全球定位系统

GPS功能
1、定位: 我现在在哪里？ 我要去哪里？如何去？
2、导航:
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、速度
二、全球定位系统的应用
应用原理： 定位导航（卫星不间断地发送 自身的 数据参数和时间信息，用户接收到这些信息 后经过计算，求出接收机的三维位置、三维 方向以及运动速度和时间信息。）
（2）气象应用
北斗导航卫星气象应用的开展，可以促进中国天气分析 和数值天气预报、气候变化监测和预测，也可以提高空间天 气预警业务水平，提升中国气象防灾减灾的能力。
A. 一颗 C. 三颗
B. 两颗 D. 六颗
说说GPS主要优点 材料一 第一次海湾战争中，美国空军首次使用GPS而大获成功。在 为使用GPS之前，打击某个目标可能要使用多枚炸弹，而使用 GPS精确制导武器1枚就可以命中目标。这既提高了打击效果， 又能避免伤及平民；利用GPS，在沙漠里每一个作战单位都可 以知道自己前方、后方其他作战单位的精确位置；GPS在搜索 营救中也能发挥作用，一旦己方飞机被打落，发出的信号能及 时被发现，并能为救援节省时间。 材料二 在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行员：“你知道去 轰炸哪座城市吗？” 飞行员回答：“不知道。” “那么你知道轰炸的是什么目标吗？” “不知道。” “那你怎么去轰炸呢” “容易，上级给我一个坐标，我按计算机的指引，投下 采用GPS导航的炸弹掉头就走，跟玩游戏没啥两样。”
GPS主要优点：
(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 （5）应用广泛、多功能
课堂巩固 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 ） 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. ①②③ C. ②③④ D. ①③④
3、航 空域航路、着陆、机场 实现空域划分、空中 空应用 监视和管理 交通流量管理、飞行 路径管理
北斗卫星导航系统 BDS BeiDou Navigation Satellite System
“北斗”卫星导航系统是 中国独立发展、自主运行的 全球卫星导航系统，同时也 是国家正在建设的重要空间 信息基础设施。“北斗”系 统的建设，促进了全球卫星 导航领域的合作发展与技术 进步。
空间位置 空间 地面
组成和分布 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，24 颗卫星均匀分布在6个轨道平面内 由分布在全球的5个地面站组成（5个监控站、 1个主控站和3个注入站）
GPS卫 星星座 地面监 控系统
GPS信 号接收机
用户
导航接收机、测地型接收机、授时接收机 实时计算出三维坐标\速度以及时间
进行导航、定
位的系统。
导航卫星系统将为导航、定位、授时、测速、测 向、测形变、降雨和电离层探测等方面提供服务
美国的GPS系统 俄罗斯GLONASS系统 中国北斗星 欧洲伽利略
课堂巩固：
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（ B ） A. 指南针 B. GPS设备 C. 遥感图像 D. 地形图
“北斗”卫星导航系统由空间 端、地面端和用户端三部分组成， 空间端包括5颗静止轨道卫星和30 颗非静止轨道卫星，地面端包括主 控站、注入站和监测站等若干个地 面站， 用户端由北斗用户终端以及 与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧 洲GALILEO等其他卫星导航系统兼 容的终端组成。
可在全球范围内全天候、全天时 为各类用户提供高精度、高可靠定位、 导航、授时服务，并具短报文通信能 力，已经初步具备区域导航、定位和 授时能力，定位精度10米，测速精度 0.2米/秒,授时精度10纳秒,.
③精密授时
精度达20纳秒。
④系统容纳的最大用户数：540000户/小时。
根据系统建设总体规划，按照“三步走”的发展战 略，2012年左右， 系统将首先具备覆盖亚太地区的定 位、导航和授时以及短报文通信服务能力；2020年左右， 建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。 可以说， 未来自主知识产权导航系统的应用，将 打破国外对我国技术的垄断和限制，尤其在军事领域拥 有自主权，将在国家安全防护和国民经济的建设中发挥 更重要的作用。
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。
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。
课堂巩固
导Fra Baidu bibliotek、授时和测距全球定位系统由24 颗卫星组成，分布在6个轨道平面上绕地 球运转，接收并传递信息。如果要确定一 个人（或船只、车辆、飞机等）所处的位 置，使用的卫星不能少于（ ）
在海湾战争中，美英联军的制导导弹 不受浓烟、沙尘的影响，是因为采取了 （ B） A、RS技术 B、GPS技术 C、GIS技术 D、空间分析技术
二、全球定位系统组成
空 间 部 分 用 户 设 备
24颗卫星星座
地 1个主控站 面 3个注入站 控 5个监控站 制
GPS组成
系统结构 全 球 定 位 系 统
GPS的定位原理与“三边测量术”原理相似。不同的是3 颗卫星代替了3个村子，地图上平面的圆变成了三维的球面。 如图GPS接收机接收GPS卫星A、B、C传来的信号，计算 出接收机与它们之间的距离，然后分别以3颗卫星为球心， 以该卫星到接收机之间的距离为半径，“绘制”3个巨大的 球体。3个球体会交于两点，其中那个与地球表面相交的点 就是这台GPS接收机所处的位置，然后通过计算得到该接收 机所处的经纬度。卫星D测量GPS接收机所在的高程。
在合理施 肥，精确 农业管理 方面的应 用
在精确定时 方面的应用
每颗GPS卫星上都有精密的原子钟，所 以GPS接受器可以接收到精确的时间信 息
1、车载GPS的功用
信息接收 信息发射 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 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 挥
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。
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
天线单元
车载GPS接收器
专业型测地 型接收机
三、GPS定位原理
三边测量术原理
假如你在野外迷了路，为 了确定你所处的位置，你向一 个路人询问，他告诉你这里离 王家村10千米。你于是打开地 图，找到王家村，以它为圆心， 按比例尺在地图上画一个半径 相当于10千米的圆（图Ａ）。 然后你又遇到了另外一个 路人，他告诉你距离李家村15 千米。你按同样的方法，绘制 第二个圆（图Ｂ）。现在，你 得到了两个交点，你必定处在 其中一个点的位置。 这时，你向第三个人打听到，这里距离张家村10千米。当你把这个 圆在地图上画好后，你的位置也就一目了然了（图Ｃ）。这就是三边测 量术的原理。
GPS系统的应用范例 (1) 当奔驰的车辆行驶在车流熙攘的高速公路上时，司机启动 自动驾驶系统，就可悠然自得地读书看报。车辆能自动与前车 保持距离，自动刹车或超车，自动驾驶系统能够精确到厘米。 在不打搅车内乘客读书看报的情况下，它能自动选择一条能避 免堵塞的道路前进。到达目的地后它会自动报告：“您已到 达。”这些听起来犹如神话，其实它都依赖于来自太空的信号。 这种高度精确的太空信号就是由比GPS更先进的欧洲“伽利略” 卫星导航系统提供的。 (2)汽车安装上GPS接收机，不仅能利用电子地图知道自己的方 位和其他街区的车辆行驶状况，从而绕开堵车地区，选择最便 利的路线行驶，还能在遇到劫匪报警时向警方提供自己精确的 所在位置，使警方尽快赶+到．据介绍：日本90％的机动车都 安装有GPS接收机 。 (3)GPS电子站牌现身上海街头: 下一辆车离本站还有1.2千米,约3分钟内到达.上海的许多 出租 车上装备了GPS系统.公司可以根据GPS对出租车定位,并提供无 线电联系以及电子地图
三、全球定位系统
一、全球定位系统 二、全球定位系统组成 三、GPS定位原理 四、全球定位系统应用
一、全球定位系统
1、基本概念
全球定位系统： （Global Positioning System 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 。 通俗地说：利 用卫星，在全 球范围内适时
二、GPS与定位导航
GPS应用
军事:导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现 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 娱乐旅游 农业：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？
当你外出旅游或者野外探险的时候，为 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？
当奔驰的车辆行驶在车流熙攘的高速公路上时， 司机启动自动驾驶系统，就可悠然自得地读书看报。 车辆能自动与前车保持距离，自动刹车或超车，自 动驾驶系统能够精确到厘米。在不打搅车内乘客读 书看报的情况下，它能自动选择一条能避免堵塞的 道路前进。到达目的地后它会自动报告：“您已到 达。”这些听起来犹如神话，其实它都依赖于来自 太空的信号。这种高度精确的太空信号就是由比 GPS更先进的欧洲“伽利略”卫星导航系统提供的。
四大功能 ①短报文通信：
北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一 次传送40-60个汉字的短报文信息。可以达到一次传送达120个 汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。它同时具备定 位与通讯功能，不需要其他通讯系统支持。而 GPS只能定位。
②精密授时：
北斗系统具有精 密授时功能，可向用 户提供20ns-100ns时 间同步精度。
汽车安装上GPS接收机，不仅能利用电子地图知道 自己的方位和其他街区的车辆行驶状况，从而绕开堵 车地区，选择最便利的路线行驶，还能在遇到劫匪报 警时向警方提供自己精确的所在位置，使警方尽快赶+ 到．据介绍：日本90％的机动车都安装有GPS接收机 。 GPS电子站牌现身上海街头: 下一辆车离本站还有1.2千米,约3分钟内到达.上海 的许多 出租车上装备了GPS系统.公司可以根据 GPS对出租车定位,并提供无线电联系以及电子地图
GPS应用 领域
在林业管 理方面的 应用
主要功能
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 和测定地区边界方面可以发挥独特的重要 作用
依据农田土壤养分含量分布图，设置有GPS接收机的“受 控应用”的喷施器，在GPS的控制下，依据土壤养分含量 分布图，能够精确地给田地各点施肥。 (1)可以监测作物产量(计算机\产量监视器\GPS接收机) (2)帮助合理施肥 (3)应用于土壤养分的分布调查(GPS接收机把样品的位置)
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。
应用类型
应用领域
应用作用
2、航 海应用
向用户提供船舶的位置、 避免船只冲撞，确保 航速、航向、时间信息、 航行安全现在很难想 海图、海迹显示 象那艘船舶不装备 GPS导航系统和设备 把自己的位置和航向发 便于中心的跟踪、搜 送到航海管理中心 寻和救援
经过不断发展和建设，“北斗”卫星导航系统已在 我国的测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、 减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的 经济效益和社会效益，特别是在四川汶川、青海玉树抗震 救灾中发挥了非常重要的作用。
北斗卫星导航系统民用功能 （1）个人位置服务
当你进入不熟悉的地方时，你可以使用装有北斗卫星 导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走的路线。