全球定位系统的应用课件
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其主要目的是：为陆、海、空三大领域，提 供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情 报收集、核爆监测和应急通信等一些军事目的， 是美国独霸全球战略重要组成。
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1.卫星定位的基本原理
GPS系统采用“时间同步、单 程测距”的原理来实现定位。 简单地说就是用户同时向已知 其位置的3个导航卫星分别进 行距离测量，然后再以该卫星 为球心，以所测得的距离为半 径，在空间画出3个球面，则 该3个球面的相交点，就是用 户的所在位置了。
GPS定位示意图 5
通常应用三颗卫星的数据就可以进行定位， 但要保证对目标实时观测（诸如提供目标运动 数据等）， 则需要至少四颗卫星的信号。
6
2.全球定位系统的系统组成
Fra Baidu bibliotek
空间 由24颗卫星组成（其 提供与定位
部分 中3颗备用），分布 相关的参数
全
在6个轨道平面上
和时间信息
球 定 位 系
地面 监控 系统
15
3.用途和特点： 全能性、全球性、全天候、连续性、实时性 提供精密的三维坐标，三项速度和时间信息
16
17
GPS功能
1、定位:我现在在哪里？
2、导航:我要去哪里？如何去？
3.跟踪。跟踪-监视人或物体的运动。 4.绘图。用于绘制世界地图。 5.定时。提供精确的时间。
它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速
挥
应用领域
城市公共汽车 调度管理，旅 游区车辆报警 与调度，海关、 公安、海防等 部门对车辆的 调度与监控
使装有GPS的出租车配备合理，能最大程度的满足乘客的 要求，从而减少了空载率，降低能源消耗，节省运行成本， 并使行车、乘车安全系数大大提高等功能。
20
3．GPS系统的营救范例 1993年4月，巴勒斯坦解放组织领导人阿拉法特的座
能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。
10
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。
在每一轨道平面内，各卫星升交角距差90º
11
地面监控部分
卫星上各种设备是否正常工作,是否 一直沿预定轨道运行,要由地面设备监控
机在飞行途中不幸遇上沙暴，飞机被迫降落在撒哈拉 大沙漠里．与阿拉法特失去联系的巴勒斯坦解放组织 总部使尽浑身解数寻找未果，最后只好借助美国的侦 察卫星．十几小时之后，才在茫茫沙漠中找到了迫降 飞机的准确位置，使阿拉法特获救．美国使用的这种 卫星救援系统正是屡见奇功的“导航星”全球定位系 统，即GPS．由于它全球定位及时准确，被称为“当 代观音.印度洋地震引发的海啸所带来的灾难让世人震 惊。这场灾难中也发生了一些幸运的事情：36名英国 游客被困在斯里兰卡南部海滨的希克杜沃海滩，其中 一名游客的手机帮助救援人员发现了他们的地点。
普通高中课程标准实验教科书 地理 必修•第3册
中国地图出版社
SINOMAPS PRESS
1
第三节 全球定位系统及其应用
以美国为首的北约悍然使用5枚导弹袭击了中国驻南斯拉夫大使 馆，那5枚导弹均匀地分布在我们的大使馆楼顶的扇面上，其中4枚 当场爆炸，另有1枚未爆炸，使馆被夷为焦土，3位新闻工作者邵云 环、许杏虎、朱颖当场牺牲。导弹的飞行、精确打击的实现，海湾 战争中美国的两枚导弹先后攻击同一目标，后一枚导弹通过前一导 弹炸开的洞钻入目标内部进行攻击，无不依赖于GPS。由于它的精 确度目前已达到10米内，该系统曾被美军在海湾战争、科索沃战争、 阿富汗战争中广泛运用，并发挥了巨大威力。为了提高精确度，美 国国防部在实际运行的时候，又增加4颗卫星，使得卫星总数达到 28颗，精确度也相应地提高到了7米。再加上美军使用的是能更好 弥补大气偏差的加密接收机，它们可以得到更精确的实时精度。
主要用于监测和 控制卫星及其各 种设备的运行
统 用户
可以确定接 收机所在点 的位置、速 度、到航路 终点的距离
设备 主要是GPS接收机
和航向等信
部分
息
7
3.全球定位系统的作用和特点：
作用：可以快速精确地确定地面某点的 位置（经度、纬度）和高程，甚至速
度、距离和航向等。
特点：（1）全天候，不受天气影响； （2）全球覆盖； （3）三维定速定时高精度； （4）快速省时高效率； （5）应用广泛、多功能。
度
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GPS特点
(1)全球,全天候工作 (2)实时性,能提供连续、实时的三维 位置、速度和精密时间，不受天气 的影响。 （3）高精度 （4）自动测量
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车载GPS的功用p100
信息接收
信息发射
通过车载GPS 车载电台把定 可以在屏幕上 位信息发给监 及时查看车辆 控中心，在电 所在的经纬度、 子地图上显示 运行轨迹、速 出来，可对车 度、行进方向 辆进行调度指
应用领域 性能
优点
手持型GPS 接受机多为 导航使用
夜晶显示，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
功能
能够计算当地的国 际标准时间，处于 运动状态还能指出 正北方，并将经过 的地点、路线记录 下来，方便返回时 用；计算两点的距 离，实现坐标系之 间的相互转换；计 算日出、日落时间
2
1. 在一个平面直角坐标系上，确定 点的位置，需要知道几个值？
2. 在一个空间三维坐标系上，确定 点的位置，需要知道几个值？
3. 要精确知道一个人在地球上的位 置，必须知道几个值？至少需要几颗卫 星？（分组讨论、主动探究）
3
一. 全球定位系统的基本原理
全球定位系统，即GPS（Global Positioning System），是利用卫星网络来获得地面某点的经 纬度和高程的系统。它是美国20世纪70年代初开 始研制，并于1994年全面建成的。
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4.接收机信号的解读与操作
表示接收
机所在的经纬 度位置。
数字表示被接收信号的卫星编 号，黑色柱长短表示信号的强弱。
卫星分布图描 绘了在接收机所处 位置（圆心）仰望 天空能搜索到的卫 星，大圆表示地平 线，小圆为抬以 45°角仰望天空的 范围，越靠近中心， 卫星信号越强。
9
全球定位系统是美国从本世纪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%。 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”
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用户设备
类型
导航接收机
测地接收机 授时接收机
应用
用于运动载体的导航，分为车 能够实时给出载体的位置
载型、航海型、航空型和星载 和速度，价格便宜，应用
型
广泛
用于精密大的测量@
定位精度高，仪器结构复 杂，价格较贵
用于天文台及无线电通讯
利用GPS卫星提供的高精 度时间进行授时
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返14 回
手持型GPS接收机
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1.卫星定位的基本原理
GPS系统采用“时间同步、单 程测距”的原理来实现定位。 简单地说就是用户同时向已知 其位置的3个导航卫星分别进 行距离测量，然后再以该卫星 为球心，以所测得的距离为半 径，在空间画出3个球面，则 该3个球面的相交点，就是用 户的所在位置了。
GPS定位示意图 5
通常应用三颗卫星的数据就可以进行定位， 但要保证对目标实时观测（诸如提供目标运动 数据等）， 则需要至少四颗卫星的信号。
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2.全球定位系统的系统组成
Fra Baidu bibliotek
空间 由24颗卫星组成（其 提供与定位
部分 中3颗备用），分布 相关的参数
全
在6个轨道平面上
和时间信息
球 定 位 系
地面 监控 系统
15
3.用途和特点： 全能性、全球性、全天候、连续性、实时性 提供精密的三维坐标，三项速度和时间信息
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GPS功能
1、定位:我现在在哪里？
2、导航:我要去哪里？如何去？
3.跟踪。跟踪-监视人或物体的运动。 4.绘图。用于绘制世界地图。 5.定时。提供精确的时间。
它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速
挥
应用领域
城市公共汽车 调度管理，旅 游区车辆报警 与调度，海关、 公安、海防等 部门对车辆的 调度与监控
使装有GPS的出租车配备合理，能最大程度的满足乘客的 要求，从而减少了空载率，降低能源消耗，节省运行成本， 并使行车、乘车安全系数大大提高等功能。
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3．GPS系统的营救范例 1993年4月，巴勒斯坦解放组织领导人阿拉法特的座
能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。
10
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。
在每一轨道平面内，各卫星升交角距差90º
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地面监控部分
卫星上各种设备是否正常工作,是否 一直沿预定轨道运行,要由地面设备监控
机在飞行途中不幸遇上沙暴，飞机被迫降落在撒哈拉 大沙漠里．与阿拉法特失去联系的巴勒斯坦解放组织 总部使尽浑身解数寻找未果，最后只好借助美国的侦 察卫星．十几小时之后，才在茫茫沙漠中找到了迫降 飞机的准确位置，使阿拉法特获救．美国使用的这种 卫星救援系统正是屡见奇功的“导航星”全球定位系 统，即GPS．由于它全球定位及时准确，被称为“当 代观音.印度洋地震引发的海啸所带来的灾难让世人震 惊。这场灾难中也发生了一些幸运的事情：36名英国 游客被困在斯里兰卡南部海滨的希克杜沃海滩，其中 一名游客的手机帮助救援人员发现了他们的地点。
普通高中课程标准实验教科书 地理 必修•第3册
中国地图出版社
SINOMAPS PRESS
1
第三节 全球定位系统及其应用
以美国为首的北约悍然使用5枚导弹袭击了中国驻南斯拉夫大使 馆，那5枚导弹均匀地分布在我们的大使馆楼顶的扇面上，其中4枚 当场爆炸，另有1枚未爆炸，使馆被夷为焦土，3位新闻工作者邵云 环、许杏虎、朱颖当场牺牲。导弹的飞行、精确打击的实现，海湾 战争中美国的两枚导弹先后攻击同一目标，后一枚导弹通过前一导 弹炸开的洞钻入目标内部进行攻击，无不依赖于GPS。由于它的精 确度目前已达到10米内，该系统曾被美军在海湾战争、科索沃战争、 阿富汗战争中广泛运用，并发挥了巨大威力。为了提高精确度，美 国国防部在实际运行的时候，又增加4颗卫星，使得卫星总数达到 28颗，精确度也相应地提高到了7米。再加上美军使用的是能更好 弥补大气偏差的加密接收机，它们可以得到更精确的实时精度。
主要用于监测和 控制卫星及其各 种设备的运行
统 用户
可以确定接 收机所在点 的位置、速 度、到航路 终点的距离
设备 主要是GPS接收机
和航向等信
部分
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3.全球定位系统的作用和特点：
作用：可以快速精确地确定地面某点的 位置（经度、纬度）和高程，甚至速
度、距离和航向等。
特点：（1）全天候，不受天气影响； （2）全球覆盖； （3）三维定速定时高精度； （4）快速省时高效率； （5）应用广泛、多功能。
度
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GPS特点
(1)全球,全天候工作 (2)实时性,能提供连续、实时的三维 位置、速度和精密时间，不受天气 的影响。 （3）高精度 （4）自动测量
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车载GPS的功用p100
信息接收
信息发射
通过车载GPS 车载电台把定 可以在屏幕上 位信息发给监 及时查看车辆 控中心，在电 所在的经纬度、 子地图上显示 运行轨迹、速 出来，可对车 度、行进方向 辆进行调度指
应用领域 性能
优点
手持型GPS 接受机多为 导航使用
夜晶显示，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
功能
能够计算当地的国 际标准时间，处于 运动状态还能指出 正北方，并将经过 的地点、路线记录 下来，方便返回时 用；计算两点的距 离，实现坐标系之 间的相互转换；计 算日出、日落时间
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1. 在一个平面直角坐标系上，确定 点的位置，需要知道几个值？
2. 在一个空间三维坐标系上，确定 点的位置，需要知道几个值？
3. 要精确知道一个人在地球上的位 置，必须知道几个值？至少需要几颗卫 星？（分组讨论、主动探究）
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一. 全球定位系统的基本原理
全球定位系统，即GPS（Global Positioning System），是利用卫星网络来获得地面某点的经 纬度和高程的系统。它是美国20世纪70年代初开 始研制，并于1994年全面建成的。
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4.接收机信号的解读与操作
表示接收
机所在的经纬 度位置。
数字表示被接收信号的卫星编 号，黑色柱长短表示信号的强弱。
卫星分布图描 绘了在接收机所处 位置（圆心）仰望 天空能搜索到的卫 星，大圆表示地平 线，小圆为抬以 45°角仰望天空的 范围，越靠近中心， 卫星信号越强。
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全球定位系统是美国从本世纪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%。 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”
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用户设备
类型
导航接收机
测地接收机 授时接收机
应用
用于运动载体的导航，分为车 能够实时给出载体的位置
载型、航海型、航空型和星载 和速度，价格便宜，应用
型
广泛
用于精密大的测量@
定位精度高，仪器结构复 杂，价格较贵
用于天文台及无线电通讯
利用GPS卫星提供的高精 度时间进行授时
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手持型GPS接收机