全球定位系统.ppt

当奔驰的车辆行驶在车流熙攘的高速公路上时，司机启动自动驾驶系统，就可悠然自得地读书看报。车辆能自动与前车保持距离，自动刹车或超车，自动驾驶系统能够精确到厘米。在不打搅车内乘客读书看报的情况下，它能自动选择一条能避免堵塞的道路前进。到达目的地后它会自动报告：“您已到达。”这些听起来犹如神话，其实它都依赖于来自太空的信号。这种高度精确的太空信号就是由比GPS更先进的欧洲“伽利略”卫星导航系统提供的。,汽车安装上GPS接收机，不仅能利用电子地图知道自己的方位和其他街区的车辆行驶状况，从而绕开堵车地区，选择最便利的路线行驶，还能在遇到劫匪报警时向警方提供自己精确的所在位置，使警方尽快赶+到据介绍：日本90的机动车都安装有GPS接收机。,GPS电子站牌现身上海街头:下一辆车离本站还有1.2千米,约3分钟内到达.上海的许多出租车上装备了GPS系统.公司可以根据GPS对出租车定位,并提供无线电联系以及电子地图,三、全球定位系统,一、全球定位系统,三、GPS定位原理,四、全球定位系统应用,二、全球定位系统组成,一、全球定位系统,1、基本概念,全球定位系统：（GlobalPositioningSystem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。,通俗地说：利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统。,导航卫星系统将为导航、定位、授时、测速、测向、测形变、降雨和电离层探测等方面提供服务,美国的GPS系统俄罗斯GLONASS系统中国北斗星欧洲伽利略,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,二、全球定位系统组成,空间部分,24颗卫星星座,用户设备,地面控制,1个主控站3个注入站5个监控站,GPS组成,GPS卫星星座,地面监控系统,GPS信号接收机,空间部分,各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55，轨道平面间距60。在每一轨道平面内，各卫星升交角距差90,为了减少误差，一般要求4颗卫星，用于定位的4颗卫星称为定位星座。,车载GPS接收器,专业型测地型接收机,天线单元,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。,三、GPS定位原理,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。,各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55，轨道平面间距60。在每一轨道平面内，各卫星升交角距差90。,为了减少误差，一般要求4颗卫星，用于定位的4颗卫星称为定位星座。,课堂巩固,导航、授时和测距全球定位系统由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面上绕地球运转，接收并传递信息。如果要确定一个人（或船只、车辆、飞机等）所处的位置，使用的卫星不能少于（）A.一颗B.两颗C.三颗D.六颗,第一次海湾战争中，美国空军首次使用GPS而大获成功。在为使用GPS之前，打击某个目标可能要使用多枚炸弹，而使用GPS精确制导武器1枚就可以命中目标。这既提高了打击效果，又能避免伤及平民；利用GPS，在沙漠里每一个作战单位都可以知道自己前方、后方其他作战单位的精确位置；GPS在搜索营救中也能发挥作用，一旦己方飞机被打落，发出的信号能及时被发现，并能为救援节省时间。,材料一,材料二,在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行员：“你知道去轰炸哪座城市吗？”飞行员回答：“不知道。”“那么你知道轰炸的是什么目标吗？”“不知道。”“那你怎么去轰炸呢”“容易，上级给我一个坐标，我按计算机的指引，投下采用GPS导航的炸弹掉头就走，跟玩游戏没啥两样。”,说说GPS主要优点,GPS主要优点：,(1)全球,全天候工作(2)实时性,能提供连续、实时的三维位置、速度和精密时间，不受天气的影响。（3）高精度（4）自动测量（5）应用广泛、多功能,GPS最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国防部控制。结合所学知识完成下题。1.GPS系统是哪些技术的结晶（）航空航天技术无线电通信技术计算机技术基因工程A.B.C.D.2.配备GPS接收机的美国士兵随时都可获得工作卫星提供的（）三维位置三维方向运动速度和时间伊军士兵位置A.B.C.D.,D,B,课堂巩固,它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度,GPS功能,1、定位:2、导航:,我现在在哪里？,我要去哪里？如何去？,3、跟踪:跟踪-监视人或物体的运动。4、绘图:用于绘制世界地图。5、定时:提供精确的时间。,二、全球定位系统的应用,应用原理：定位导航（卫星不间断地发送自身的数据参数和时间信息，用户接收到这些信息后经过计算，求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。）,GPS系统的应用范例(1)当奔驰的车辆行驶在车流熙攘的高速公路上时，司机启动自动驾驶系统，就可悠然自得地读书看报。车辆能自动与前车保持距离，自动刹车或超车，自动驾驶系统能够精确到厘米。在不打搅车内乘客读书看报的情况下，它能自动选择一条能避免堵塞的道路前进。到达目的地后它会自动报告：“您已到达。”这些听起来犹如神话，其实它都依赖于来自太空的信号。这种高度精确的太空信号就是由比GPS更先进的欧洲“伽利略”卫星导航系统提供的。(2)汽车安装上GPS接收机，不仅能利用电子地图知道自己的方位和其他街区的车辆行驶状况，从而绕开堵车地区，选择最便利的路线行驶，还能在遇到劫匪报警时向警方提供自己精确的所在位置，使警方尽快赶+到据介绍：日本90的机动车都安装有GPS接收机。(3)GPS电子站牌现身上海街头:下一辆车离本站还有1.2千米,约3分钟内到达.上海的许多出租车上装备了GPS系统.公司可以根据GPS对出租车定位,并提供无线电联系以及电子地图,二、GPS与定位导航,GPS应用,军事:导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现,测绘：有哪些优势？有哪些具体应用领域？,交通：关键是导航,救援：关键是定位,农业：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？,娱乐旅游,当你外出旅游或者野外探险的时候，为了不迷失方向，请问你通常用哪些方法来辨别方向或确定你所在的位置？,1、车载GPS的功用,使装有GPS的出租车配备合理，能最大程度的满足乘客的要求，从而减少了空载率，降低能源消耗，节省运行成本，并使行车、乘车安全系数大大提高等功能。,2、航海应用,“北斗”卫星导航系统是中国独立发展、自主运行的全球卫星导航系统，同时也是国家正在建设的重要空间信息基础设施。“北斗”系统的建设，促进了全球卫星导航领域的合作发展与技术进步。,北斗卫星导航系统BDSBeiDouNavigationSatelliteSystem,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒,.,“北斗”卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成，空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成。,短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。可以达到一次传送达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。它同时具备定位与通讯功能，不需要其他通讯系统支持。而GPS只能定位。,精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。,四大功能,精密授时精度达20纳秒。,系统容纳的最大用户数：540000户/小时。,根据系统建设总体规划，按照“三步走”的发展战略，2012年左右，系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力；2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。可以说，未来自主知识产权导航系统的应用，将打破国外对我国技术的垄断和限制，尤其在军事领域拥有自主权，将在国家安全防护和国民经济的建设中发挥更重要的作用。,经过不断发展和建设，“北斗”卫星导航系统已在我国的测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益，特别是在四川汶川、青海玉树抗震救灾中发挥了非常重要的作用。,北斗卫星导航系统民用功能,（2）气象应用北斗导航卫星气象应用的开展，可以促进中国天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测，也可以提高空间天气预警业务水平，提升中国气象防灾减灾的能力。,（3）交通管理、车辆、船舶定位,（1）个人位置服务当你进入不熟悉的地方时，你可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走的路线。,例如，在铁路运输领域，通过安装卫星导航终端设备，可极大缩短列车行驶间隔时间，降低运输成本，有效提高运输效率。当飞机在机场跑道着陆时，最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离。利用卫星导航精确定位与测速的优势，可实时确定飞机的瞬时位置，有效减小飞机之间的安全距离，甚至在