高中地理必修二课件 3.3全球定位系统及其应用.pptVIP

3.2全球定位系统及其应用,一、全球定位系统,二、全球定位系统与定位导航,练习,1. 概念和发展,(1)概念： 简称GPS，是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统,一、全球定位系统,(2)发展：,2. 组成：,空间星座 地面控制系统 用户系统,3. 特点：,全球性、全天候 、连续性、 实时性、高精度、全能性,返回,4.测量原理,全球定位系统的特点是什么,(1)全球性，全天候工作。 (2)能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气的影响(连续性、实时性)。 (3)定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。 (4)功能多，应用广(全能性)：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广泛的应用而且其应用领域不断扩大。,返回,GPS的起源,缺点：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精 度不高。,最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统(TRANSIT)，1958年研制1964年正式投入使用。由于该系统卫星数目较少(56颗)，运行高度较低(平均1 000 km)，从地面站观测到卫星的时间间隔较长(平均15 h)，因而它无法提供连续的实时三维导航，而且精度较低。为满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求，1973年美国国防部制定了GPS计划。,2卫星定位系统,1无线电导航系统,2.全球定位系统的组成,空间,由2l颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,地 面,由分布在全球的1个主控站、3个注入站和5个监控站组成,用 户,导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机,请思考：读右图，相邻两个GPS星座卫星轨道平面之间的夹角是多少度?( ) 每个卫星轨道上各有几颗卫星? 它们两两相隔多少度? ( ),60,90,4颗,卫星上的各种设备是否正常工作以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。,返回,GPS卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备即GPS信号接收机。可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。根据使用目的的不同，用户要求的GPS信号接收机也各有差异。目前世界上已有几十家工厂生产GPS接收机，产品也有几百种。这些产品可以按照原理、用途、功能等来分类。,返回,三边测量术原理,假如你在野外迷了路，为了确定你所处的位置，你向一个路人询问，他告诉你这里离王家村10千米。你于是打开地图，找到王家村，以它为圆心，按比例尺在地图上画一个半径相当于10千米的圆（图）。 然后你又遇到了另外一个路人，他告诉你距离李家村15千米。你按同样的方法，绘制第二个圆（图）。现在，你得到了两个交点，你必定处在其中一个点的位置。,这时，你向第三个人打听到，这里距离张家村10千米。当你把这个圆在地图上画好后，你的位置也就一目了然了（图）。这就是三边测量术的原理。,GPS的定位原理与“三边测量术”原理相似。不同的是3颗卫星代替了3个村子，地图上平面的圆变成了三维的球面。 如图GPS接收机接收GPS卫星A、B、C传来的信号，计算出接收机与它们之间的距离，然后分别以3颗卫星为球心，以该卫星到接收机之间的距离为半径，“绘制”3个巨大的球体。3个球体会交于两点，其中那个与地球表面相交的点就是这台GPS接收机所处的位置，然后通过计算得到该接收机所处的经纬度。卫星D测量GPS接收机所在的高程。,GPS测量原理,(三) . GPS 接收机的类型,根据用途分类 GPS 接收机分为导航型接收机、测地型接收机和授时接收机。,阅读指导手持型 CPS 接收机,手持型 GPS 接收机 多为导 航使用,液晶显 示，导 航画面 清晰， 配有背 景灯， 方便夜 问操作 功能键 齐全,不需要地 面辅助设 备，只要 收到卫星 信号，就 能快速定 位，不受 天气、行 政区域的 限制,能够计算当地的国际标准时问，处于运动状态还能指出 正 北方向，并将经过的地点、路线记录下来，方便返回时用；计算两点间的距离，实现 坐标系间的相互换；计算日出、日落时间,1 . GPS 静态导航定位与动态导航定位,二、全球定位系统与定位导航,静态定位中， GPS 接收机在捕获和跟踪 GPS 卫星的过程中固定不变，接收机高精度地测量 GPS 信号的传播时间，利用 GPS 卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的三维坐标。,而动态定位则是用 GPS 接收机侧定一个运动物体的运行轨迹。 GPS 信号接收机所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。载体上的 GPS 接收机天线在跟踪 GPS 卫星的过程中相对地球而运动，接收机用 GPS 信号实时地测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）,2 . GPS 的用途,GPS 最初就是为军方提供精确定位而建立的，至今它仍然由美国军方控制。军用 GPS 产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标、给海中的军舰导航、为军用飞机提供位置和导航信息等。,目前 GPS 系统的应用已经十分广泛，我们可以应用 GPS 信号进行海空和陆地的导航、导弹的制导、大地测量和工程侧量的精密定位、时间的传递和速度的测量等。,车载 GPS,GPS在航海、航空中,返回,海湾战争中美军几乎所有的坦克、装甲车、飞机、舰船、各级指挥部和陆军小分队都装备了GPS接收机，总数超过5万部。在轨的16颗GPS卫星，每天可提供19小时的三维数据，精度10 16米，测速精度0 .1米 / 秒。,车载 GPS 的功用,通过车载 GPS, 可以在显示屏 上及时查看车 辆所在的经纬 度、运行轨迹、 速度、行进方 向等,车载电台把定 位信息发送给 监控中心，在 电子地图上 显 示出来，可对 车辆进行调度 指挥,城市公共汽车 调度管理，旅 游区车辆报警 与调度，海关、 公安、海防等 部门对车辆的 调度与监控,GPS 在航海、航空导航中的应用,向用户提供船舶位置、 航速、航向信息、海 图、海迹显示,避免船只冲撞， 确保航行安全,把自己的位置 和航向发送到 航海管理中心,便于中心的跟 踪、搜寻和救援,空域航路、着 陆、机场监视 和管理,实现空域划分、空 中交通流量管理、 飞行路径管理,在沙漠中迷路时，可用哪种方式获知自己所处的具体位置信息（ ） A. 指南针 B. GPS设备 C. 遥感图像 D. 地形图,课堂巩固：,在海湾战争中，美英联军的制导导弹不受浓烟、沙尘的影响，是因为采取了（ ） A、RS技术 B、GPS技术 C、GIS技术 D、空间分析技术,B,B,例1 下列关于全球定位系统的叙述。不正确的是( ),A GPS是利用卫星进行导航、定位的系统 BGPS包括两大部分，即空间部分和地面控制部分 C GPS卫星星座由24颗卫星组成 D野外旅行，只要拥有GPS信号接收机，可随时知道自己所处的经纬度,B,例 2 在伊拉克战争中，伊拉克点燃巴格达周围的战壕石油阻碍美军进攻，但美军事专家指出，烟雾对于美军的卫星制导导弹没有影响 ， 请问美军的卫星制导导弹采 用的技术是（ ） A GIS 系统 B . RS 技术 C . GPS 技术 D . lT技术,C,解析：美军使用的导弹采用全球定位系统枝术，实行定位轰炸，烟雾不会产生形响。,3.在海湾战争中，美国获取大规模轰炸的信息资料主要应用了（ ） 遥感技术 地理信息系统 全球定位技术 多媒体合成技术 A. B. C. D. ,A,例 2 1999 年 3 月 27 日，北约部队一架 F 一 117A 隐形战斗机被南联盟防空部队击落。飞行员跳伞后在脚触地的一刹那，通过手持型信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约空袭南联盟指挥所后，美军立即安排了救援行动。 6 小时后，当一架 EA 一 6B 电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架 MH 一 6