全球定位系統(tǒng)及應(yīng)用

1、全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用 Design by cj 在伊拉克戰(zhàn)爭中，曾經(jīng)有記者問一位飛行在伊拉克戰(zhàn)爭中，曾經(jīng)有記者問一位飛行員：員：“你知道去轟炸哪個城市嗎？你知道去轟炸哪個城市嗎？” 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，上級給我一個坐標，我按計算容易，上級給我一個坐標，我按計算機的指引，投下采用機的指引，投下采用GPS導航的炸彈掉頭導航的炸彈掉頭就走，跟我玩游戲機沒哈兩樣。就走，跟我玩游戲機沒哈兩樣。” 這個例子是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中引用這個例子是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中引用GPS系統(tǒng)系統(tǒng)的典型案例。我們反對戰(zhàn)爭，但要想能更好的典型案例。我

2、們反對戰(zhàn)爭，但要想能更好的維護世界和平，我們也需要了解的維護世界和平，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)。 到底什么是到底什么是GPS呢？呢？1、概念、概念 全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(Global positioning system，簡稱簡稱GPS)是具有在是具有在海、陸、空海、陸、空進行進行全方位、實時三全方位、實時三維導航與定位功能維導航與定位功能的新一代的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。2、導航與定位技術(shù)的發(fā)展、導航與定位技術(shù)的發(fā)展 在遙遠的時代，人們對廣袤的大地知之甚少，在遙遠的時代，人們對廣袤的大地知之甚少，加上交通條

3、件落后，人們很少遠行。那時在野外加上交通條件落后，人們很少遠行。那時在野外用來定向的主要是尋找野外的一些標志用來定向的主要是尋找野外的一些標志，比如建，比如建筑、高山、河流、峽谷以及一些人工制作的路標筑、高山、河流、峽谷以及一些人工制作的路標等，然后在地圖上確定自己的位置。那時航海更等，然后在地圖上確定自己的位置。那時航海更是受到定向和導航技術(shù)的嚴重制約，船只為了防是受到定向和導航技術(shù)的嚴重制約，船只為了防止迷路，不得不緊貼著海岸航行，依靠燈塔導航，止迷路，不得不緊貼著海岸航行，依靠燈塔導航，遠洋的航海更是無從談起。遠洋的航海更是無從談起。導航與定位技術(shù)發(fā)展的全過程導航與定位技術(shù)發(fā)展的全過程世

4、界七大奇跡之一世界七大奇跡之一亞歷山大燈塔亞歷山大燈塔 之后，人們之后，人們利用夜空的星辰來確定方位利用夜空的星辰來確定方位的的方法方法 ，北極星是最重要的一個發(fā)現(xiàn)。古代腓尼，北極星是最重要的一個發(fā)現(xiàn)。古代腓尼基人就成功地利用這種方法從埃及航行到希臘基人就成功地利用這種方法從埃及航行到希臘的克里特島。的克里特島。 但使用這種方法的限制因素很多，必須但使用這種方法的限制因素很多，必須是夜晚，而且還得是晴朗的夜空下才行。是夜晚，而且還得是晴朗的夜空下才行。 在接下來的時間里，誕生了兩件改變歷史的在接下來的時間里，誕生了兩件改變歷史的發(fā)明：發(fā)明：指南針和六分儀指南針和六分儀。指南針可以指明。指南針可

5、以指明南北方南北方向向，這樣人們就可以輕易知道自己前進的方向了。，這樣人們就可以輕易知道自己前進的方向了。而六分儀而六分儀可以通過測量太陽、星辰的天體高度變可以通過測量太陽、星辰的天體高度變化來確定觀察者的緯度化來確定觀察者的緯度，但卻無法確定經(jīng)度。為，但卻無法確定經(jīng)度。為了解決這個問題，英國政府曾經(jīng)用巨額了解決這個問題，英國政府曾經(jīng)用巨額“懸賞懸賞”來尋找這個發(fā)明。直到來尋找這個發(fā)明。直到18世紀的中葉，人們發(fā)明世紀的中葉，人們發(fā)明了一種了一種精確的記時計精確的記時計，利用不同時區(qū)的地方時與，利用不同時區(qū)的地方時與本初子午線之間的時差來確定經(jīng)度。利用這些發(fā)本初子午線之間的時差來確定經(jīng)度。利用

6、這些發(fā)明，人類可以大膽馳騁于大地和海洋之間，地球明，人類可以大膽馳騁于大地和海洋之間，地球的神秘面紗被一點一點地揭開了。的神秘面紗被一點一點地揭開了。羅盤羅盤 盡管人類在歷史上創(chuàng)造了各種定位的方法和工具，盡管人類在歷史上創(chuàng)造了各種定位的方法和工具，但是隨著人類社會的進一步發(fā)展，需要精準定位和一但是隨著人類社會的進一步發(fā)展，需要精準定位和一些高要求的定位。如運動物體的定位，航空航海、現(xiàn)些高要求的定位。如運動物體的定位，航空航海、現(xiàn)代戰(zhàn)爭等。而這些工具已經(jīng)遠不能滿足需要。所以，代戰(zhàn)爭等。而這些工具已經(jīng)遠不能滿足需要。所以，在近代，在近代，無線電波定位無線電波定位和和衛(wèi)星定位衛(wèi)星定位的方法應(yīng)運而生，

7、的方法應(yīng)運而生，其中其中全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)就是信息科技時代中的一種典型衛(wèi)就是信息科技時代中的一種典型衛(wèi)星定位系統(tǒng)類型。星定位系統(tǒng)類型。 在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前，遠程導航與定位在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前，遠程導航與定位主要用無線電導航系統(tǒng)。主要用無線電導航系統(tǒng)。 無線電導航系統(tǒng)無線電導航系統(tǒng) 缺點：覆蓋的工作區(qū)域??；電波傳播受大氣缺點：覆蓋的工作區(qū)域小；電波傳播受大氣影響；定位精度不高。影響；定位精度不高。3、全球定位系統(tǒng)的組成、全球定位系統(tǒng)的組成（1）空間星座）空間星座(24顆衛(wèi)星）顆衛(wèi)星）（2）地面監(jiān)控系統(tǒng)）地面監(jiān)控系統(tǒng)（1個主控站、個主控站、3個注入站、個注入站、5個監(jiān)控站）個監(jiān)控站）（

8、3）用戶系統(tǒng)（接受設(shè)備）用戶系統(tǒng)（接受設(shè)備） 請思考：請思考：讀讀右圖，右圖，相相鄰兩個鄰兩個GPS星座衛(wèi)星軌星座衛(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?() 每個衛(wèi)星每個衛(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問題探討問題探討: 按照理論按照理論,我們知道要保證地面各點能我們知道要保證地面各點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4顆衛(wèi)星呢顆衛(wèi)星呢? 當當GPS收到收到3顆衛(wèi)星的信號，它只能顆衛(wèi)星的信號，它只能計算出計算出2維坐標：經(jīng)度和緯度，這時它可維坐標：經(jīng)度

9、和緯度，這時它可能還會顯示高度數(shù)據(jù)，但這數(shù)據(jù)是無效的。能還會顯示高度數(shù)據(jù)，但這數(shù)據(jù)是無效的。當當GPS能夠收到能夠收到4顆及以上衛(wèi)星的信號時，顆及以上衛(wèi)星的信號時，它能計算出本地的它能計算出本地的3維坐標：維坐標：經(jīng)度、緯度、經(jīng)度、緯度、高度高度。4.特點特點全能性全能性全球性全球性全天候全天候連續(xù)性連續(xù)性適時性適時性5.應(yīng)用應(yīng)用確定位置、高度確定位置、高度思考：思考：（1 1）相鄰兩個）相鄰兩個GPSGPS星座衛(wèi)星軌道平面之間的夾角是多少星座衛(wèi)星軌道平面之間的夾角是多少度？度？（2 2）每個衛(wèi)星軌道上各有幾顆衛(wèi)星？它們兩者之間相隔）每個衛(wèi)星軌道上各有幾顆衛(wèi)星？它們兩者之間相隔多少度？多少度？6060度度4顆，顆，90度度（3）利用）利用GPS定位時，地面上任何一點，在任一時刻，定位時，地面上任何一點，在任一時刻，地面上空至少要有幾顆衛(wèi)星？地面上空至少要有幾顆衛(wèi)星？ A、1顆顆 B、2顆顆 C、3顆顆 D、4