高二地理 第三章第三節(jié) 全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用 課件必修三
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1、第三章第三章第第三三節(jié)節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用 一、一、全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(一)全球定位系統(tǒng)的概念(一)全球定位系統(tǒng)的概念 全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(Global positioning system,簡(jiǎn)稱(chēng),簡(jiǎn)稱(chēng)GPS)是具有在是具有在海、陸、空海、陸、空進(jìn)進(jìn)行行全方位全方位、實(shí)時(shí)、實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航三維導(dǎo)航與與定定位功能位功能的新一代的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航與與定定位系統(tǒng)位系統(tǒng)??缭秸系K跨越障礙 全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么 (1)全球,全天候工作全球,全天候工作。 (2)能為用戶提供能為用戶提供連續(xù)連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維位置實(shí)時(shí)的三維位置、三維速度三維速度和
2、和精精密時(shí)間密時(shí)間,不受天氣不受天氣的影響。的影響。 (3)定位精度高定位精度高:?jiǎn)螜C(jī)定位精度優(yōu)于:?jiǎn)螜C(jī)定位精度優(yōu)于10米,采用差分定位,米,采用差分定位,精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。 (4)功能多,應(yīng)用廣功能多,應(yīng)用廣:隨著人們對(duì):隨著人們對(duì)GPS認(rèn)識(shí)的加深,認(rèn)識(shí)的加深,GPS不僅在測(cè)量、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)時(shí)等方面取得更廣泛的應(yīng)不僅在測(cè)量、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)時(shí)等方面取得更廣泛的應(yīng)用而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。用而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。 閱讀指導(dǎo)閱讀指導(dǎo) GPS的起源的起源 在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前,在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前,遠(yuǎn)程導(dǎo)航與定位主要用無(wú)線電導(dǎo)遠(yuǎn)程導(dǎo)航與定位主要用無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。
3、航系統(tǒng)。1無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng) 缺點(diǎn):覆蓋的工作區(qū)域??;電缺點(diǎn):覆蓋的工作區(qū)域小;電波傳播受大氣影響;定位精度不波傳播受大氣影響;定位精度不高。高。2衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng) 最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國(guó)的最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國(guó)的子午儀子午儀系統(tǒng)系統(tǒng)(TRANSIT),1958年研制年研制1964年年正式投入使用。由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目較正式投入使用。由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目較少少(56顆顆),運(yùn)行高度較低,運(yùn)行高度較低(平均平均1 000 km),從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星的時(shí)間間隔,從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星的時(shí)間間隔較長(zhǎng)較長(zhǎng)(平均平均15 h),因而它無(wú)法提供連,因而它無(wú)法提供連續(xù)的實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航,而且精度較
4、低。為續(xù)的實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航,而且精度較低。為滿足軍事部門(mén)和民用部門(mén)對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和滿足軍事部門(mén)和民用部門(mén)對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航的迫切要求,三維導(dǎo)航的迫切要求,1973年美國(guó)國(guó)防年美國(guó)國(guó)防部制定了部制定了GPS計(jì)劃。計(jì)劃。3GPS發(fā)展歷程發(fā)展歷程 GPS實(shí)施計(jì)劃共分實(shí)施計(jì)劃共分三個(gè)階段三個(gè)階段: 第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段。從從1973年到年到1979年,共發(fā)射了年,共發(fā)射了4顆試驗(yàn)顆試驗(yàn)衛(wèi)星。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟衛(wèi)星。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟蹤網(wǎng)。蹤網(wǎng)。 第二階段為全面研制和試驗(yàn)階段第二階段為全面研制和試驗(yàn)階段。從。從1979年到年到1984年,又陸續(xù)發(fā)
5、射了年,又陸續(xù)發(fā)射了7顆試顆試驗(yàn)衛(wèi)星。研制了各種用途的接收機(jī)。實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。研制了各種用途的接收機(jī)。實(shí)驗(yàn)表明,驗(yàn)表明,GPS定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)。 第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段。1989年年2月月4日第一顆日第一顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)工作衛(wèi)星發(fā)射成功,表明射成功,表明GPS系統(tǒng)進(jìn)入工程系統(tǒng)進(jìn)入工程建設(shè)階段。建設(shè)階段。1993年底實(shí)用的年底實(shí)用的GPS網(wǎng)即網(wǎng)即(21+3)GPS星座已經(jīng)建成,星座已經(jīng)建成,今后將根據(jù)計(jì)劃更換失效的衛(wèi)星。今后將根據(jù)計(jì)劃更換失效的衛(wèi)星。(二)全球定位系統(tǒng)的組成(二)全球定位系統(tǒng)的組成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 空間空間位置位置組成和分布組成
6、和分布全全球球定定位位系系統(tǒng)統(tǒng)GPS衛(wèi)星衛(wèi)星星座星座地面地面監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)GPS信信號(hào)接收號(hào)接收機(jī)機(jī)空空間間由由2l顆工作衛(wèi)星和顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)顆在軌備用衛(wèi)星組成,星組成,24顆衛(wèi)星均勻分布在顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)個(gè)軌道平面內(nèi)軌道平面內(nèi)地地 面面由分布在全球的由分布在全球的5個(gè)地面站個(gè)地面站(包括包括5個(gè)監(jiān)控個(gè)監(jiān)控站、站、1個(gè)主控站和個(gè)主控站和3個(gè)注入站,主控站和個(gè)注入站,主控站和注入站都位于監(jiān)控站里注入站都位于監(jiān)控站里)組成組成用用 戶戶導(dǎo)航型接收機(jī)、測(cè)地型接導(dǎo)航型接收機(jī)、測(cè)地型接收機(jī)、授時(shí)接收機(jī)收機(jī)、授時(shí)接收機(jī)v請(qǐng)思考:請(qǐng)思考:讀讀右圖,右圖,相相鄰兩個(gè)鄰兩個(gè)GPS星座衛(wèi)星軌星座
7、衛(wèi)星軌道平面之間道平面之間的夾角是多的夾角是多少度少度?()v每個(gè)衛(wèi)星每個(gè)衛(wèi)星軌道上各有軌道上各有幾顆衛(wèi)星幾顆衛(wèi)星?它們兩兩相它們兩兩相隔多少度隔多少度? ()604顆顆;90(1)GPS衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座 由由21顆工作衛(wèi)星和顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)顆在軌備用衛(wèi)星組成。星組成。GPS衛(wèi)星星座記作衛(wèi)星星座記作(2l+3)GPS星座。星座。24顆衛(wèi)星均勻分布在顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平個(gè)軌道平各個(gè)軌道平面之間的夾角為各個(gè)軌道平面之間的夾角為60度度(2)地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng) 對(duì)于導(dǎo)航定位來(lái)說(shuō)對(duì)于導(dǎo)航定位來(lái)說(shuō)GPS衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)。星的位衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷置是依
8、據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其軌道的參數(shù)描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其軌道的參數(shù)算得的。每顆算得的。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)衛(wèi)星所播發(fā)的星歷是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的星歷是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。的。衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作以及衛(wèi)衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行,都要由星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行,都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。地面監(jiān)控系地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)GPS時(shí)間系統(tǒng)。這就需時(shí)間系統(tǒng)。這就需要地面站監(jiān)測(cè)各顆衛(wèi)星的時(shí)間求出鐘差。要地面站監(jiān)測(cè)各顆衛(wèi)星的時(shí)間求出鐘差。然后由地面注入站發(fā)給
9、衛(wèi)星,衛(wèi)星再由然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星,衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。GPS工作衛(wèi)星工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站。注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站。地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng)(1 1)主控站)主控站(2 2)監(jiān)測(cè)站)監(jiān)測(cè)站(3 3)注入站)注入站請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)各自的組成和功能請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)各自的組成和功能?監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)站獲取獲取GPSGPS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù), ,并將并將數(shù)據(jù)送至主控站。數(shù)據(jù)送至主控站。主控站主控站-控制、調(diào)度衛(wèi)星??刂?、調(diào)度衛(wèi)星。注入站注入站 將主控站的改正參將主控站的改正參數(shù)等注入每顆衛(wèi)星。數(shù)等注入每顆衛(wèi)星。 美國(guó)全球定位系統(tǒng)
10、地面監(jiān)控系統(tǒng)美國(guó)全球定位系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng) 由均勻分布在美國(guó)本土和三大洋的美由均勻分布在美國(guó)本土和三大洋的美軍基地上的軍基地上的1 1個(gè)個(gè)主控站、主控站、3 3個(gè)注入站、個(gè)注入站、5 5個(gè)個(gè)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)站構(gòu)成。該系統(tǒng)的功能是:對(duì)空構(gòu)成。該系統(tǒng)的功能是:對(duì)空間衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制,并向每顆間衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制,并向每顆衛(wèi)星注入更新的導(dǎo)航電文。衛(wèi)星注入更新的導(dǎo)航電文。 主控站位于美國(guó)科羅拉多的斯平士主控站位于美國(guó)科羅拉多的斯平士(Colorado SpringsColorado Springs)的聯(lián)合空間執(zhí)行中心)的聯(lián)合空間執(zhí)行中心(CSOCCSOC),三個(gè)注入站分別設(shè)在),三個(gè)注入站分別設(shè)在大
11、西洋、印大西洋、印度洋和太平洋的三個(gè)美國(guó)軍事基地上度洋和太平洋的三個(gè)美國(guó)軍事基地上,即大西,即大西洋的阿松森島(洋的阿松森島(AscensionAscension)、印度洋的迭)、印度洋的迭哥哥伽西亞伽西亞( (島島Diego Garcia)Diego Garcia)和太平洋的夸和太平洋的夸賈林島賈林島Kwajalein),Kwajalein),五個(gè)監(jiān)測(cè)站設(shè)在主控站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站設(shè)在主控站和三個(gè)注入站以及夏威夷島。三個(gè)注入站以及夏威夷島。 (3)GPS信號(hào)接收機(jī)信號(hào)接收機(jī) 組成組成:GPS衛(wèi)星接收機(jī)衛(wèi)星接收機(jī) GPS數(shù)據(jù)處理軟件數(shù)據(jù)處理軟件 任務(wù)任務(wù):能夠能夠捕獲捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止到按一定
12、衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)衛(wèi)星的信號(hào),實(shí)時(shí)地計(jì),實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維坐標(biāo),甚至三維速度和算出測(cè)站的三維坐標(biāo),甚至三維速度和時(shí)間。時(shí)間。GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào),是一種衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào),是一種可供無(wú)數(shù)用戶可供無(wú)數(shù)用戶共享共享的信息資源。對(duì)于陸的信息資源。對(duì)于陸地、海洋和空間的廣大用戶,只要用戶地、海洋和空間的廣大用戶,只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量擁有能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量GPS信號(hào)的接收設(shè)備即信號(hào)的接收設(shè)備即GPS信號(hào)接收機(jī)。可信號(hào)接收機(jī)??梢栽谝栽谌魏螘r(shí)候任何時(shí)候用用GPS信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位測(cè)量。根據(jù)使用目的的不同,用戶要求測(cè)量。
13、根據(jù)使用目的的不同,用戶要求的的GPS信號(hào)接收機(jī)也各有差異。目前世信號(hào)接收機(jī)也各有差異。目前世界上已有幾十家工廠生產(chǎn)界上已有幾十家工廠生產(chǎn)GPS接收機(jī),接收機(jī),產(chǎn)品也有幾百種。這些產(chǎn)品可以按照原產(chǎn)品也有幾百種。這些產(chǎn)品可以按照原理、用途、功能等來(lái)分類(lèi)。理、用途、功能等來(lái)分類(lèi)。 手機(jī)和手表上的GPS 手持型的GPS 測(cè)繪使用的GPS 航空與航海使用的GPS GPSGPS信信號(hào)號(hào)接接收收機(jī)機(jī)(三) . GPS 接收機(jī)的類(lèi)型類(lèi)型類(lèi)型應(yīng)應(yīng) 用用特點(diǎn)特點(diǎn)導(dǎo)航型導(dǎo)航型接收機(jī)接收機(jī)測(cè)地型測(cè)地型接收機(jī)接收機(jī)授時(shí)接授時(shí)接收機(jī)收機(jī)閱讀指導(dǎo)閱讀指導(dǎo)手持型手持型 CPS 接收機(jī)接收機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域性能性能優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)功
14、能功能手持型手持型 GPS 接收機(jī)接收機(jī)多為導(dǎo)多為導(dǎo)航使用航使用液晶顯液晶顯示,導(dǎo)示,導(dǎo)航畫(huà)面航畫(huà)面清晰,清晰,配有背配有背景燈,景燈,方便夜方便夜問(wèn)操作問(wèn)操作功能鍵功能鍵齊全齊全不需要地不需要地面輔助設(shè)面輔助設(shè)備,只要備,只要收到衛(wèi)星收到衛(wèi)星信號(hào),就信號(hào),就能快速定能快速定位,不受位,不受天氣、行天氣、行政區(qū)域的政區(qū)域的限制限制能夠計(jì)算當(dāng)?shù)氐哪軌蛴?jì)算當(dāng)?shù)氐膰?guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)問(wèn),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)問(wèn),處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還能指出能指出 i 北方北方向,并將經(jīng)過(guò)的向,并將經(jīng)過(guò)的地點(diǎn)、路線記錄地點(diǎn)、路線記錄下來(lái),方便返回下來(lái),方便返回時(shí)用;計(jì)算兩點(diǎn)時(shí)用;計(jì)算兩點(diǎn)間的距離,實(shí)現(xiàn)間的距離,實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系間的相互坐標(biāo)
15、系間的相互轉(zhuǎn)換;計(jì)算日出、轉(zhuǎn)換;計(jì)算日出、日落時(shí)間日落時(shí)間閱讀閱讀: P97“終結(jié)終結(jié)GPS壟斷壟斷 許多國(guó)家發(fā)展衛(wèi)星許多國(guó)家發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)導(dǎo)航定位系統(tǒng)”,了解世界上發(fā)展,了解世界上發(fā)展GPS的一些國(guó)家概況。的一些國(guó)家概況。 1 1、GPSGPS在軍事上的應(yīng)用在軍事上的應(yīng)用3 3、GPSGPS在交通上的應(yīng)用在交通上的應(yīng)用4 4、GPSGPS在旅游探險(xiǎn)中的應(yīng)用在旅游探險(xiǎn)中的應(yīng)用2 2、民用、民用GPSGPS 軍事是軍事是GPSGPS技術(shù)最早的應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)最早的應(yīng)用領(lǐng)域, ,主要是為主要是為各種軍事活動(dòng)提供定位導(dǎo)航各種軍事活動(dòng)提供定位導(dǎo)航. .在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中,在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中,不僅陸、海、空三軍,
16、而且許多高科技武器彈不僅陸、海、空三軍,而且許多高科技武器彈藥等,也都開(kāi)始采用藥等,也都開(kāi)始采用GPSGPS技術(shù)進(jìn)行定位導(dǎo)航。技術(shù)進(jìn)行定位導(dǎo)航。 目前精確制導(dǎo)武器復(fù)合制導(dǎo)的重要技術(shù)目前精確制導(dǎo)武器復(fù)合制導(dǎo)的重要技術(shù)手段。裝備手段。裝備GPSGPS制導(dǎo)系統(tǒng)之前制導(dǎo)系統(tǒng)之前, ,美軍美軍BGM-BGM-10C“10C“戰(zhàn)斧戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈誤差約為巡航導(dǎo)彈誤差約為9 9米;在其米;在其“慣慣性和地形匹配性和地形匹配”制導(dǎo)系統(tǒng)中加入制導(dǎo)系統(tǒng)中加入GPSGPS后,誤差后,誤差降至降至3 3米,制導(dǎo)精度大大提高。米,制導(dǎo)精度大大提高。 2 2、民用、民用GPSGPS 主要用于交通車(chē)輛導(dǎo)航管理、主要用于交通車(chē)
17、輛導(dǎo)航管理、航空器定位及導(dǎo)航,以及大地測(cè)航空器定位及導(dǎo)航,以及大地測(cè)量野外勘測(cè)、緊急求援、旅游探量野外勘測(cè)、緊急求援、旅游探險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、生態(tài)研究等方面。險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、生態(tài)研究等方面。3 3、GPSGPS在交通上的應(yīng)用在交通上的應(yīng)用4 4、戶外旅游探險(xiǎn):、戶外旅游探險(xiǎn): 余純順余純順在羅布泊探險(xiǎn)遇難時(shí)離最近的補(bǔ)給站在羅布泊探險(xiǎn)遇難時(shí)離最近的補(bǔ)給站僅幾百米。風(fēng)沙淹埋了前人走過(guò)的足跡,在茫茫僅幾百米。風(fēng)沙淹埋了前人走過(guò)的足跡,在茫?;哪杏挚视逐I的他終于倒下了。如果當(dāng)時(shí)他有荒漠中又渴又餓的他終于倒下了。如果當(dāng)時(shí)他有一臺(tái)一臺(tái) GPSGPS接收機(jī),慘劇又何以發(fā)生?接收機(jī),慘劇又何以發(fā)生? 在地廣人稀沒(méi)
18、有任何參照物可用以辨別方向在地廣人稀沒(méi)有任何參照物可用以辨別方向的情況下,危險(xiǎn)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在的情況下,危險(xiǎn)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在, ,手持手持GPSGPS接收機(jī)沿接收機(jī)沿著機(jī)中記錄的安全軌跡小心行進(jìn),可安全返航。著機(jī)中記錄的安全軌跡小心行進(jìn),可安全返航。 目前,許多休閑俱樂(lè)部圍繞目前,許多休閑俱樂(lè)部圍繞GPSGPS功能相繼推出功能相繼推出“穿越穿越”、“尋寶尋寶”、“野外拓展野外拓展”等都市游戲,豐富等都市游戲,豐富了人們周末生活,提高了人們生活品位,深得戶了人們周末生活,提高了人們生活品位,深得戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的歡迎。外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的歡迎。內(nèi)置天線內(nèi)置天線翻頁(yè)翻頁(yè)光標(biāo)鍵光標(biāo)鍵定位鍵定位鍵輸入鍵輸入鍵顯示屏顯
19、示屏導(dǎo)航鍵導(dǎo)航鍵開(kāi)機(jī)鍵開(kāi)機(jī)鍵退出鍵退出鍵圖圖1-1地平線地平線衛(wèi)星編號(hào)衛(wèi)星編號(hào)衛(wèi)星信號(hào)衛(wèi)星信號(hào)圖圖1-21-2 C:C:定位定位 鍵,顯示標(biāo)定位置畫(huà)面如圖鍵,顯示標(biāo)定位置畫(huà)面如圖1-41-4所所示,經(jīng)緯度為示,經(jīng)緯度為N32N3203.23203.232,E118E11845.92345.923海拔高度海拔高度1717米等信息米等信息圖1-4第三章第三章第第三三節(jié)節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用 二、二、全球定位系統(tǒng)與定位導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)與定位導(dǎo)航1 . GPS 靜態(tài)導(dǎo)航定位與動(dòng)態(tài)導(dǎo)航定位靜態(tài)導(dǎo)航定位與動(dòng)態(tài)導(dǎo)航定位靜態(tài)定位中靜態(tài)定位中, GPS 接收機(jī)在接收機(jī)在捕獲和跟蹤捕獲和跟蹤
20、GPS 衛(wèi)星的過(guò)程衛(wèi)星的過(guò)程中固定不變,接收機(jī)高精度地中固定不變,接收機(jī)高精度地測(cè)量測(cè)量 GPS 信號(hào)的傳播時(shí)間,信號(hào)的傳播時(shí)間,利用利用 GPS 衛(wèi)星在軌的已知位衛(wèi)星在軌的已知位置,解算出接收機(jī)天線所在位置,解算出接收機(jī)天線所在位置的三維坐標(biāo)。置的三維坐標(biāo)。而而動(dòng)態(tài)定位動(dòng)態(tài)定位則是用則是用 GPS 接收機(jī)側(cè)定接收機(jī)側(cè)定一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。 GPS 信信號(hào)接收機(jī)所位于的運(yùn)動(dòng)物體叫做載號(hào)接收機(jī)所位于的運(yùn)動(dòng)物體叫做載體(如航行中的船艦,空中的飛機(jī),體(如航行中的船艦,空中的飛機(jī),行走的車(chē)輛等)。載體上的行走的車(chē)輛等)。載體上的 GPS 接接收機(jī)天線在跟蹤收機(jī)天線在跟蹤
21、GPS 衛(wèi)星的過(guò)程中衛(wèi)星的過(guò)程中相對(duì)地球而運(yùn)動(dòng),接收機(jī)用相對(duì)地球而運(yùn)動(dòng),接收機(jī)用 GPS 信信號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)(瞬間三維位置和三維速度)(瞬間三維位置和三維速度)2 . GPS 的用途的用途 GPS 最初就是為軍方提供精最初就是為軍方提供精確定位而建立的,至今它仍然由確定位而建立的,至今它仍然由美國(guó)軍方控制。軍用美國(guó)軍方控制。軍用 GPS 產(chǎn)品產(chǎn)品主要用來(lái)確定并跟蹤在野外行進(jìn)主要用來(lái)確定并跟蹤在野外行進(jìn)中的士兵和裝備的坐標(biāo)、給海中中的士兵和裝備的坐標(biāo)、給海中的軍艦導(dǎo)航、為軍用飛機(jī)提供位的軍艦導(dǎo)航、為軍用飛機(jī)提供位置和導(dǎo)航信息等。置和導(dǎo)航信息等。2 .
22、 GPS 的用途的用途 目前目前 GPS 系統(tǒng)的應(yīng)用已系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛,我們可以應(yīng)用經(jīng)十分廣泛,我們可以應(yīng)用 GPS 信號(hào)進(jìn)行??蘸完懙氐男盘?hào)進(jìn)行海空和陸地的導(dǎo)航、導(dǎo)彈的制導(dǎo)、大地測(cè)量導(dǎo)航、導(dǎo)彈的制導(dǎo)、大地測(cè)量和工程側(cè)量的精密定位、時(shí)間和工程側(cè)量的精密定位、時(shí)間的傳遞和速度的測(cè)量等。的傳遞和速度的測(cè)量等?!?閱讀指導(dǎo)閱讀指導(dǎo) 】 車(chē)載車(chē)載 GPS 的功用的功用信息接收信息接收信息發(fā)射信息發(fā)射應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域通過(guò)車(chē)載通過(guò)車(chē)載 GPS, 可以在顯示屏可以在顯示屏上及時(shí)查看車(chē)上及時(shí)查看車(chē)輛所在的經(jīng)緯輛所在的經(jīng)緯度、運(yùn)行軌跡、度、運(yùn)行軌跡、速度、行進(jìn)方速度、行進(jìn)方向等向等車(chē)載電臺(tái)把定車(chē)載電臺(tái)把定
23、位信息發(fā)送給位信息發(fā)送給監(jiān)控中心,在監(jiān)控中心,在電子地圖電子地圖上上 顯顯示出來(lái),可對(duì)示出來(lái),可對(duì)車(chē)輛進(jìn)行調(diào)度車(chē)輛進(jìn)行調(diào)度指揮指揮城城市市公共汽車(chē)公共汽車(chē)調(diào)度管理,旅調(diào)度管理,旅游區(qū)車(chē)輛報(bào)警游區(qū)車(chē)輛報(bào)警與調(diào)度,海關(guān)、與調(diào)度,海關(guān)、公安、海防等公安、海防等部門(mén)對(duì)車(chē)輛的部門(mén)對(duì)車(chē)輛的調(diào)度與監(jiān)控調(diào)度與監(jiān)控【 閱讀指導(dǎo)閱讀指導(dǎo) 】 GPS 在航海、航空導(dǎo)航中的應(yīng)用在航海、航空導(dǎo)航中的應(yīng)用應(yīng)用類(lèi)型應(yīng)用類(lèi)型應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用作用應(yīng)用作用航海航海應(yīng)用應(yīng)用航空航空應(yīng)用應(yīng)用向用戶提供船舶位置、向用戶提供船舶位置、航速、航向信息、海航速、航向信息、海圖、海跡顯示圖、海跡顯示避免船只沖撞,避免船只沖撞,確保航行安全
24、確保航行安全把自己的位置把自己的位置和航向發(fā)送到和航向發(fā)送到航海管理航海管理 中中 心心便于中心的跟便于中心的跟蹤、搜尋和救援蹤、搜尋和救援空域航路、著空域航路、著陸、機(jī)場(chǎng)監(jiān)視陸、機(jī)場(chǎng)監(jiān)視和管理和管理實(shí)現(xiàn)空域劃分、空實(shí)現(xiàn)空域劃分、空中交通流量管理、中交通流量管理、飛行路徑管理飛行路徑管理例例1 下列關(guān)于全球定位系統(tǒng)的下列關(guān)于全球定位系統(tǒng)的敘述。不正確的是敘述。不正確的是( ) A GPS是利用衛(wèi)星進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)是利用衛(wèi)星進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)BGPS包括兩大部分,即空間部分和包括兩大部分,即空間部分和地面控制部分地面控制部分C GPS衛(wèi)星星座由衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星組成顆衛(wèi)星組成D野外旅行,
25、只要擁有野外旅行,只要擁有GPS信號(hào)接收信號(hào)接收機(jī),可隨時(shí)知道自己所處的經(jīng)緯度機(jī),可隨時(shí)知道自己所處的經(jīng)緯度B解析解析:全球定位系統(tǒng)包括三大部分。:全球定位系統(tǒng)包括三大部分。即空間星座、地面控制系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)。即空間星座、地面控制系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)。例例 2 1999 年年 3 月月 27 日,北約部隊(duì)一架日,北約部隊(duì)一架 F 一一 117A 隱形戰(zhàn)斗機(jī)被南聯(lián)盟防空部隱形戰(zhàn)斗機(jī)被南聯(lián)盟防空部隊(duì)擊落。飛行員跳傘后在腳觸地的一剎隊(duì)擊落。飛行員跳傘后在腳觸地的一剎那,通過(guò)手持型信號(hào)發(fā)射器發(fā)出緊急呼那,通過(guò)手持型信號(hào)發(fā)射器發(fā)出緊急呼救信號(hào),當(dāng)間諜衛(wèi)星把呼救信號(hào)傳送到救信號(hào),當(dāng)間諜衛(wèi)星把呼救信號(hào)傳送到北約空
26、襲南聯(lián)盟指揮所后,美軍立即安北約空襲南聯(lián)盟指揮所后,美軍立即安排了救援行動(dòng)。排了救援行動(dòng)。 6 小時(shí)后,當(dāng)一架小時(shí)后,當(dāng)一架 EA 一一 6B 電子干擾機(jī)發(fā)現(xiàn)飛行員的準(zhǔn)確位電子干擾機(jī)發(fā)現(xiàn)飛行員的準(zhǔn)確位置時(shí),一架置時(shí),一架 MH 一一 6oG 搜索與救援直搜索與救援直升機(jī)降落在飛行員面前,把飛行員接上升機(jī)降落在飛行員面前,把飛行員接上直升機(jī)并安全返回基地。據(jù)此回答(直升機(jī)并安全返回基地。據(jù)此回答( l )一(一( 2 )題。)題。(1)飛行員發(fā)出的呼救信號(hào)是()飛行員發(fā)出的呼救信號(hào)是( )A , GIS 系統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)信號(hào) B . GPS 系統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)信號(hào) C . RS 系統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)信號(hào) D 以上
27、都不對(duì)以上都不對(duì)B(2)北約轟炸的科索沃,)北約轟炸的科索沃,其氣候?qū)儆冢ㄆ錃夂驅(qū)儆冢?)A 溫帶海洋性氣候溫帶海洋性氣候 B 溫帶季風(fēng)氣候溫帶季風(fēng)氣候 C 地中海氣候地中海氣候 D 熱帶沙漠氣候熱帶沙漠氣候C例例 3 在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中,伊拉克點(diǎn)在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中,伊拉克點(diǎn)燃巴格達(dá)周?chē)膽?zhàn)壕石油阻礙美燃巴格達(dá)周?chē)膽?zhàn)壕石油阻礙美軍進(jìn)攻,但美軍事專(zhuān)家指出,煙軍進(jìn)攻,但美軍事專(zhuān)家指出,煙霧對(duì)于美軍的衛(wèi)星制導(dǎo)導(dǎo)彈沒(méi)有霧對(duì)于美軍的衛(wèi)星制導(dǎo)導(dǎo)彈沒(méi)有影響影響 , 請(qǐng)問(wèn)美軍的衛(wèi)星制導(dǎo)導(dǎo)請(qǐng)問(wèn)美軍的衛(wèi)星制導(dǎo)導(dǎo)彈采彈采 用的技術(shù)是(用的技術(shù)是( ) A GIS 系統(tǒng)系統(tǒng) B . RS 技術(shù)技術(shù) C . GPS 技術(shù)技術(shù) D . lT技術(shù)技術(shù)C解析:美軍使用的導(dǎo)彈采用全球定位系統(tǒng)枝術(shù),實(shí)行定解析:美軍使用的導(dǎo)彈采用全球定位系統(tǒng)枝術(shù),實(shí)行定位轟炸,煙霧不會(huì)產(chǎn)生形響。位轟炸,煙霧不會(huì)產(chǎn)生形響。
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