状态：判断地面监控系统各部分是否工作正常。 （4）调度卫星：将离轨卫星拉回来，用备用卫星代替失效卫星。
❖ 观测时间比较短—由于不需要通视,节约了很 多时间,也使得观测时间变短了很多
❖ 操作简单—接收机自动化程度越来越高,体积 越来越小,减轻了工作紧张程度和劳动强度
❖ 功能多，应用广—用于导航，测量，测时， 测速，领域在不断扩大
四、GPS的发展概况
一. 第一代卫星导航系统的产生与发展
GPS全球定位系统及其应用介绍地理ppt
S 测
•24颗卫星分布在6个轨道平面上
量 •卫星寿命78年
原 理
•采用码分多址（CDMA）技术
与 •军民两用系统
应 用
•受美国国防部控制
目录
GPS计划实施的三个阶段
• G
P
方案论证和初步设计阶段
S
从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地
测 面接收机及建立地面跟踪网。
• 量 全面研制和试验阶段
ＧＰＳ测量原理与应用
G
P
S
测
量 原
（ Global Positioning System - GPS）
理
与
应
用
目录
第一章 绪 论
G
P 1.1 ＧＰＳ卫星定位技术的发展
S
测 量
1.2 GPS系统组成
原
理 1.3 GPS在国民经济建设中的应用
与
应
用
目录
1.1 ＧPS卫星定位技术的发展
G １.１.１ 早期的卫星定位技术
理
与
1） 卫星数21+3颗；
应
用
2） 6个卫星轨道面，轨道倾角55度；
3） 卫星高度为20200km,卫星运行周期为11小时58分；
4） 载波L1频率为1575.42MHz，L2为1227.60MHz。
目录
GPS工作卫星
G P
•在轨重量843.68kg，设计寿命七年半； •在轨时依靠太阳能电池及镉镍蓄电池供电；
原 理 与
从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制 了各种用途接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计 标准。
应
• 用 实用组网阶段
《GPS测量定位技术》课件
GPS信号接收
GPS接收机接收卫星发射的 信号，并进行解码和处理， 以确定卫星和接收机之间的 距离。
GPS信号处理
通过多个接收机测量卫星距 离，GPS系统能够使用三角 测量法来确定接收机的地理 位置。
GPS定位方法
1 单点定位
单点定位是最简单的GPS定位方法，只需要一个接收机接收卫星信号。然而，其定位精 度较低。
《GPS测量定位技术》 PPT课件
GPS测量定位技术是一种全球性的定位系统，通过使用卫星信号来确定地理 位置。本课件将介绍GPS的概述、测量原理、定位方法、定位精度和误差以 及在生活中的应用。
GPS概述
什么是GPS
GPS（全球定位系统）是一种由美国国防部开发的卫星导航系统，它能够提供全球范围 内的定位、导航和定时服务。
2 差分定位
差分定位通过同时接收一个已知位置的参考站的信号，来提高定位的精度。这种方法在 测量要求较高的应用中常用。
3 动态定位
动态定位是在移动过程中实时更新位置的技术。它广泛应用于车辆导航和船舶定位等领 域。
GPS定位精度和误差
GPS定位精度的影响因素
2
GPS定位精度受到多种因素的影响，
如卫星的几何分布、大气层延迟、接
遥感监测
通过使用GPS技术和遥感技术的结合，可以进 行大规模的地球观测和环境监测。
地图制作
GPS定位可以提供准确的地理信息，支持地图 制作、导航和定位服务。
汽车导航
GPS导航系统为驾驶员提供了准确和实时的导 航指引，使驾驶更方便和安全。
GPS发展趋势
GN SS
全球导航卫星系统（GNSS） 是一种整合了多个卫星导航 系统的定位技术，以提高定 位精度和覆盖范围。
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
gnss原理及其应用
gnss原理及其应用GNSS（全球导航卫星系统）是一种基于卫星定位技术的导航系统，它利用地球轨道上的一组卫星来提供全球范围内的定位、导航和时间服务。
GNSS系统由多个卫星组成，其中包括美国的GPS（全球定位系统）、俄罗斯的GLONASS（全球导航卫星系统）、欧盟的Galileo（伽利略卫星导航系统）以及中国的北斗导航系统。
这些卫星通过发射射频信号，接收器接收这些信号并计算出自身的位置，从而实现导航功能。
GNSS的原理是通过三角测量来确定接收器的位置。
卫星发射信号包含有关卫星位置和时间的信息，接收器接收到至少4个卫星的信号后，可以使用三角测量方法计算出自身的位置。
每个卫星的信号都带有一个时间戳，接收器通过测量信号传播的时间来计算距离，并使用多个卫星的距离来确定位置。
GNSS的应用非常广泛。
首先，它在民用领域被广泛应用于定位和导航。
人们可以使用GNSS系统在城市、乡村、海洋等各种环境中准确确定自己的位置，从而实现导航功能。
这对于司机、船员、登山者等需要导航的人来说非常重要。
GNSS在军事领域也有广泛的应用。
军事部门利用GNSS系统来进行定位和导航，以支持各种作战行动。
此外，GNSS系统还可以用于导弹、飞机等武器系统的制导和控制。
GNSS还在测绘、地质勘探、航空航天、农业等领域有着重要的应用。
在测绘领域，GNSS可以提供高精度的地理数据，用于绘制地图和测量地球表面的变化。
在地质勘探中，GNSS可以用于监测地壳运动和地震活动。
在航空航天领域，GNSS是飞机和航天器导航系统的重要组成部分。
在农业领域，GNSS可以用于精确农业管理，如精确播种、施肥和灌溉。
总的来说，GNSS是一种基于卫星定位技术的导航系统，它通过三角测量来确定接收器的位置。
GNSS的应用非常广泛，包括民用领域的定位和导航，军事领域的作战行动支持，以及测绘、地质勘探、航空航天、农业等领域。
随着技术的不断发展，GNSS系统的性能将不断提高，为各个领域带来更多的创新和发展机会。
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。
全国高中地理教师赛课课件《全球定位系统及其应用》 祝航
2、系统组成
空 间 部 分
24颗卫星
用 户 设 备
地 面 通过精密计算卫星轨道的分布与天地系 控 统协作，GPS定位系统具有全球、全天候、 制 高精度的特点。
3、定位原理：４ 3 颗卫星定位一点
S3 S
4
S2 S1
定位 卫星数
定位 数据
粗略的 经纬度数据 精确的经纬度 高度、运动情况
4
3
独立自主，才不会受制于人！
收获知识
课堂总结
全球定位 系统及其 应用 基本 原理：基于三边测量术
畅想应用 三颗卫星：经纬坐标 四颗卫星：三维空间坐标
应用 主要 应用：
现有应用
对卫星定位系统的思考
体验学习
校本课程:
校园GPS寻宝是湖南师大附中“兴趣型”校 本课程—《地理实践活动》中的重要章节。
活动简介：安排一组同学埋藏八处宝藏并且 记录下精确的地理坐标，余下八组同学通过给出 的坐标寻找宝藏，从中学习体验GPS的使用方法。
学习而有疑，继续学习：
1、北京致强时代导航科技 2、 中国GPS协会 3、/ 北斗网
作业内容:
1.向你的家人分享今天所学的知识，教会他们 用GPS方便自己的生活。 2.完成 《3.4数字地球 》预习内容，并提出惑。
民用交通 农业应用
科学测量 建筑工程
汽车导航仪
自动农田收割 珠峰高度测量 微小形变监测 汽车防盗GPS
安全防盗
学而有思 程序员发现IPHONE 秘密跟踪用户位置信息 材料：两名程序师
发现，苹果系统的产 品一直跟踪、存储用 户的地理位置信息。 该行为完全是偷偷进 行的。 更加糟糕的是， 这些数据没有加密保 护。右图是一个用户 的位置信息记录。
gps培训课件
五个监测站 = 1个主控站+3个注入站+夏威夷(Hawaii)
GPS 用户部分
用户设备主要包括GPS接收机和数据 处理软件，以及计算机和其他终端设 备（车船导航）。包括我们日常所见 的单频和双拼接收机以及手持GPS接 收机等。软件主要包括数据预处理软 件、基线向量处理软件、网平差软件、 联合平差软件和数据库处理软件等。
缺点：
观测工作量大。一般只有在 网的精度和可靠性要求较高 时，才单独采用这种图形。
(2)、环形网
优点：
观测工作量较小，且具有 较好的自检性和可靠性。
缺点：非直接观测基线边(或间接 边)精度较直接观测边低，相邻点 间的基线精度分布不均匀。
是大地测量和精密工程测量中普遍 采用的图形，通常采用上述两种图 形的混合图形。
独立的。
GPS 控制网的观测基线
仪器台数 同步图形 独立基线
N=2 N=3
N=4
N=5
GPS网设计的一般原则
应通过独立观测边构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的 可靠性。
应尽量与原有地面控制网相重合，重合点一般不少于3个，且 分布均匀。
应考虑与水准点相重合 ，或在网中布设一定密度的水准联测 点。
GPS与NNSS的主要特征比较
系统特征
NNSS
GPS
载波频率GHz
0.15,0.40
1.23,1.58
卫星高度km
1070
20200
卫星数
6
21+3
卫星周期min
1:47
11:58
卫星钟稳定度
10-11
10-12
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(2)全球定位系统地面监控系统
由均匀分布在美国本土和三大洋的美军
基地上的1个主控站、3个注入站、5个 监测站构成。该系统的功能是：对空间
卫星系统进行监测、控制，并向每颗卫 星注入更新的导航电文。
（3）、GPS接收机的类型
手机和手表上的 GPS
手持型的 GPS
测绘使用的 GPS
GPS 信 号 接 收 机
航空与航海使用的 GPS
(三）全球定位系统的特点是什么
(1)全球，全天候工作 (2)能为用户提供连续、实时的三维位置、三
维速度和精密时间，不受天气的影响。 (3)定位精度高： (4)功能多，应用广：测量、导航、测速、测时
等方面取得更广泛的应用．
二、全球定位系统与定位导航
1、GPS在军事上的应用 2、民用GPS 3、GPS在交通上的应用 4、GPS在旅游探险中的应用
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
2. 配备GPS接收机的美国士兵随时都可获得工作卫星
提供的（ B ）
①三维位置
②三维方向
③运动速度和时间
④伊军士兵位置
A. ①②④
B. 点导航
知识点导航
（二）全球定位系统的组成
系统结构 空间 位置
组成和分布
全 GPS 球 卫星 定 星座
空 间
位 地面 地
系 统
监控 系统
面
GPS信 号接收
机
用 户
由2l颗工作卫星和3颗备用卫星组 成，24颗卫星均匀分布在6个轨道 平面内
由分布在全球的5个地面站(包括5 个监控站、1个主控站和3个注入 站组成
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。 目前精确制导武器复合制导的重要技术手段。 装备GPS制导系统之前,美军BGM-10C“战斧”巡 航导弹误差约为9米；在其“惯性和地形匹配” 制导系统中加入GPS后，误差降至3米，制导精 度大大提高。
余某某在罗布泊探险遇 难时离最近的补给站仅 几百米。风沙淹埋了前 人走过的足迹，在茫茫 荒漠中又渴又饿的他终 于倒下了。如果当时他 有一台 GPS接收机，惨 剧又何以发生？
例1 下列关于全球定位系统的
叙述。不正确的是( B )
❖ A ．GPS是利用卫星进行导航、定位的系统
❖ B．GPS包括两大部分，即空间部分和 地面控制部分
❖ C ．GPS卫星星座由24颗卫星组成 ❖ D．野外旅行，只要拥有GPS信号接收
机，可随时知道自己所处的经纬度
解析：全球定位系统包括三大部分。 即空间星座、地面控制系统和用户系统。
❖ 例 2 1999 年 3 月 27 日，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，通过手持型 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空袭南联盟指挥所后， 美军立即安排了救援行动。 6 小时后，当一 架 EA 一 6B 电子干扰机发现飞行员的准确 位置时，一架 MH 一 6oG 搜索与救援直升机 降落在飞行员面前，把飞行员接上直升机并 安全返回基地。据此回答（ l ）~（ 2 ）题。
主要用于交通车辆导航管理、航 空航海定位及导航，以及大地测 量野外勘测、紧急求援、旅游探 险、农业监测、生态研究等方面。
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统组成
目 录 面
板 开 关
车载GPS接收器
知识点导航
3、GPS 在航海、航空导航中的应用
应用类型 航海 应用
航空 应用
应用领域
向用户提供船舶位置、 航速、航向信息、海 图、海迹显示
（1）飞行员发出的呼救信号是（B）
❖A . GIS 系统信号 ❖B . GPS 系统信号 ❖C . RS 系统信号 ❖D ．以上都不对
❖例 3 在伊拉克战争中，伊拉克点燃 巴格达周围的战壕石油阻碍美军进 攻，但美军事专家指出，烟雾对于 美军的卫星制导导弹没有影响 ， 请 问美军的卫星制导导弹采 用的技术
导航型接收机、测地型接收机、 授时接收机
读右图，①相 邻两个GPS 星座卫星轨 道平面之间 的夹角是多 少度?( 60°)
❖ ②每个卫星 轨道上各有 几颗卫星? 它们两两相 隔多少度?
(4颗；90°)
(1)GPS卫星星座
由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星 组成。GPS卫星星座记作(2l+3)GPS星 座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平各 个轨道平面之间的夹角为60度
把自己的位置 和航向发送到 航海管理 中 心
空域航路、着 陆、机场监视 和管理
应用作用
避免船只冲撞， 确保航行安全
便于中心的跟 踪、搜寻和救援
实现空域划分、空 中交通流量管理、 飞行路径管理
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统应用
利用GPS进行大坝变形监测
目 录 面 板 开 关
知识点导航
4、户外旅游探险：
第三节 全球定位系统及其应用 一 全球定位系统
（一）概念 全球定位系统 (简称GPS)是具有 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。
（二）、全球定位系统组成
全球定位系统组成
空用
间户
部设
目
分备
录
面
板
24颗卫星星座
开
关
地 面 控
1个主控站 3个注入站
制 5个监控站
是（ C ）
A． GIS 系统 B . RS 技术
C . GPS 技术 D . lT技术
解析：美军使用的导弹采用全球定位系统枝术，实行定 位轰炸，烟雾不会产生形响。
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统组成
GPS最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国 防部控制。结合所学知识完成下题。
1. GPS系统是哪些技术的结晶（ D ）
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统应用
目 录 面
板 开 关
海湾战争中美军几乎所有的坦克、装甲车、飞机、
舰船、各级指挥部和陆军小分队都装备了GPS接收机，
总数超过5万部。在轨的16颗GPS卫星，每天可提供19小
时的三维数据，精度10 ~ 16米，测速精度0 .1米 /
秒。
知识点导航
2、民用GPS