高中地理必修三 GPS

當(dāng)你旅游或野外考察時(shí)，通常用哪些方法來辨別方向或確定你所在的位置？這些方法有什么不足？思考？將手表的時(shí)針指向太陽(yáng)，該線與表面上12時(shí)所構(gòu)成的角的平分線方向即為正南方。全球定位系統(tǒng)，即GPS（GlobalPositioningSystem），是利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來獲得地面某點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程的系統(tǒng)。它是美國(guó)20世紀(jì)70年代初開始研制，并于1994年全面建成。其主要目的是：為陸、海、空三大領(lǐng)域，提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略重要組成。一、全球定位系統(tǒng)的基本原理GPS利用的是一種被稱為“三邊測(cè)量術(shù)”（Trilateration）的方法來完成起其神奇的功能的。假如你在野外迷了路，為了確定你的位置，你向一個(gè)路過的人詢問，他只告訴你這里離王家村10里路，這個(gè)消息雖然沒有立刻解決你的問題，但給了你不少的幫助，于是你打開地圖，找到王家村，以它為圓心按比例尺在地圖上畫一個(gè)相當(dāng)于半徑為10里的圓（圖1）。然后你又遇到了另外一個(gè)過路的人，從他那里知道你現(xiàn)在距離李家村15里路，然后你按照剛才的方法繪制了第二個(gè)圓（圖2），現(xiàn)在你得到了兩個(gè)交點(diǎn)，你必定處于其中一個(gè)點(diǎn)的位置。這時(shí)，你向第三個(gè)人打聽到這里距離張家村10里路，當(dāng)你把這個(gè)圓在地圖上繪制完后，你的位置也就一目了然了。24顆星,6軌道某地點(diǎn)至衛(wèi)星的距離，是位于以衛(wèi)星為中心、所測(cè)得距離為半徑的圓球上，4個(gè)球面確定空間的唯一點(diǎn)。

簡(jiǎn)單說：兩個(gè)球面交匯是一個(gè)圓，與第三個(gè)球面交匯是兩個(gè)點(diǎn)，第四個(gè)球面確定唯一的一個(gè)點(diǎn)，每顆衛(wèi)星確定一個(gè)球面。

地球表面本身是一個(gè)球面。所以確定經(jīng)緯度只需3顆衛(wèi)星，要確定高度需4顆衛(wèi)星。全球定位原理三維定位衛(wèi)星1S1衛(wèi)星1S1衛(wèi)星2S2用戶位于在球面上用戶位于兩球相交的圓周上衛(wèi)星1S1衛(wèi)星2S2衛(wèi)星3S3?用戶位于圓周兩點(diǎn)之一上衛(wèi)星3???空間部分地面監(jiān)控系統(tǒng)用戶設(shè)備部分全球定位系統(tǒng)二、GPS組成部分

GPS信號(hào)接收包括接收機(jī)硬件、GPS數(shù)據(jù)處理軟件等用戶設(shè)備。GPS接收機(jī)能夠捕獲到GPS衛(wèi)星的信號(hào)，實(shí)時(shí)地計(jì)算出三維坐標(biāo)、速度以及時(shí)間。GPS接收機(jī)種類很多，根據(jù)用途可分為：導(dǎo)航型接收機(jī)、測(cè)地型接收機(jī)、授時(shí)型接收機(jī)等。全球定位系統(tǒng)組成之用戶設(shè)備部分表示接收機(jī)所在的經(jīng)緯度位置衛(wèi)星分布圖描繪了在你所處位置（圓心）仰望天空能搜索到的衛(wèi)星，大圓表示地平線，小圓為抬頭以45°角仰望天空的范圍。越靠近圓心，衛(wèi)星信號(hào)越強(qiáng)。圖片表示當(dāng)前能搜索到第2、7、8、11、20、27、28、31號(hào)八顆衛(wèi)星。衛(wèi)星號(hào)是衛(wèi)星發(fā)射時(shí)的序號(hào)。數(shù)字表示被接收到信號(hào)的衛(wèi)星編號(hào)，黑色柱的長(zhǎng)短表示信號(hào)強(qiáng)弱。圖片表示接收到第2、7、8、11、20、27、28、31號(hào)八顆衛(wèi)星的信號(hào)，其中第2號(hào)和第20號(hào)衛(wèi)星的信號(hào)比較弱。下圖為某旅游愛好者甲乙前后兩個(gè)時(shí)刻的GPS信息狀態(tài)。則該旅游者的移動(dòng)方向?yàn)?/p>

，

他可能位于我國(guó)

（填地形區(qū)）。

影響GPS定位精度的因素1．衛(wèi)星本身在運(yùn)行過程中的誤差。如軌道的偏差，內(nèi)部時(shí)鐘的運(yùn)行偏差等。2．GPS接收機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘與衛(wèi)星的時(shí)鐘間的偏差3．接收過程中的干擾。如大氣層中的電離層、對(duì)流層的影響，多路徑效應(yīng)、信號(hào)接收角度、環(huán)境條件的限制、人為的干擾等。三、GPS的應(yīng)用領(lǐng)域（一）GPS在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用（二）GPS在交通領(lǐng)域的應(yīng)用車輛跟蹤緊急援助提供出行路線規(guī)劃和導(dǎo)航交通指揮余純順在羅布泊探險(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)他有一臺(tái)GPS接收機(jī)，慘劇又何以發(fā)生？在地廣人稀沒有任何參照物可用以辨別方向的情況下，危險(xiǎn)無刻不在，手持GPS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。目前，許多休閑俱樂部圍繞GPS功能相繼推出“穿越”、“尋寶”、“野外拓展”等都市游戲，豐富了人們周末生活，提高了人們生活品位，深得戶外運(yùn)動(dòng)愛好者的歡迎。（三）GPS在旅游與娛樂領(lǐng)域中的應(yīng)用GPS尋寶(Geocaching)游戲開始于2000年5月，是為了紀(jì)念美國(guó)政府取消旨在降低民用GPS精度的SA政策。一些參與者在地球的某些地方放置一些“寶箱”，里面預(yù)先放著一些紀(jì)念品作為“寶物”，然后將這個(gè)“寶箱”的精確地點(diǎn)或路點(diǎn)（waypoint）信息放到網(wǎng)上公布，其他參與者就按這些信息開始“尋寶”，如果找到“寶箱”就可以取走里面的“寶物”，當(dāng)然為了讓這個(gè)游戲進(jìn)行下去，在取走寶物的同時(shí)應(yīng)該放一件禮物進(jìn)去給后來者，目前在中國(guó)也有越來越多的人參與到這個(gè)游戲中來，并且有數(shù)量可觀的“寶箱”可能就在我們身邊。全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域——地殼變形觀測(cè)全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域——精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)“北斗星”定位導(dǎo)航系統(tǒng)2007年4月14日，中國(guó)成功發(fā)射了第1顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。

2012年4月30日4時(shí)50分，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射“一箭雙星”，用“長(zhǎng)