第三節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用

全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用在伊拉克戰(zhàn)爭中，曾經(jīng)有記者問一位飛行員：“你知道去轟炸哪個城市嗎？”

飛行員回答：“不知道?！薄澳悄阍趺慈マZ炸呢？”

“容易，上級給我一個坐標(biāo)，我按計(jì)算機(jī)的指引，投下采用GPS導(dǎo)航的炸彈掉頭就走，跟我玩游戲機(jī)沒哈兩樣?！币弧⑷蚨ㄎ幌到y(tǒng)1、概念全球定位系統(tǒng)：（GlobalPositioningSystem簡稱GPS

）是具有在海、陸、空進(jìn)行全方位、實(shí)時三維導(dǎo)航與定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)是美國從本世紀(jì)70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時三維導(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%。能實(shí)時測量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。

在美國,GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與“阿波羅”飛船登月,航天飛機(jī)升空,同列為20世紀(jì)“三大航天工程”?？臻g部分24顆衛(wèi)星星座用戶設(shè)備地面控制1個主控站3個注入站5個監(jiān)控站2、全球定位系統(tǒng)組成

(1)全球，全天候工作。(2)能為用戶提供連續(xù)、實(shí)時的三維位置、三維速度和精密時間，不受天氣的影響。(3)定位精度高：單機(jī)定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級。(4)功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對GPS認(rèn)識的加深，GPS不僅在測量、導(dǎo)航、測速、測時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。3、全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)4、GPS定位原理情景體驗(yàn)：假如你現(xiàn)在在野外探險(xiǎn)，不小心迷路了，此時有3個人向你走來，你問他們這里是哪里，得到三句回答：A、這里離王家村10千米；B、這里離李家村15千米；C、這里離張家村10千米；根據(jù)這三個回答你能否在已有的地圖上找到你現(xiàn)在所在的位置？王家村李家村張家村三邊測量術(shù)原理為了確定你所處的位置，你向一個路人詢問，他告訴你這里離王家村10千米。你于是打開地圖，找到王家村，以它為圓心，按比例尺在地圖上畫一個半徑相當(dāng)于10千米的圓（圖Ａ）。然后你又遇到了另外一個路人，他告訴你距離李家村15千米。你按同樣的方法，繪制第二個圓（圖Ｂ）。現(xiàn)在，你得到了兩個交點(diǎn)，你必定處在其中一個點(diǎn)的位置。

這時，你向第三個人打聽到，這里距離張家村10千米。當(dāng)你把這個圓在地圖上畫好后，你的位置也就一目了然了（圖Ｃ）。這就是三邊測量術(shù)的原理。

GPS的定位原理與“三邊測量術(shù)”原理相似。不同的是3顆衛(wèi)星代替了3個村子，地圖上平面的圓變成了三維的球面。如圖GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星A、B、C傳來的信號，計(jì)算出接收機(jī)與它們之間的距離，然后分別以3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”3個巨大的球體。3個球體會交于兩點(diǎn)，其中那個與地球表面相交的點(diǎn)就是這臺GPS接收機(jī)所處的位置，然后通過計(jì)算得到該接收機(jī)所處的經(jīng)緯度。衛(wèi)星D測量GPS接收機(jī)所在的高程。GPS測量原理問題探討:按照理論,我們知道要保證地面各點(diǎn)能接收到信息只要3顆衛(wèi)星就可以了,為什么我們要用4顆衛(wèi)星呢?

當(dāng)GPS收到3顆衛(wèi)星的信號，它能計(jì)算出物體的3維坐標(biāo)：經(jīng)度和緯度和高程，但是這種計(jì)算只是粗略的，當(dāng)GPS能夠收到4顆及以上衛(wèi)星的信號時，它能計(jì)算出本地更加精確的3維坐標(biāo)經(jīng)度、緯度、高度二、全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用你覺得GPS有哪些用處？2、定位在哪里？1、導(dǎo)航去哪里、怎么去？3、跟蹤跟蹤監(jiān)視人或物體的運(yùn)動4、繪圖繪制世界地圖5、定時提供精確的時間二、GPS系統(tǒng)的應(yīng)用1、軍事上的定位應(yīng)用裝備GPS制導(dǎo)系統(tǒng)之前,美軍BGM-10C“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈誤差約為9米；在其“慣性和地形匹配”制導(dǎo)系統(tǒng)中加入GPS后，誤差降至3米，制導(dǎo)精度大大提高。海灣戰(zhàn)爭中美軍幾乎所有的坦克、裝甲車、飛機(jī)、艦船、各級指揮部和陸軍小分隊(duì)都裝備了GPS接收機(jī)，總數(shù)超過5萬部。在軌的16顆GPS衛(wèi)星，每天可提供19小時的三維數(shù)據(jù)，精度10—16米，測速精度0.1米/秒。當(dāng)你外出旅游或者野外探險(xiǎn)的時候，為了不迷失方向，請問你通常用哪些方法來辨別方向或確定你所在的位置？2、戶外旅游探險(xiǎn)：3、GPS系統(tǒng)的跟蹤應(yīng)用GPS在物流中的應(yīng)用GPS系統(tǒng)的應(yīng)用事例4、利用GPS進(jìn)行大壩變形監(jiān)測5、GPS在交通上的應(yīng)用(1)當(dāng)奔馳的車輛行駛在車流熙攘的高速公路上時，司機(jī)啟動自動駕駛系統(tǒng)，就可悠然自得地讀書看報(bào)。車輛能自動與前車保持距離，自動剎車或超車，自動駕駛系統(tǒng)能夠精確到厘米。在不打攪車內(nèi)乘客讀書看報(bào)的情況下，它能自動選擇一條能避免堵塞的道路前進(jìn)。到達(dá)目的地后它會自動報(bào)告：“您已到達(dá)。”這些聽起來猶如神話，其實(shí)它都依賴于來自太空的信號。這種高度精確的太空信號就是由比GPS更先進(jìn)的歐洲“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的。(2)汽車安裝上GPS接收機(jī)，不僅能利用電子地圖知道自己的方位和其他街區(qū)的車輛行駛狀況，從而繞開堵車地區(qū)，選擇最便利的路線行駛，還能在遇到劫匪報(bào)警時向警方提供自己精確的所在位置，使警方盡快趕+到．據(jù)介紹：日本90％的機(jī)動車都安裝有GPS接收機(jī)。(3)GPS電子站牌現(xiàn)身上海街頭:下一輛車離本站還有1.2千米,越3分鐘內(nèi)到達(dá).上海的許多出租車上裝備了GPS系統(tǒng).公司可以根據(jù)GPS對出租車定位,并提供無線電聯(lián)系以及電子地圖到2007年,上海1.8萬公交車全部實(shí)現(xiàn)GPS監(jiān)控.還有哪些地方可以讓GPS大顯身手，請你來補(bǔ)充。2.“GPS的