導(dǎo)航第一次課

第1章導(dǎo)航技術(shù)的術(shù)概念、內(nèi)容與發(fā)展本章主要內(nèi)容：1

導(dǎo)航的概念2導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展的全過程3四大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)4GPS的應(yīng)用5GPS的相關(guān)復(fù)習(xí)題§1GPS簡介一什么是GPS？二GPS的組成

一早期人們對(duì)廣袤的大地知之甚少，加上交通條件落后，人們很少遠(yuǎn)行。那時(shí)在野外用來定向的主要是尋找野外的一些標(biāo)志，比如建筑、高山、河流、峽谷以及一些人工制作的路標(biāo)等，然后在地圖上確定自己的位置。那時(shí)航海更是受到定向和導(dǎo)航技術(shù)的嚴(yán)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(dǎo)航，遠(yuǎn)洋的航海更是無從談起。§2

導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展的全過程世界七大奇跡之一——亞歷山大燈塔

之后，人們利用夜空的星辰來確定方位的方法，北極星是最重要的一個(gè)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的克里特島。

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。

在接下來的時(shí)間里，誕生了兩件改變歷史的發(fā)明：指南針和六分儀。指南針可以指明南北方向，這樣人們就可以輕易知道自己前進(jìn)的方向了。而六分儀可以通過測量太陽、星辰的天體高度變化來確定觀察者的緯度，但卻無法確定經(jīng)度。為了解決這個(gè)問題，英國政府曾經(jīng)用巨額“懸賞”來尋找這個(gè)發(fā)明。直到18世紀(jì)的中葉，人們發(fā)明了一種精確的記時(shí)計(jì)，利用不同時(shí)區(qū)的地方時(shí)與本初子午線之間的時(shí)差來確定經(jīng)度。利用這些發(fā)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(diǎn)一點(diǎn)地揭開了。羅盤

早期的導(dǎo)航活動(dòng)來源于人們當(dāng)時(shí)所掌握的地磁現(xiàn)象、天文知識(shí)、慣性技術(shù)等知識(shí)，導(dǎo)航精度比較低下，應(yīng)用的范圍也僅局限于陸地和海上交通，對(duì)早期海上船艦的航線安全起到了至關(guān)重要的作用，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，無線電技術(shù)開始擁有導(dǎo)航中的計(jì)時(shí)器校準(zhǔn)和方位兩側(cè)，由此進(jìn)入了無線電導(dǎo)航時(shí)代，翻開了導(dǎo)航史上的嶄新一頁。

第一個(gè)無線電導(dǎo)航系統(tǒng)-無線電信標(biāo)的問世，開創(chuàng)了海洋船舶和航空飛行器導(dǎo)航的新篇章；二20世紀(jì)20年代-無線電導(dǎo)航三20世紀(jì)60年代-衛(wèi)星導(dǎo)航時(shí)代

原蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，開創(chuàng)了空間技術(shù)造福人類的新時(shí)代。第一顆人造衛(wèi)星斯普特尼克1957年10月4日由P-7捆綁式洲際導(dǎo)彈送入軌道，正常工作了3個(gè)月1子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

第一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的代表是美國海軍武器實(shí)驗(yàn)室委托霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研制的海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（NavyNavigationSatelliteSystem—NNSS）。在該系統(tǒng)中衛(wèi)星的軌道都通過地極，故也稱“子午儀（Transit）衛(wèi)星系統(tǒng)”。

1964年該系統(tǒng)建成后即被美國軍方使用，1967年將星歷解密而提供民用服務(wù)。實(shí)踐表明，子午儀衛(wèi)星系統(tǒng)具有精度均勻、不受時(shí)間和天氣限制等優(yōu)點(diǎn)，只要系統(tǒng)的衛(wèi)星在視界內(nèi)，就可在地球表面任何地方進(jìn)行單點(diǎn)定位或聯(lián)測定位，從而獲得觀測點(diǎn)的三維地心坐標(biāo)。子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的缺陷：

由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目較少（5～6顆），運(yùn)行高度較低（平均約為1000Km），從地面觀測到衛(wèi)星的時(shí)間間隔較長（平均1.5小時(shí)），因而無法連續(xù)地提供實(shí)時(shí)三維定位信息，難以充分滿足軍事用戶和某些民事用戶的定位要求。GPS實(shí)施計(jì)劃共分三個(gè)階段：

第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段。從1973年到1979年，共發(fā)射了4顆試驗(yàn)衛(wèi)星。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟蹤網(wǎng)。

第二階段為全面研制和試驗(yàn)階段。從1979年到1984年，又陸續(xù)發(fā)射了7顆試驗(yàn)衛(wèi)星，研制了各種用途接收機(jī)。實(shí)驗(yàn)表明，GPS定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2.GPS全球定位系統(tǒng)的建立

第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段。1989年2月4日，第一顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功，宣告了GPS系統(tǒng)進(jìn)入了工程建設(shè)階段，到1994年3月，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。

§3四大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)長期以來，美國對(duì)本國軍方提供的是精確定位信號(hào)，對(duì)其他用戶提供的則是加了干擾的低精度信號(hào)——也就是說，地球上任何一個(gè)目標(biāo)的準(zhǔn)確位置，只有美國人掌握，其他國家只知道個(gè)“大概”。在海灣戰(zhàn)爭時(shí)，美國還曾置歐盟各國利益不顧，一度關(guān)閉對(duì)歐GPS服務(wù)。

為打破美國的壟斷，俄羅斯耗資30多億美元建起了自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASS(格洛納斯)。2002年，歐盟啟動(dòng)了“伽利略計(jì)劃”.中國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)取得重大進(jìn)展?！?四大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)一美國GPS系統(tǒng)二俄羅斯“格洛納斯”GLONASS三歐盟“伽利略”GALILEO四中國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)（CompassNavigationSatelliteSystem）一美國GPS系統(tǒng)

美國審計(jì)署2009年5月出臺(tái)報(bào)告指出，美國全球定位系統(tǒng)(GPS)日益老化，超期服役，前景堪憂。目前，美國正加緊部署研究GPSⅢ計(jì)劃。為了滿足到2030年的軍用、民用要求，GPSⅢ將選擇全新的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，放棄現(xiàn)有的24顆中軌道衛(wèi)星，采用全新的33顆高軌道加靜止軌道衛(wèi)星組網(wǎng)。與現(xiàn)有GPS相比，GPSⅢ的信號(hào)發(fā)射功率可提高100倍，定位精度提高到0.2-0.5米，這樣可以使GPS制導(dǎo)武器的精度達(dá)到1米以內(nèi)。屆時(shí)，GPS的定位、導(dǎo)航和授時(shí)能力將得到進(jìn)一步提高。

首顆gps一2f新型導(dǎo)航衛(wèi)星是2010年5月28日上天的，它標(biāo)志著美國gps現(xiàn)代化計(jì)劃再次取得了重要進(jìn)展。

2011年7月16日由德爾他-4火箭發(fā)射的第2顆gps-2f衛(wèi)星已經(jīng)開始在軌服役。二俄羅斯“格洛納斯”GLONASS

(GlobalNavigationSatelliteSystem)

前蘇聯(lián)從80年代初開始建設(shè)的與美國GPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，覆蓋范圍包括全部地球表面和近地空間，也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測控制站和用戶設(shè)備三部分組成。雖然“格洛納斯”系統(tǒng)的第一顆衛(wèi)星早在1982年就已發(fā)射成功，但受蘇聯(lián)解體影響，整個(gè)系統(tǒng)發(fā)展緩慢。直到1995年，俄羅斯耗資30多億美元，才完成了GLONASS導(dǎo)航衛(wèi)星星座的組網(wǎng)工作。目前此衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)由俄羅斯國防部控制。地面控制部分全部都在俄羅斯領(lǐng)土境內(nèi)。

GLONASS系統(tǒng)的衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星組成，均勻分布在3個(gè)近圓形的軌道平面上，每個(gè)軌道面8顆衛(wèi)星，軌道高度19100公里，運(yùn)行周期11小時(shí)15分，軌道傾角64.8°。

俄羅斯對(duì)GLONASS系統(tǒng)采用了軍民合用、不加密的開放政策。GLONASS一開始就沒有加SA干擾，所以其民用精度優(yōu)于加SA的GPS。

不過，GLONASS應(yīng)用普及情況則遠(yuǎn)不及GPS，這主要是俄羅斯并沒有開發(fā)民用市場。另外，GLONASS衛(wèi)星平均在軌壽命較短，由于俄羅斯航天局經(jīng)費(fèi)困難，無力補(bǔ)網(wǎng)，導(dǎo)致軌道衛(wèi)星不能獨(dú)立組網(wǎng)，只能與GPS聯(lián)合使用。致使實(shí)用精度大大下降。2011年12月，俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第二次實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。目前，格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)共有衛(wèi)星31顆，包括用于傳輸信號(hào)衛(wèi)星24顆、備用衛(wèi)星3顆及4顆用于維修和飛行測試的衛(wèi)星。三歐盟“伽利略”GALILEO

總投資達(dá)３５億歐元的伽利略計(jì)劃是歐洲自主的、獨(dú)立的民用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，提供高精度，高可靠性的定位服務(wù)，實(shí)現(xiàn)完全非軍方控制、管理，可以進(jìn)行覆蓋全球的導(dǎo)航和定位功能。

歐盟發(fā)展“伽利略”衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以減少歐洲對(duì)美國軍事和技術(shù)的依賴，打破美國對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航市場的壟斷。法國總統(tǒng)希拉克曾表示，沒有“伽利略”計(jì)劃，歐洲“將不可避免地成為附庸，首先是科學(xué)和技術(shù)，其次是工業(yè)和經(jīng)濟(jì)”。建成后的“伽利略”全球定位系統(tǒng)與美國的“全球定位系統(tǒng)”(GPS)相比，建成后的伽利略系統(tǒng)將具備至少3方面優(yōu)勢：

首先，其覆蓋面積將是GPS系統(tǒng)的兩倍，可為更廣泛的人群提供服務(wù)；

其次，其地面定位誤差不超過1米，精確度要比GPS高5倍以上，用專家的話說，“GPS只能找到街道，而伽利略系統(tǒng)則能找到車庫門”；

第三，伽利略系統(tǒng)使用多種頻段工作，在民用領(lǐng)域比GPS更經(jīng)濟(jì)、更透明、更開放。

不過，從誕生之初，伽利略計(jì)劃就由于歐盟國家之間在資金投入上的扯皮而一再延遲。迄今為止，僅有兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星在2005年和2008年發(fā)射升空，整個(gè)伽利略計(jì)劃的投資也飆升至72億美元。四中國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)

（CompassNavigationSatelliteSystem）1“北斗一號(hào)”系統(tǒng)2“北斗二號(hào)”系統(tǒng)2003年5月25日，我國成功地將第三顆“北斗一號(hào)”導(dǎo)航定位衛(wèi)星送入太空。前兩顆“北斗一號(hào)”衛(wèi)星分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射升空，第三顆發(fā)射的是導(dǎo)航定位系統(tǒng)的備份星，它與前兩顆“北斗一號(hào)”工作星組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，確保全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息。中國自行研發(fā)的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)

1“北斗一號(hào)”系統(tǒng)“北斗一號(hào)”系統(tǒng)的主要功能是：*定位：快速確定用戶所在地的地理位置，向用戶及主管部門提供導(dǎo)航信息。*通訊：用戶與用戶、用戶與中心控制系統(tǒng)間均可實(shí)現(xiàn)雙向短數(shù)字報(bào)文通信。*授時(shí)：中心控制系統(tǒng)定時(shí)播發(fā)授時(shí)信息，為定時(shí)用戶提供時(shí)延修正值。衛(wèi)星1☆星下點(diǎn)1星下點(diǎn)2☆

定位圓1定位圓2地面中心站衛(wèi)星2北斗一號(hào)定位原理2007年2月3日零時(shí)28分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭，成功將北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星送入太空。這是我國發(fā)射的第四顆北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星，從而拉開了建設(shè)“北斗二號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的序幕。計(jì)劃于2020年完成，共有35顆衛(wèi)星。1“北斗二號(hào)”系統(tǒng)“北斗二號(hào)”系統(tǒng)3大功能：＊快速定位：定位精度與GPS民用精度相當(dāng)；＊短報(bào)文通信：一次課傳送多大120個(gè)漢字的信息；＊精密授時(shí)：精度達(dá)20納秒。

從目前的競爭格局看，GPS無疑還占據(jù)著主導(dǎo)地位，但它的優(yōu)勢正逐步被其他3大系統(tǒng)所取代。從技術(shù)和應(yīng)用前景上看，四大系統(tǒng)各有優(yōu)劣，如果說GPS勝在成熟，伽利略勝在精準(zhǔn)，那么格洛納斯的最大價(jià)值就在于抗干擾能力強(qiáng)，而中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)勢則在于互動(dòng)性和開放性。

§4GPS的應(yīng)用二新興應(yīng)用領(lǐng)域一傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域＊軍事＊測量＊交通導(dǎo)航＊救援＊農(nóng)業(yè)＊林業(yè)＊在旅游及野外考察一傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域1軍事（1）GPS在戰(zhàn)場上的應(yīng)用（2）GPS在電子戰(zhàn)爭中的應(yīng)用（3）GPS在武器試驗(yàn)中的應(yīng)用

（1）GPS在戰(zhàn)場上的應(yīng)用

在1990年的海灣戰(zhàn)爭中，雖然當(dāng)時(shí)GPS系統(tǒng)還未全面建成，空間只有部分GPS衛(wèi)星在運(yùn)行，但它在多國部隊(duì)多兵種應(yīng)用，顯示了它的優(yōu)越性，發(fā)揮了很大的作用。

戰(zhàn)爭初期，美國裝備了900套GPS接收機(jī)，在戰(zhàn)爭中迅速增加，到戰(zhàn)爭后期裝備了5,000多套。連同它的盟國部隊(duì)共裝備了10,000多套。直到戰(zhàn)爭結(jié)束還有數(shù)千套合同產(chǎn)品還在生產(chǎn)中。（1）GPS在戰(zhàn)場上的應(yīng)用

因?yàn)楫?dāng)時(shí)多國部隊(duì)是跨國界、跨地區(qū)作戰(zhàn)，地理環(huán)境相當(dāng)陌生，僅依靠地圖是實(shí)在有限的，據(jù)說正是因?yàn)橛辛耸殖中虶PS的幫助，才使許多美國士兵得以生。事實(shí)證明它最適合單兵及快速反應(yīng)部隊(duì)行動(dòng)，因?yàn)樗鼭M足快速、靈活、多變的戰(zhàn)時(shí)環(huán)境，功效是傳統(tǒng)導(dǎo)航工具無法達(dá)到的。目前已成為許多國外士兵的標(biāo)準(zhǔn)裝備之一。

空中轟炸

安裝GPS接收機(jī)的飛機(jī)，不僅改善了導(dǎo)航精度，并且由于把要轟炸的目標(biāo)作為一個(gè)“航路點(diǎn)”，有效改善炸彈投放精度。利用GPS導(dǎo)航功能，戰(zhàn)斗機(jī)的飛行與投彈不受白天黑夜、可視距離的影響，可以避開敵方雷達(dá)視距低空穿越飛行，減少損失，重創(chuàng)敵人。戰(zhàn)場偵察

無論山區(qū)密林、沙漠田野，帶著GPS接收機(jī)，偵察員們掌握自己位置，記錄敵方位置，再不會(huì)犯方向和路線的錯(cuò)誤?？罩袀刹?，多架飛機(jī)，利用GPS連續(xù)測定自身位置，利用無線電測向、空中攝影等方法確定敵方地面部署、防空雷達(dá)的位置，快速有效的獲得戰(zhàn)時(shí)地圖。精密制導(dǎo)

導(dǎo)彈彈頭上安裝GPS接收機(jī)，隨時(shí)測定導(dǎo)彈位置，進(jìn)行彈道偏差修正，準(zhǔn)確命中目標(biāo)。命中目標(biāo)的誤差可達(dá)到1米，并且命中目標(biāo)的誤差不受導(dǎo)彈射程（即使為數(shù)千公里）的影響。搜索救援

主動(dòng)式搜索救援：始終監(jiān)視救援范圍內(nèi)的情況，跟蹤目標(biāo)，根據(jù)GPS測定的位置組織救援，提高救援成功率。被動(dòng)式搜索救援：配備帶有GPS接收機(jī)的緊急求救無線發(fā)信裝置（一般放在頭盔上）的指戰(zhàn)員們主動(dòng)求救。地面作戰(zhàn)

部隊(duì)集結(jié)調(diào)動(dòng)、穿越陌生區(qū)域、戰(zhàn)場補(bǔ)給、協(xié)同作戰(zhàn)、識(shí)別敵我陣地、行軍路線，有了GPS接收機(jī)，保證不會(huì)發(fā)生立場和路線的錯(cuò)誤。甚至指揮員在制定戰(zhàn)斗方案時(shí)，利用各部隊(duì)根據(jù)GPS確定并連續(xù)發(fā)送過來的實(shí)時(shí)位置，再配上一臺(tái)筆記本電腦，就可在矢量地圖的環(huán)境下，更科學(xué)地指揮現(xiàn)代戰(zhàn)爭。布雷掃雷

可記錄下水雷或地雷的精確位置，既避免了誤傷自己人，戰(zhàn)爭結(jié)束后，清理戰(zhàn)場也安全得多。GPS在電子戰(zhàn)爭中的應(yīng)用

對(duì)敵方電子發(fā)射源的定位

多架飛機(jī)，利用GPS連續(xù)測定自身位置，利用無線電測向等方法確定敵方地面防空系統(tǒng)或雷達(dá)的位置，進(jìn)而直接摧毀敵軍地面雷達(dá)系統(tǒng)。

誘惑導(dǎo)彈脫靶

敵方導(dǎo)彈攻擊我方飛機(jī)時(shí)，為了擺脫導(dǎo)彈，我方飛機(jī)需要投放金屬箔條，造成假目標(biāo)，好象孫捂空一把毫毛就出來千萬個(gè)小捂空，誘惑導(dǎo)彈打錯(cuò)目標(biāo)，脫離飛機(jī)。但敵方導(dǎo)彈還受敵方雷達(dá)指揮。雷達(dá)只有在我方飛機(jī)機(jī)頭對(duì)準(zhǔn)基本地面雷達(dá)時(shí)投放金屬箔條，才會(huì)被誘惑，分不清真假。而GPS實(shí)時(shí)確定我方飛機(jī)位置，根據(jù)預(yù)先已知的敵方雷達(dá)位置，控制飛機(jī)進(jìn)入適宜投放金屬箔條的飛行方向。2測量

（1）各種控制測量（2）地形測圖

（3）放樣一傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域（1）各種控制測量

傳統(tǒng)的大地測量、工程控制測量采用三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)方法來施測，不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí)，要求點(diǎn)間通視，而且精度分布不均勻，且在外業(yè)不知精度如何而采用GPS的RTK(Real-timekinematic）來進(jìn)行控制測量，能夠?qū)崟r(shí)知道定位精度，如果點(diǎn)位精度要求滿足了，用戶就可以停止觀測了，而且知道觀測質(zhì)量如何，這樣可以大大提高作業(yè)效率。

如果把RTK用于公路控制測量、電子線路控制測量、水利工程控制測量、大地測量、則不僅可以大大減少人力強(qiáng)度、節(jié)省費(fèi)用，而且大大提高工作效率，測一個(gè)控制點(diǎn)在幾分鐘甚至于幾秒鐘內(nèi)就可完成。

僅需一人背著儀器在要測的地形地貌碎部點(diǎn)呆上一二秒種，并同時(shí)輸入特征編碼，通過手簿可以實(shí)時(shí)知道點(diǎn)位精度，把一個(gè)區(qū)域測完后回到室內(nèi)，由專業(yè)的軟件接口就可以輸出所要求的地形圖，這樣用RTK僅需一人操作，不要求點(diǎn)間通視，大大提高了工作效率，采用RTK配合電子手簿可以測設(shè)各種地形圖，如普通測圖、鐵路線路帶狀地形圖的測設(shè)，公路管線地形圖的測設(shè)，配合測深儀可以用于測水庫地形圖，航海海洋測圖等等。

（2）地形測圖

采用RTK技術(shù)放樣時(shí)，僅需把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到電子手簿中，背著GPS接收機(jī)，它會(huì)提醒你走到要放樣點(diǎn)的位置，既迅速又方便，由于GPS是通過坐標(biāo)來直接放樣的，而且精度很高也很均勻，因而在外業(yè)放樣中效率會(huì)大大提高，且只需一個(gè)人操作。（3）放樣

出租車、租車服務(wù)、物流配送等行業(yè)利用GPS技術(shù)對(duì)車輛進(jìn)行跟蹤、調(diào)度管理，合理分布車輛，以最快的速度響應(yīng)用戶的乘車或送請(qǐng)求，降低能源消耗，節(jié)省運(yùn)行成本。GPS在車輛導(dǎo)航方面發(fā)揮了重要的角色，在城市中建立數(shù)字化交通電臺(tái)，實(shí)時(shí)發(fā)播城市交通信息，車載設(shè)備通過GPS進(jìn)行精確定位，結(jié)合電子地圖以及實(shí)時(shí)的交通狀況，自動(dòng)匹配最優(yōu)路徑，并實(shí)行車輛的自主導(dǎo)航。民航運(yùn)輸通過GPS接收設(shè)備，使駕駛員著陸時(shí)能準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)跑道，同時(shí)還能使飛機(jī)緊湊排列，提高機(jī)場利用率，引導(dǎo)飛機(jī)安全進(jìn)離場。

二新型應(yīng)用領(lǐng)域1交通導(dǎo)航

利用GPS定位技術(shù)，可對(duì)火警、救護(hù)、警察進(jìn)行應(yīng)急調(diào)遣，提高緊急事件處理部門對(duì)火災(zāi)、犯罪現(xiàn)場、交通事故、交通堵塞等緊急事件的響應(yīng)效率。特種車輛（如運(yùn)鈔車）等，可對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行報(bào)警、定位，將損失降到最低。有了GPS的幫助，救援人員就可在人跡罕至、條件惡劣的大海、山野、沙漠，對(duì)失蹤人員實(shí)施有效的搜索、拯救。裝有GPS裝置的漁船，在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，可及時(shí)定位、報(bào)警，使之能更快更即使地獲得救援。2救援

當(dāng)前，發(fā)達(dá)國家已開始把GPS技術(shù)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，即所謂的"精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作"。該方法利用GPS進(jìn)行農(nóng)田信息定位獲取，包括產(chǎn)量監(jiān)測、土樣采集等，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理，決策出農(nóng)田地塊的管理措施，把產(chǎn)量和土壤狀態(tài)信息裝入帶有GPS設(shè)備的噴施器中，從而精確地給農(nóng)田地塊施肥、噴藥。通過實(shí)施精準(zhǔn)耕作，可在盡量不減產(chǎn)的情況下，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有效避免資源浪費(fèi)，降低因施肥除蟲對(duì)環(huán)境造成的污染。3農(nóng)業(yè)

＊土壤養(yǎng)分分布調(diào)查

在播種之前，可用一種適用于在農(nóng)田中運(yùn)行的采樣車輛按一定的要求在農(nóng)田中采集土壤樣品。車輛上配置有GPS接收機(jī)和計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中配置地理信息系統(tǒng)軟件。采集樣品時(shí)，GPS接收機(jī)把樣品采集點(diǎn)的位置精確地測定出來，將其輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)依據(jù)地理信息系統(tǒng)將采樣點(diǎn)標(biāo)定，繪出一幅土壤樣品點(diǎn)位分布圖。

利用差分GPS技術(shù)可以做到：

在聯(lián)合收割機(jī)上配置計(jì)算機(jī)、產(chǎn)量監(jiān)視器和GPS接收機(jī)，就構(gòu)成了作物產(chǎn)量監(jiān)視系統(tǒng)。對(duì)不同的農(nóng)作物需配備不同的監(jiān)視器。例如監(jiān)視玉米產(chǎn)量的監(jiān)視器，當(dāng)收割玉米時(shí)，監(jiān)視器記錄下玉米所接穗數(shù)和產(chǎn)量，同時(shí)GPS接收機(jī)記錄下收割該株玉米所處位置，通過計(jì)算機(jī)最終繪制出一幅關(guān)于每塊土地產(chǎn)量的產(chǎn)量分布圖。通過和土壤養(yǎng)分含量分布圖的綜合分析，可以找出影響作物產(chǎn)量的相關(guān)因素，從而進(jìn)行具體的田間施肥等管理工作。

＊監(jiān)測作物產(chǎn)量

依據(jù)農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分布圖，設(shè)置有GPS接收機(jī)的“受控應(yīng)用”的噴施器，在GPS的控制下，依據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠精確地給田地的各點(diǎn)施肥，施用的化肥種類和數(shù)量由計(jì)算機(jī)根據(jù)養(yǎng)分含量分布圖控制。

利用飛機(jī)進(jìn)行播種、施肥、除草等工作，作業(yè)費(fèi)用昂貴。合理地布設(shè)航線和準(zhǔn)確地引導(dǎo)飛機(jī)，將大大節(jié)省飛機(jī)作業(yè)的費(fèi)用。據(jù)國外介紹，利用差分GPS對(duì)飛機(jī)精密導(dǎo)航，估計(jì)會(huì)使投資降低50%。具體應(yīng)用中，利用GPS差分定位技術(shù)可以使飛機(jī)在噴灑化肥和除草劑時(shí)減少橫向重疊，節(jié)省化肥和除草劑用量，避免過多的用量影響農(nóng)作物生長。還可以減少轉(zhuǎn)彎重疊，避免浪費(fèi)，節(jié)省資源。＊合理施肥，精確農(nóng)業(yè)管理

GPS技術(shù)在確定林區(qū)面積，估算木材量，計(jì)算可采伐木材面積，確定原始森林、道路位置，對(duì)森林火災(zāi)周邊測量，尋找水源和測定地區(qū)界線等方面可以發(fā)揮其獨(dú)特的重要的作用。在森林中進(jìn)行常規(guī)測量相當(dāng)困難，而GPS定位技術(shù)可以發(fā)揮它的優(yōu)越性，精確測定森林位置和面積，繪制精確的森林分布圖。

4林業(yè)測定森林分布區(qū)域。利用差分或測量GPS對(duì)林區(qū)各種境界線實(shí)施精確勘測、制圖和面積求算。利用差分或測量型GPS進(jìn)行圖面區(qū)劃界線的精確現(xiàn)地落界。＊森林調(diào)查、資源管理：＊GPS技術(shù)用于森林防火：

進(jìn)行火場定位，火場布兵，火場測面積，火災(zāi)損失估算，精確度高，安全性強(qiáng)，能夠?qū)崟r(shí)、快速、準(zhǔn)確地測定火險(xiǎn)位置和范圍，為防火指揮部門提供決策依據(jù)，已為國內(nèi)外防火機(jī)構(gòu)廣泛采用。

在旅游及野外考察中，比如到風(fēng)景秀麗的地區(qū)去旅游，到原始大森林、雪山峽谷或者大沙漠地區(qū)去進(jìn)行野外考察，GPS接收機(jī)是你最忠實(shí)的向?qū)А？梢噪S時(shí)知道你所在的位置及行走速度和方向，使你不會(huì)迷失路途。目前掌上型導(dǎo)航接收機(jī)已經(jīng)問世?？赏痪脮?huì)生產(chǎn)出手表式的GPS導(dǎo)航接收機(jī)。攜帶和使用就更方便?？梢哉f，GPS的應(yīng)用將進(jìn)入人們的日常生活，其應(yīng)用前景非常廣闊。5在旅游及野外考察中的應(yīng)用狗狗用GPS追蹤器

6生活GPS追蹤鞋給你的孩子買這樣的鞋就可以控制他的行程路線了

第一是體積上的改變

gps終端的體積應(yīng)該向更小更靈活的方向發(fā)展，小到類似與現(xiàn)在手表、mp3等大小，可以不用專門考慮他的存放位置，我愛放哪就放哪，當(dāng)然了，要考慮其接收效果咯！

GPS在生活中的進(jìn)一步發(fā)展趨勢：

第二是智能化的改變：

將來的導(dǎo)航系統(tǒng)或者是定位系統(tǒng)應(yīng)該能夠有人機(jī)對(duì)話的功能，即設(shè)備可以根據(jù)人的語言來對(duì)下一步要走的路或者要確定的某些事情做出反映，就象兩個(gè)人的交談一樣，不需要其他的輸入系統(tǒng)！

第三是網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展：

下一代的導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)該在3g網(wǎng)絡(luò)的支持下直接從導(dǎo)航服務(wù)器上下載地圖導(dǎo)航，而不是現(xiàn)在的單機(jī)導(dǎo)航，就省卻了又是更新地圖，又要考慮費(fèi)用，甚者還要去破解地圖，用盜版地圖，以后就是我什么時(shí)候用什么時(shí)候開通這個(gè)服務(wù)，而且因?yàn)?g網(wǎng)絡(luò)的支持，導(dǎo)致導(dǎo)航的費(fèi)用極為低廉！

第四是集成化的發(fā)展：

gps物流調(diào)度和自我導(dǎo)航集成，保證了貨主或者是物流公司人員知道自己的車在哪個(gè)位置，進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)度。而物流司機(jī)本身又知道自己的位置和將要去的位置以及解決了到陌生地方的路線的問題，不再需要低三下四的去問陌生人我應(yīng)該怎么走，求人不如求自己。

第五是信息的交流

如果幾個(gè)好朋友各自開著車一起出去郊游，那么這幾個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)互相發(fā)送信號(hào)，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，然后大家都知道各自的位置，沒有必要跟車，避免了一些危險(xiǎn)?；蛘吣憧梢栽谝粋€(gè)停車場里收集到信號(hào)，直到那邊還有停車位，這樣就避免了花上半個(gè)小時(shí)找車位，節(jié)省了時(shí)間。特別是堵車的時(shí)候，GPS可以提醒車主走哪條線路可以避免堵車。

第六是安全方面

愛車丟失了，可以通過GPS找回來這是一個(gè)基本功能。還可以控制車的速度，當(dāng)駕車者超速或者違反交通規(guī)者時(shí)，它可提醒，或者自動(dòng)讓車減速，或者是把信號(hào)發(fā)送給交管部門。這樣就避免了許多違章事件的發(fā)生。它能夠?qū)崟r(shí)測量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度6.GPS復(fù)習(xí)題目1、定位:2、導(dǎo)航:我現(xiàn)在在哪里？我要去哪里？如何去？3.跟蹤:跟蹤-監(jiān)視人或物體的運(yùn)動(dòng)。4.繪圖:用于繪制世界地圖。5.定時(shí)：提供精確的時(shí)間。思考1：（1）每個(gè)衛(wèi)星軌道上各有幾顆衛(wèi)星？4顆（3）利用GPS定位時(shí)，地面上任何一點(diǎn)，在任一時(shí)刻，地面上空至少要有幾顆衛(wèi)星？

A、1顆B、2顆C、3顆D、4顆（4）無論是在飛機(jī)或汽車上，還是在野外旅行考察，只要擁有手機(jī)大小的GPS信號(hào)接受機(jī)，你就能隨時(shí)知道自己所在地的：

A、季節(jié)B、天氣C、地理坐標(biāo)D、氣候[C][C]思考2：1999年3月27日，北約部隊(duì)一架F一117A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那，通過手持型信號(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)傳送到北約空襲南聯(lián)盟指揮所后，美軍立即安排了救援行動(dòng)。6小時(shí)后，當(dāng)一架EA一6B電子干擾機(jī)發(fā)現(xiàn)飛行員的準(zhǔn)確位置時(shí)，一架MH一6oG搜索與救援直升機(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（1）飛行員發(fā)出的呼救信號(hào)是（）A.GIS系統(tǒng)信號(hào)B.GPS系統(tǒng)信號(hào)C.RS系統(tǒng)信號(hào)D.以上都不對(duì)B（2）北約轟炸的科索沃，其氣候?qū)儆冢ǎ〢．溫帶海洋性氣候B．溫帶季風(fēng)氣候C．地中海氣候D．熱帶沙漠氣候C全球定位系統(tǒng)(GPS)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中至關(guān)重要的裝備軍事2003年3月20日，伊拉克戰(zhàn)爭爆發(fā)。美軍大批轟炸機(jī)、巡航導(dǎo)彈猛撲伊拉克首都巴格達(dá)，幾乎萬無一失地準(zhǔn)確地命中目標(biāo)。這些炸彈、導(dǎo)彈之所以都能夠?qū)崿F(xiàn)精確打擊，是因?yàn)樗鼈兌际峭ㄟ^衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)定位，提供這種定位服務(wù)的正是美國的GPS。在伊拉克戰(zhàn)爭期間，中國中遠(yuǎn)公司有一條遠(yuǎn)洋貨輪，通過馬六甲海峽駛?cè)胗《妊蠛?，被美國艦船攔阻，要求檢查船只。美國在伊拉克作戰(zhàn)，可以劃臨檢區(qū)，但不能把臨檢區(qū)劃到整個(gè)印度洋。中國貨輪不買美國的帳，不停船受檢。但后來這條船開的時(shí)間不長，發(fā)現(xiàn)船用GPS失效了，船停了下來，當(dāng)時(shí)船長以為是GPS出了故障，派技術(shù)人員檢查、檢修，但沒有發(fā)現(xiàn)故障。后來才明白是美國海軍對(duì)中國貨輪GPS進(jìn)行局部屏蔽，GPS信號(hào)通過干擾消失了。因?yàn)檫@個(gè)GPS信號(hào)是美國發(fā)出來的。美國的GPS在全世界通用的時(shí)候，大家都覺得很方便，但一旦美國不高興，隨時(shí)隨地就可以制裁你。

在美國軍隊(duì)里，GPS不僅是步兵、艦船、車輛的定位工具，而且廣泛應(yīng)用于各類武器設(shè)備乃至無人機(jī)、機(jī)器人。國產(chǎn)北斗GPS兩用衛(wèi)星信號(hào)陸用接收裝置2008年5月20日，在機(jī)場集結(jié)的我空降兵部隊(duì)手持“北斗”終端2009.7.23中國測量隊(duì)阿爾及利亞GPS測量測量汶川地震救災(zāi)人員展示北斗系統(tǒng)地面定位手持機(jī)救援

通過GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)可以對(duì)遇有險(xiǎn)情或發(fā)生事故的車輛進(jìn)行緊急援助。監(jiān)控臺(tái)的電子地圖可顯示求助信息和報(bào)警目標(biāo)，規(guī)劃出最優(yōu)援助方案，并以報(bào)警聲、光提醒值班人員進(jìn)行應(yīng)急處理。5.緊急援助應(yīng)用舉例－－GPS在交通運(yùn)輸中的作用

功能示意圖精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)設(shè)備農(nóng)業(yè)在美國新墨西哥州廣闊的平原上，我們時(shí)?？梢钥吹揭恍┡宕鞫鷻C(jī)的奶牛。其內(nèi)部還集成了GPS模塊，指揮中心可以隨時(shí)知道奶牛的當(dāng)前位置。1．GPS是進(jìn)行野外考察與探險(xiǎn)的重要工具，其作用是(

)A．隨時(shí)知道自己所在地的地理坐標(biāo)B．隨時(shí)知道自己所在地的氣候C．隨時(shí)知道自己所在地的地形D．隨時(shí)知道自己所在地的水文狀況2。下列不屬于“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用范疇的是(

)A．野外考察時(shí)用以