全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用課件1

1、遙感原理2、遙感特點(diǎn)3、遙感組成、4、將航天、航空、近地遙感探測(cè)范圍、分辨率、速度、周期按照由小到大排序

復(fù)習(xí)提問3.3全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．了解全球定位系統(tǒng)概念、組成、基本原理、GPS接收機(jī)包括哪幾種?2．全球定位系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域包括哪些?有什么作用?

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(gè)城市嗎？”

飛行員回答：“不知道。”“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?！?/p>

這個(gè)例子是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中引用GPS系統(tǒng)的典型案例。我們反對(duì)戰(zhàn)爭，但要想能更好的維護(hù)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)。

到底什么是GPS呢？1、概念

全球定位系統(tǒng)(簡稱GPS)是具有在海、陸、空進(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)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)。一、全球定位系統(tǒng)（課本95）

在遙遠(yuǎn)的古代，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。導(dǎo)航與定位技術(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(cè)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

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(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，需要精準(zhǔn)定位和一些高要求的定位。如運(yùn)動(dòng)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(yuǎn)不能滿足需要。所以，在近代，無線電波定位和衛(wèi)星定位的方法應(yīng)運(yùn)而生，其中全球定位系統(tǒng)就是信息科技時(shí)代中的一種典型衛(wèi)星定位系統(tǒng)類型。導(dǎo)航與定位技術(shù)的發(fā)展①在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前，遠(yuǎn)程導(dǎo)航與定位主要用無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（課本95）

2.無線電導(dǎo)航系統(tǒng)缺點(diǎn)：（筆記）

覆蓋的工作區(qū)域小；電波傳播受大氣影響；定位精度不高。②衛(wèi)星定位系統(tǒng)

最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國的子午儀系統(tǒng)(TRANSIT)，1958年研制．1964年正式投入使用。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1000km)，從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星的時(shí)間間隔較長(平均1．5h)，因而它無法提供連續(xù)的實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航，而且精度較低。為滿足軍事部門和民用部門對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航的迫切要求，1973年美國國防部制定了GPS計(jì)劃。3、全球定位系統(tǒng)的組成（1）空間星座(21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星）（2）地面監(jiān)控系統(tǒng)（1個(gè)主控站、3個(gè)注入站、5個(gè)監(jiān)控站）（3）用戶系統(tǒng)（接受設(shè)備）

請(qǐng)思考：讀右圖，①相鄰兩個(gè)GPS星座衛(wèi)星軌道平面之間的夾角是多少度?(

)②每個(gè)衛(wèi)星軌道上各有幾顆衛(wèi)星?它們兩兩相隔多少度?(

)60°4顆；90°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(hào)，它只能計(jì)算出2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)是無效的。要想獲得精確的3維信息坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度、高度）必須收到4顆及以上衛(wèi)星的信號(hào)記4.GPS接收機(jī)的類型Y56根據(jù)用途分類．GPS接收機(jī)分為導(dǎo)航型接收機(jī)、測(cè)地型接收機(jī)和授時(shí)接收機(jī)。類型應(yīng)用特點(diǎn)導(dǎo)航型接收機(jī)測(cè)地型接收機(jī)授時(shí)接收機(jī)［閱讀指導(dǎo)］手持型CPS接收機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域性能優(yōu)點(diǎn)功能手持型GPS

接收機(jī)多為導(dǎo)航使用液晶顯示，導(dǎo)航畫面清晰，配有背景燈，方便夜問操作．功能鍵齊全不需要地面輔助設(shè)備，只要收到衛(wèi)星信號(hào)，就能快速定位，不受天氣、行政區(qū)域的限制能夠計(jì)算當(dāng)?shù)氐膰H標(biāo)準(zhǔn)時(shí)問，處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還能指出i〔北方向，并將經(jīng)過的地點(diǎn)、路線記錄下來，方便返回時(shí)用；計(jì)算兩點(diǎn)間的距離，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系間的相互轉(zhuǎn)換；計(jì)算日出、日落時(shí)間例21999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（l）一（2）題。（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解析：（1）全球定位系統(tǒng)具有定位功能·手持型GPS接收機(jī)不需要地面輔助設(shè)備，只要能接收到衛(wèi)星信號(hào)，就能快速定位，不受天氣、行政區(qū)域的限制。（2）科索沃位于巴爾干半島，屬于地中海氣候。[跨越障礙]

5.全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么(1)全球，全天候工作。

(2)能為用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維位置、三維速度和精密時(shí)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(jí)和毫米級(jí)。

(4)功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對(duì)GPS認(rèn)識(shí)的加深，GPS不僅在測(cè)量、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)時(shí)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。思考：（1）相鄰兩個(gè)GPS星座衛(wèi)星軌道平面之間的夾角是多少度？（2）每個(gè)衛(wèi)星軌道上各有幾顆衛(wèi)星？它們兩者之間相隔多少度？60度4顆，90度（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[D][C]二.全球定位系統(tǒng)與定位導(dǎo)航——確定位置、高度Y881、定位精度2、應(yīng)用【閱讀指導(dǎo)】

車載GPS的功用信息接收信息發(fā)射應(yīng)用領(lǐng)域通過車載GPS,可以在顯示屏上及時(shí)查看車輛所在的經(jīng)緯度、運(yùn)行軌跡、速度、行進(jìn)方向等車載電臺(tái)把定位信息發(fā)送給監(jiān)控中心，在電子地圖上顯示出來，可對(duì)車輛進(jìn)行調(diào)度指揮城市公共汽車調(diào)度管理，旅游區(qū)車輛報(bào)警與調(diào)度，海關(guān)、公安、海防等部門對(duì)車輛的調(diào)度與監(jiān)控【閱讀指導(dǎo)】

GPS在航海、航空導(dǎo)航中的應(yīng)用應(yīng)用類型應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用作用航海應(yīng)用航空應(yīng)用向用戶提供船舶位置、航速、航向信息、海圖、海跡顯示避免船只沖撞，確保航行安全把自己的位置和航向發(fā)送到航海管理中心便于中心的跟蹤、搜尋和救援空域航路、著陸、機(jī)場監(jiān)視和管理實(shí)現(xiàn)空域劃分、空中交通流量管理、飛