@3.3全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用

1、 在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，曾經(jīng)有記者問(wèn)一位飛行在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，曾經(jīng)有記者問(wèn)一位飛行員：?jiǎn)T：“你知道去轟炸哪個(gè)城市嗎？你知道去轟炸哪個(gè)城市嗎？” 飛行員回答：飛行員回答：“不知道。不知道?！?“那你怎么去轟炸呢？那你怎么去轟炸呢？” “容易，上級(jí)給我一個(gè)坐標(biāo)，我按計(jì)算容易，上級(jí)給我一個(gè)坐標(biāo)，我按計(jì)算機(jī)的指引，投下采用機(jī)的指引，投下采用GPS導(dǎo)航的炸彈掉頭導(dǎo)航的炸彈掉頭就走，跟我玩游戲機(jī)沒(méi)哈兩樣。就走，跟我玩游戲機(jī)沒(méi)哈兩樣。” 這個(gè)例子是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中引用這個(gè)例子是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中引用GPS系統(tǒng)系統(tǒng)的典型案例。我們反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)，但要想能更好的典型案例。我們反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)，但要想能更好的維護(hù)世界和平，我們也需要了解的維護(hù)世界和

2、平，我們也需要了解GPS全球定位系統(tǒng)這種現(xiàn)代地理信息技術(shù)。全球定位系統(tǒng)這種現(xiàn)代地理信息技術(shù)。基本概念全球定位系統(tǒng)：全球定位系統(tǒng)：（Global Positioning System 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱GPS ）是具有在海、陸、空是具有在海、陸、空進(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)三進(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)三維維導(dǎo)航導(dǎo)航與與定位定位功能的功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)位系統(tǒng) 。通俗地說(shuō)：利用衛(wèi)星，在全通俗地說(shuō)：利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)適時(shí)進(jìn)行導(dǎo)航、定球范圍內(nèi)適時(shí)進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)位的系統(tǒng) 在美國(guó)在美國(guó),共同給列為共同給列為20世紀(jì)世紀(jì)“三大三大航天工程航天工程”. 全球定位系統(tǒng)是美國(guó)從本世紀(jì)全球定位系統(tǒng)是美國(guó)從本

3、世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)年代開(kāi)始研制，歷時(shí)20年，年，耗資耗資200億美元，于億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。目前的全球覆蓋率為98%。 在美國(guó)在美國(guó),GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)全球衛(wèi)星定位技術(shù)與與“阿波羅阿波羅”飛船登月飛船登月,航天飛機(jī)升空航天飛機(jī)升空,共同給列為共同給列為20世紀(jì)世紀(jì)“三大三大航天工程航天工程” 它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。 在沙漠中迷路時(shí)，可用哪種方式獲知在沙漠中迷路時(shí)，可用哪種方式獲知自己所

4、處的具體位置信息（自己所處的具體位置信息（ ）A. A. 指南針指南針 B. GPSB. GPS設(shè)備設(shè)備C. C. 遙感圖像遙感圖像 D. D. 地形圖地形圖 在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美英聯(lián)軍的制導(dǎo)導(dǎo)彈在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美英聯(lián)軍的制導(dǎo)導(dǎo)彈不受濃煙、沙塵的影響，是因?yàn)椴扇×瞬皇軡鉄煛⑸硥m的影響，是因?yàn)椴扇×耍?）A A、RSRS技術(shù)技術(shù) B B、GPSGPS技術(shù)技術(shù)C C、GISGIS技術(shù)技術(shù) D D、空間分析技術(shù)、空間分析技術(shù)BB三邊測(cè)量術(shù)原理 假如你在野外迷了路，為假如你在野外迷了路，為了確定你所處的位置，你向一了確定你所處的位置，你向一個(gè)路人詢問(wèn)，他告訴你這里離個(gè)路人詢問(wèn)，他告訴你這里離王家村王家村10

5、10千米。你于是打開(kāi)地千米。你于是打開(kāi)地圖，找到王家村，以它為圓心，圖，找到王家村，以它為圓心，按比例尺在地圖上畫(huà)一個(gè)半徑按比例尺在地圖上畫(huà)一個(gè)半徑相當(dāng)于相當(dāng)于1010千米的圓（圖）。千米的圓（圖）。 然后你又遇到了另外一個(gè)然后你又遇到了另外一個(gè)路人，他告訴你距離李家村路人，他告訴你距離李家村1515千米。你按同樣的方法，繪制千米。你按同樣的方法，繪制第二個(gè)圓（圖）。現(xiàn)在，你第二個(gè)圓（圖）。現(xiàn)在，你得到了兩個(gè)交點(diǎn)，你必定處在得到了兩個(gè)交點(diǎn)，你必定處在其中一個(gè)點(diǎn)的位置。其中一個(gè)點(diǎn)的位置。 這時(shí)，你向第三個(gè)人打聽(tīng)到，這里距離張家村這時(shí)，你向第三個(gè)人打聽(tīng)到，這里距離張家村1010千米。當(dāng)你把這個(gè)千米

6、。當(dāng)你把這個(gè)圓在地圖上畫(huà)好后，你的位置也就一目了然了（圖）。這就是三邊測(cè)圓在地圖上畫(huà)好后，你的位置也就一目了然了（圖）。這就是三邊測(cè)量術(shù)的原理。量術(shù)的原理。 GPS GPS的定位原理與的定位原理與“三邊測(cè)量術(shù)三邊測(cè)量術(shù)”原理相似。不同的是原理相似。不同的是3 3顆衛(wèi)星代替了顆衛(wèi)星代替了3 3個(gè)個(gè)村子，地圖上平面的圓變成了三維的球面。村子，地圖上平面的圓變成了三維的球面。 如圖如圖GPSGPS接收機(jī)接收接收機(jī)接收GPSGPS衛(wèi)星衛(wèi)星A A、B B、C C傳來(lái)的信號(hào)，計(jì)算出接收機(jī)與它們之傳來(lái)的信號(hào)，計(jì)算出接收機(jī)與它們之間的距離，然后分別以間的距離，然后分別以3 3顆衛(wèi)星為球心，以該衛(wèi)星到接收機(jī)之間

7、的距離為半徑，顆衛(wèi)星為球心，以該衛(wèi)星到接收機(jī)之間的距離為半徑，“繪制繪制”3 3個(gè)巨大的球體。個(gè)巨大的球體。3 3個(gè)球體會(huì)交于兩點(diǎn)，其中那個(gè)與地球表面相交的點(diǎn)個(gè)球體會(huì)交于兩點(diǎn)，其中那個(gè)與地球表面相交的點(diǎn)就是這臺(tái)就是這臺(tái)GPSGPS接收機(jī)所處的位置，然后通過(guò)計(jì)算得到該接收機(jī)所處的經(jīng)緯度。衛(wèi)接收機(jī)所處的位置，然后通過(guò)計(jì)算得到該接收機(jī)所處的經(jīng)緯度。衛(wèi)星星D D測(cè)量測(cè)量GPSGPS接收機(jī)所在的高程。接收機(jī)所在的高程。GPS測(cè)量原理問(wèn)題探討問(wèn)題探討: 按照理論按照理論,我們知道要保證地面各點(diǎn)能我們知道要保證地面各點(diǎn)能接收到信息只要接收到信息只要3顆衛(wèi)星就可以了顆衛(wèi)星就可以了,為什么為什么我們要用我們要用

8、4顆衛(wèi)星呢顆衛(wèi)星呢? 當(dāng)當(dāng)GPS收到收到3顆衛(wèi)星的信號(hào)，它只能顆衛(wèi)星的信號(hào)，它只能計(jì)算出計(jì)算出2維坐標(biāo)：經(jīng)度和緯度，這時(shí)它可維坐標(biāo)：經(jīng)度和緯度，這時(shí)它可能還會(huì)顯示高度數(shù)據(jù)，但這數(shù)據(jù)是無(wú)效的。能還會(huì)顯示高度數(shù)據(jù)，但這數(shù)據(jù)是無(wú)效的。當(dāng)當(dāng)GPS能夠收到能夠收到4顆及以上衛(wèi)星的信號(hào)時(shí)，顆及以上衛(wèi)星的信號(hào)時(shí)，它能計(jì)算出本地的它能計(jì)算出本地的3維坐標(biāo)：維坐標(biāo)：經(jīng)度、緯度、經(jīng)度、緯度、高度。高度。課堂鞏固 導(dǎo)航、授時(shí)和測(cè)距全球定位系統(tǒng)由導(dǎo)航、授時(shí)和測(cè)距全球定位系統(tǒng)由2424顆衛(wèi)星組成，分布在顆衛(wèi)星組成，分布在6 6個(gè)軌道平面上繞地個(gè)軌道平面上繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，接收并傳遞信息。如果要確定一球運(yùn)轉(zhuǎn)，接收并傳遞信息。如

9、果要確定一個(gè)人（或船只、車輛、飛機(jī)等）所處的位個(gè)人（或船只、車輛、飛機(jī)等）所處的位置，使用的衛(wèi)星不能少于（置，使用的衛(wèi)星不能少于（ ）A. A. 一顆一顆B. B. 兩顆兩顆C. C. 三顆三顆D. D. 六顆六顆C 在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)獲取大規(guī)模轟炸的在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)獲取大規(guī)模轟炸的信息資料主要應(yīng)用了（信息資料主要應(yīng)用了（ ） 遙感技術(shù)遙感技術(shù) 地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng) 全球定位技術(shù)全球定位技術(shù) 多媒體合成技術(shù)多媒體合成技術(shù)A. A. B. B. C. C. D. D. 1.1.組成：包括三大部分組成：包括三大部分 空間部分、地面控制部分、用戶設(shè)備部分空間部分、地面控制部分、用戶設(shè)備部分空空

10、間間部部分分 24顆衛(wèi)星星座顆衛(wèi)星星座用用戶戶設(shè)設(shè)備備地地面面控控制制1個(gè)主控站個(gè)主控站3個(gè)注入站個(gè)注入站5個(gè)監(jiān)控站個(gè)監(jiān)控站監(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?？刂啤⒄{(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。車載GPS接收器天線單元天線單元接收單元接收單元GPS組成組成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)空間位置空間位置組成和分布組成和分布全全球球定定位位系系統(tǒng)統(tǒng)空間空間由由21顆工作衛(wèi)星和顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，顆在軌備用衛(wèi)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)軌

11、道平面內(nèi)個(gè)軌道平面內(nèi)地面地面由分布在全球的由分布在全球的5個(gè)地面站組成（個(gè)地面站組成（5個(gè)監(jiān)控站、個(gè)監(jiān)控站、1個(gè)主控站和個(gè)主控站和3個(gè)注入站個(gè)注入站）用戶用戶導(dǎo)航接收機(jī)、測(cè)地型接收機(jī)、授時(shí)接收機(jī)導(dǎo)航接收機(jī)、測(cè)地型接收機(jī)、授時(shí)接收機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算出三維實(shí)時(shí)計(jì)算出三維坐標(biāo)坐標(biāo)速度速度以及以及時(shí)間時(shí)間GPS衛(wèi)衛(wèi)星星座星星座地面監(jiān)地面監(jiān)控系統(tǒng)控系統(tǒng)GPS信信號(hào)接收機(jī)號(hào)接收機(jī)返回返回空間部分各軌道平面相對(duì)于赤道平面的傾角為各軌道平面相對(duì)于赤道平面的傾角為55，軌道平面間距，軌道平面間距60。在每一軌道平面內(nèi)，各衛(wèi)星升交角距差在每一軌道平面內(nèi)，各衛(wèi)星升交角距差90 為了減少誤差，一般要求為了減少誤差，一般要求4

12、顆衛(wèi)星，顆衛(wèi)星，用于定位的用于定位的4顆衛(wèi)星稱為定位星座。顆衛(wèi)星稱為定位星座。返回返回地面監(jiān)控部分主控站主控站位于美國(guó)科羅拉多的斯平士（位于美國(guó)科羅拉多的斯平士（Colorado Springs）的聯(lián)合空間執(zhí)行）的聯(lián)合空間執(zhí)行中心（中心（CSOC），三個(gè)），三個(gè)注入注入站分別設(shè)在大西洋、印度洋和太平洋的三個(gè)美站分別設(shè)在大西洋、印度洋和太平洋的三個(gè)美國(guó)軍事基地上，即大西洋的阿松森（國(guó)軍事基地上，即大西洋的阿松森（Ascension）島、印度洋的狄哥）島、印度洋的狄哥伽西伽西亞亞(Diego Garcia)和太平洋的卡瓦加蘭和太平洋的卡瓦加蘭(Kwajalein),五個(gè)監(jiān)測(cè)站設(shè)在五個(gè)監(jiān)測(cè)站設(shè)在主控

13、站主控站和和三個(gè)注入站三個(gè)注入站以及以及夏威夷島夏威夷島。衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作,是否是否一直沿預(yù)定軌道運(yùn)行一直沿預(yù)定軌道運(yùn)行,要由地面設(shè)備監(jiān)控要由地面設(shè)備監(jiān)控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)星高度截止角到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)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)算，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維坐標(biāo)，甚至三維速度和時(shí)出測(cè)站的三維坐標(biāo)，甚至三維速度和時(shí)間。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

14、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)?？尚盘?hào)接收機(jī)。可以在以在任何時(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。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。理、

15、用途、功能等來(lái)分類。用戶設(shè)備類型類型應(yīng)用應(yīng)用用于用于運(yùn)動(dòng)載體運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航，分為車的導(dǎo)航，分為車載型、航海型、航空型和星載載型、航海型、航空型和星載型型能夠?qū)崟r(shí)給出載體的能夠?qū)崟r(shí)給出載體的位置位置和和速度速度，價(jià)格便宜，應(yīng)用，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛廣泛測(cè)地接收機(jī)測(cè)地接收機(jī)定位精度高，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)定位精度高，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴雜，價(jià)格較貴授時(shí)接收機(jī)授時(shí)接收機(jī)用于天文臺(tái)及無(wú)線電通訊用于天文臺(tái)及無(wú)線電通訊利用利用GPS衛(wèi)星提供的高精衛(wèi)星提供的高精度時(shí)間進(jìn)行授時(shí)度時(shí)間進(jìn)行授時(shí)用于精密大地測(cè)量和精密工程測(cè)量用于精密大地測(cè)量和精密工程測(cè)量導(dǎo)航接收機(jī)導(dǎo)航接收機(jī)返回返回閱讀指導(dǎo)閱讀指導(dǎo) 手持型手持型 CPS 接

16、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 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

17、離，實(shí)現(xiàn)間的距離，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系間的相互坐標(biāo)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“衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的新時(shí)代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的新時(shí)代”，了，了解世界上發(fā)展解世界上發(fā)展GPS的一些國(guó)家概況。的一些國(guó)家概況。 GPS GPS最初是為軍事應(yīng)用而建立的，至今仍然由美國(guó)國(guó)最初是為軍事應(yīng)用而建立的，至今仍然由美國(guó)國(guó)防部控制。結(jié)合所學(xué)知識(shí)完成下題。防部控制。結(jié)合所學(xué)知識(shí)完成下題。1. GPS1. GPS系統(tǒng)是哪些技術(shù)的結(jié)晶（系統(tǒng)是哪些技術(shù)的結(jié)晶（ ）航空航天技術(shù)航空航天技術(shù) 無(wú)線電通信技術(shù)無(wú)線電通信技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù) 基因工程基因工程A. A. B. B. C. C.

18、 D. D. 2. 2. 配備配備GPSGPS接收機(jī)的美國(guó)士兵隨時(shí)都可獲得工作衛(wèi)星接收機(jī)的美國(guó)士兵隨時(shí)都可獲得工作衛(wèi)星提供的（提供的（ ）三維位置三維位置 三維方向三維方向 運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間 伊軍士兵位置伊軍士兵位置A. A. B. B. C. C. D. D. DB課堂鞏固它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量“四度四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速：經(jīng)度、緯度、高度、速度度GPS功能1、定位:2、導(dǎo)航:我現(xiàn)在在哪里？我要去哪里？如何去？我要去哪里？如何去？3.跟蹤。跟蹤跟蹤。跟蹤-監(jiān)視人或物體的運(yùn)動(dòng)。監(jiān)視人或物體的運(yùn)動(dòng)。4.繪圖。用于繪制世界地圖。繪圖。用于繪制世界地圖。5.定時(shí)。提供精確的時(shí)

19、間。定時(shí)。提供精確的時(shí)間。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, ,主要是為各種主要是為各種軍事活動(dòng)提供定位導(dǎo)航軍事活動(dòng)提供定位導(dǎo)航. .在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，不僅在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，不僅陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈藥等，陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈藥等，也都開(kāi)始采用也都開(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)手段。目前精確制導(dǎo)武器復(fù)合制導(dǎo)的重要技術(shù)手段。裝備裝備GPSGPS制導(dǎo)系統(tǒng)之前制導(dǎo)系統(tǒng)之前, ,美軍美軍BGM-10CBGM-10C“戰(zhàn)斧戰(zhàn)斧”巡巡航導(dǎo)彈誤差約為航導(dǎo)彈誤差約為9 9米；在其米；在其“慣性和地形匹

20、配慣性和地形匹配”制導(dǎo)系統(tǒng)中加入制導(dǎo)系統(tǒng)中加入GPSGPS后，誤差降至后，誤差降至3 3米，制導(dǎo)精米，制導(dǎo)精度大大提高。度大大提高。 2 2、民用、民用GPSGPS主要用于交通車輛導(dǎo)航管理、航主要用于交通車輛導(dǎo)航管理、航空器定位及導(dǎo)航，以及大地測(cè)量空器定位及導(dǎo)航，以及大地測(cè)量野外勘測(cè)、緊急求援、旅游探險(xiǎn)、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。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)給站僅幾在羅布泊探險(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，在茫茫荒漠

21、百米。風(fēng)沙淹埋了前人走過(guò)的足跡，在茫茫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)中又渴又餓的他終于倒下了。如果當(dāng)時(shí)他有一臺(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)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

22、，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。 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 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

23、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)，行走的車輛等）。載體上的行走的車輛等）。載體上的 GPS 接接收機(jī)天線在跟蹤收機(jī)天線在跟蹤 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）【 閱讀指導(dǎo)閱讀指導(dǎo) 】 車載車載 GPS 的功用的功用信息接收信息接收信息

24、發(fā)射信息發(fā)射應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域通過(guò)車載通過(guò)車載 GPS, 可以在顯示屏可以在顯示屏上及時(shí)查看車上及時(shí)查看車輛所在的經(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)方向等向等車載電臺(tái)把定車載電臺(tái)把定位信息發(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)車輛進(jìn)行調(diào)度車輛進(jìn)行調(diào)度指揮指揮城城市市公共汽車公共汽車調(diào)度管理，旅調(diào)度管理，旅游區(qū)車輛報(bào)警游區(qū)車輛報(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)車輛的部門(mén)對(duì)車輛的調(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)在航海、航空導(dǎo)航中的應(yīng)用用應(yīng)用類型

25、應(yīng)用類型應(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GPS讓物流運(yùn)輸過(guò)程透明化讓物流運(yùn)輸過(guò)程透明化許多水庫(kù)庫(kù)區(qū)的滑坡體是要定期監(jiān)測(cè)的。現(xiàn)在許多科技人員在

26、這種監(jiān)測(cè)工作中使用了GPS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)，只要滑坡體產(chǎn)生1毫米的移動(dòng)，GPS就像火眼金睛一樣能發(fā)現(xiàn)它，這是以前常規(guī)的外觀測(cè)量方法難以想象的。在12日于北京召開(kāi)的中國(guó)全球定位系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)成立十周年大會(huì)上，來(lái)自全國(guó)各地的院士、專家們回顧了我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)十年的發(fā)展歷程，展望并研討了未來(lái)GPS技術(shù)在我國(guó)的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。 （1）民用領(lǐng)域車輛自導(dǎo)航：車船管理調(diào)度在出租車行業(yè)、長(zhǎng)途運(yùn)輸業(yè)、租車服務(wù)業(yè)等將能夠?qū)囕v進(jìn)行跟蹤、調(diào)度管理。在擁擠的停車場(chǎng)、火車調(diào)度場(chǎng)能夠準(zhǔn)確地確定車輛的位置，有效地調(diào)動(dòng)車輛。，郵遞服務(wù)，民航運(yùn)輸，郵遞服務(wù)：對(duì)重要的貨物、包裹與信函等進(jìn)行跟蹤、引導(dǎo)與保護(hù)。對(duì)貨場(chǎng)物品入庫(kù)

27、與出庫(kù)的調(diào)度能有效地確定貨物的存放地點(diǎn)，提高出貨效率，增加管理手段、避免積壓。民航運(yùn)輸：使飛機(jī)著陸時(shí)駕駛員通過(guò)儀表操作對(duì)準(zhǔn)跑道。漁業(yè)生產(chǎn)：GPS能滿足漁獵對(duì)定位的要求。同時(shí)能為捕魚(yú)船隊(duì)在法律上避免發(fā)生捕魚(yú)邊界的糾紛，提高在經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)的作業(yè)效率。搜索與求援：將更加有效地對(duì)在人跡罕至、條件惡劣的航海、登山探險(xiǎn)、滑雪、沙漠作業(yè)中失蹤的人員進(jìn)行求援搜索。道路支持：車在路上壞了時(shí)，將提高救援車輛找到你的效率。美國(guó)地面部隊(duì)在人生地不熟的沙漠里，美國(guó)地面部隊(duì)在人生地不熟的沙漠里，正是靠正是靠GPS的指向，才順利完成了各項(xiàng)的指向，才順利完成了各項(xiàng)軍事任務(wù)；現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，從幾千公里軍事任務(wù)；現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，從幾千公里

28、外發(fā)射的導(dǎo)彈能準(zhǔn)確地命中目標(biāo)，也外發(fā)射的導(dǎo)彈能準(zhǔn)確地命中目標(biāo)，也是靠的是靠的GPS技術(shù)我們技術(shù)我們1999年南聯(lián)盟使年南聯(lián)盟使館被炸，那館被炸，那5枚精確制導(dǎo)炸彈，全部是枚精確制導(dǎo)炸彈，全部是GPS精確制導(dǎo)的炸彈，那精確制導(dǎo)的炸彈，那5枚導(dǎo)彈均勻枚導(dǎo)彈均勻地分布在我們的大使館樓頂?shù)纳让嫔?，地分布在我們的大使館樓頂?shù)纳让嫔?，這是這是GPS在軍事上運(yùn)用獲得的效能。在軍事上運(yùn)用獲得的效能。 GPS系統(tǒng)的營(yíng)救范例系統(tǒng)的營(yíng)救范例 GPS系統(tǒng)在營(yíng)救系統(tǒng)在營(yíng)救F-117A隱形戰(zhàn)斗機(jī)飛行員之前，曾成功地營(yíng)隱形戰(zhàn)斗機(jī)飛行員之前，曾成功地營(yíng)救過(guò)美國(guó)救過(guò)美國(guó)F-16戰(zhàn)斗機(jī)的飛行員，戰(zhàn)斗機(jī)的飛行員，1993年年4月還

29、曾營(yíng)救過(guò)阿拉法月還曾營(yíng)救過(guò)阿拉法特特 1993年年4月，巴勒斯坦解放組織領(lǐng)導(dǎo)人阿月，巴勒斯坦解放組織領(lǐng)導(dǎo)人阿拉法特的座機(jī)在飛行途中不幸遇上沙暴，拉法特的座機(jī)在飛行途中不幸遇上沙暴，飛機(jī)被迫降落在撒哈拉大沙漠里與阿拉飛機(jī)被迫降落在撒哈拉大沙漠里與阿拉法特失去聯(lián)系的巴勒斯坦解放組織總部使法特失去聯(lián)系的巴勒斯坦解放組織總部使盡渾身解數(shù)尋找未果，最后只好借助美國(guó)盡渾身解數(shù)尋找未果，最后只好借助美國(guó)的偵察衛(wèi)星十幾小時(shí)之后，才在茫茫沙的偵察衛(wèi)星十幾小時(shí)之后，才在茫茫沙漠中找到了迫降飛機(jī)的準(zhǔn)確位置，使阿拉漠中找到了迫降飛機(jī)的準(zhǔn)確位置，使阿拉法特獲救美國(guó)使用的這種衛(wèi)星救援系統(tǒng)法特獲救美國(guó)使用的這種衛(wèi)星救援系統(tǒng)

30、正是屢見(jiàn)奇功的正是屢見(jiàn)奇功的“導(dǎo)航星導(dǎo)航星”全球定位系統(tǒng)，全球定位系統(tǒng)，即即GPS由于它全球定位及時(shí)準(zhǔn)確，被稱由于它全球定位及時(shí)準(zhǔn)確，被稱為為“當(dāng)代觀音當(dāng)代觀音. “伽利略伽利略”案例案例 當(dāng)奔馳的車輛行駛在車流熙攘的高速公路上時(shí)，當(dāng)奔馳的車輛行駛在車流熙攘的高速公路上時(shí)，司機(jī)啟動(dòng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，就可悠然自得地讀書(shū)司機(jī)啟動(dòng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，就可悠然自得地讀書(shū)看報(bào)。車輛能自動(dòng)與前車保持距離，自動(dòng)剎車看報(bào)。車輛能自動(dòng)與前車保持距離，自動(dòng)剎車或超車，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠精確到厘米。在不或超車，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠精確到厘米。在不打攪車內(nèi)乘客讀書(shū)看報(bào)的情況下，它能自動(dòng)選打攪車內(nèi)乘客讀書(shū)看報(bào)的情況下，它能自動(dòng)選擇一條

31、能避免堵塞的道路前進(jìn)。到達(dá)目的地后擇一條能避免堵塞的道路前進(jìn)。到達(dá)目的地后它會(huì)自動(dòng)報(bào)告：它會(huì)自動(dòng)報(bào)告：“您已到達(dá)。您已到達(dá)?！边@些聽(tīng)起來(lái)猶這些聽(tīng)起來(lái)猶如神話，其實(shí)它都依賴于來(lái)自太空的信號(hào)。這如神話，其實(shí)它都依賴于來(lái)自太空的信號(hào)。這種高度精確的太空信號(hào)就是由比種高度精確的太空信號(hào)就是由比GPS更先進(jìn)的更先進(jìn)的歐洲歐洲“伽利略伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的。 (1)國(guó)政府曾向全世界宣稱：任何國(guó)家都可以免費(fèi)使用美國(guó)的國(guó)政府曾向全世界宣稱：任何國(guó)家都可以免費(fèi)使用美國(guó)的GPS來(lái)進(jìn)行定位工作來(lái)進(jìn)行定位工作.美國(guó)在給其他國(guó)家使用時(shí)，在技術(shù)上打了美國(guó)在給其他國(guó)家使用時(shí)，在技術(shù)上打了很大的折扣，

32、美國(guó)自己運(yùn)用的是很大的折扣，美國(guó)自己運(yùn)用的是精碼精碼，定位精度在，定位精度在10米米以內(nèi)，以內(nèi)，甚至達(dá)到甚至達(dá)到3-5米米，別的國(guó)家想用，定位精度大約僅有，別的國(guó)家想用，定位精度大約僅有100米米的精的精度，為什么美國(guó)自己定位要非常精確，就是為了在軍事上的應(yīng)度，為什么美國(guó)自己定位要非常精確，就是為了在軍事上的應(yīng)用，進(jìn)行精確制導(dǎo)打擊。比如說(shuō)，我們用，進(jìn)行精確制導(dǎo)打擊。比如說(shuō)，我們1999年南聯(lián)盟使館被炸，年南聯(lián)盟使館被炸，那那5枚精確制導(dǎo)炸彈，全部是枚精確制導(dǎo)炸彈，全部是GPS精確制導(dǎo)的炸彈，那精確制導(dǎo)的炸彈，那5枚導(dǎo)彈枚導(dǎo)彈均勻地分布在我們的大使館樓頂?shù)纳让嫔希@是均勻地分布在我們的大使館樓頂

33、的扇面上，這是GPS在軍事上在軍事上運(yùn)用獲得的效能運(yùn)用獲得的效能 . (2)以近年發(fā)生的危機(jī)和戰(zhàn)爭(zhēng)為例，每每到了這種時(shí)刻，美國(guó)以近年發(fā)生的危機(jī)和戰(zhàn)爭(zhēng)為例，每每到了這種時(shí)刻，美國(guó)方面操縱方面操縱GPS的機(jī)構(gòu)便做出決定，為了保證和加強(qiáng)的機(jī)構(gòu)便做出決定，為了保證和加強(qiáng)GPS的軍事的軍事用途，用途，暫時(shí)關(guān)閉它的民用性能暫時(shí)關(guān)閉它的民用性能，比如關(guān)閉高速公路和電話手機(jī)，比如關(guān)閉高速公路和電話手機(jī)對(duì)對(duì)GPS信號(hào)的接收。好比魚(yú)和熊掌不可兼得，到了危機(jī)時(shí)刻，信號(hào)的接收。好比魚(yú)和熊掌不可兼得，到了危機(jī)時(shí)刻，軍用與民用的分離是一種忍痛割愛(ài)的決定。但它是必須的。一軍用與民用的分離是一種忍痛割愛(ài)的決定。但它是必須的。

34、一個(gè)作戰(zhàn)軍人或作戰(zhàn)小組靠個(gè)作戰(zhàn)軍人或作戰(zhàn)小組靠GPS在劃定方位在劃定方位,但是美國(guó)軍方可以隨但是美國(guó)軍方可以隨時(shí)篡改、偽造和關(guān)閉信號(hào)?？扑魑謶?zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)人就關(guān)閉了信時(shí)篡改、偽造和關(guān)閉信號(hào)。科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)人就關(guān)閉了信號(hào)，造成整個(gè)巴爾干地區(qū)都無(wú)法收到信號(hào)。因?yàn)樗麄儞?dān)心塞爾號(hào)，造成整個(gè)巴爾干地區(qū)都無(wú)法收到信號(hào)。因?yàn)樗麄儞?dān)心塞爾維亞的防空系統(tǒng)利用該信號(hào)操控導(dǎo)彈。毗鄰的奧地利受到波及維亞的防空系統(tǒng)利用該信號(hào)操控導(dǎo)彈。毗鄰的奧地利受到波及 3)“伽利略伽利略”確定地面位置或近地空間位確定地面位置或近地空間位置要比置要比GPS精確精確10倍。如倍。如GPS只能找到街只能找到街道，而道，而“伽利略伽利略”系統(tǒng)則能找到車庫(kù)門(mén)。系統(tǒng)則能找到車庫(kù)門(mén)。地面上甚至?xí)械孛嫔?/p>