《全球定位系统的应用》课件（3）.ppt

第一节全球定位系统的应用 北京时间2012年10月25日23时33分 中国在西昌卫星发射中心用 长征三号丙 运载火箭 将第16颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道 这标志着中国北斗区域卫星导航系统建设又迈出了坚实的一步 尝试探究 北斗导航定位系统主要应用在哪些方面 提示 目前 北斗卫星导航系统已成功应用于测绘 电信 水利 渔业 交通运输 森林防火 减灾救灾和国家安全等诸多领域 产生了显著的经济效益和社会效益 了解gps的概念 gps接收机的定位原理 掌握gps的组成部分 gps接收机的使用方法 gps的特点 主要功能及其应用领域 应用gps在生活 生产 军事等多个领域的应用 全球定位系统全球定位系统即 它是利用卫星网络来获得地面某点 和 的系统 全球定位系统由3个相对独立部分组成 即 和 空间部分由分布在距地面20200千米的 个轨道面上的 颗卫星组成 用户设备部分为gps接收机 接收3颗卫星的信号可确定接收机所在点位的位置 如果接收4颗或4颗以上的卫星信息 可计算出运动状态中接收机的速度 一 gps 经纬度 高程 空间部分 地面监控系统 用户设备部分 6 24 全球定位系统的应用gps具有 和 的特点 目前gps的主要功能是 和 其被广泛应用到军事领域 给航行中的军舰 飞机及导弹提供定位和导航信息 测量 与传统的手工测量手段相比 具有测量精度 操作简便 便携带 操作 信息自动接收 存储 交通 对车辆跟踪 调度管理 节省成本 二 1 2 3 全天候 高精度 自动测量 定位 导航 高 全天候 救援 提高对 的反应效率 在恶劣场所对失踪人员有效搜寻 救援 农业 发达国家开展 农业耕作 利用gps获取农田信息 计算机分析处理数据 决策出农田地块的管理措施 精确施肥 喷药 达到降低农业 降低 的目的 渔民有了gps 能准确测定鱼群位置 娱乐 出行 旅游 探险的好帮手 4 5 6 火灾 犯罪现场 交通事故 精准 生产成本 环境污染 教材p75 图3 1 3全球定位系统的卫星星座 提示 全球定位系统的空间部分由分布在距地面20200千米的6个轨道面上的24颗卫星 其中3颗备用 组成 每个卫星轨道面上各有4颗卫星 卫星轨道均为接近正圆的椭圆 运行周期约为11小时58分 卫星的分布使全球的任何地点 任何时间都可观测到4颗以上的卫星 这就提供了在时间上和空间上连续的全球导航能力 教材p75 图3 1 6gps接收机的信号解读 提示 1 该图表示接收机所在的经度为116 18 50 2 e 纬度为39 58 27 9 n 2 接收机所在的高度为109m 误差为5 7m 1 2 3 卫星分布图描绘了在你所处位置 圆心 仰望天空能搜索到的8颗卫星 大圆表示地平线 小圆为抬头以45 角仰望天空的范围 越靠近圆心 卫星信号越强 4 数字表示被接收到信号的卫星编号 黑色柱的长短表示信号强弱 一般能收到4 8颗卫星的信号 5 接收机往往可以锁住4颗以上的卫星 这时 接收机可按卫星的星座分布分成若干组 挑选出误差最小的一组用于定位 从而提高精度 由于卫星运行轨道 卫星时钟存在误差 大气对流层 电离层对信号的影响等原因 使gps的定位精度只有100米 为提高定位精度 普遍采用差分gps dgps 技术 建立基准站 差分台 进行gps的基准站精确坐标 与观测值进行比较 从而得出一个修正数 并对外发布 接收机 收到该修正数后 与自身比较 消去大部分误差 得到一个比较准确的位置 实验表明 利用差分gps定位精度可提高到5米 教材p76 图3 1 7gps定位示意 提示 1 每颗卫星都有自己的精确测量范围和延伸测量范围 如果接收机处于3颗或3颗以上的卫星交叉测量范围内 就能显示所处位置 2 由卫星的位置可知 在gps观测中 我们可得到卫星到接收机的距离 利用三维坐标中的三颗卫星 就可以组成3个方程式 解出观测点的位置 x y z 考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差 钟差 实际上有4个未知数 x y z和钟差 因此需要引入第4颗卫星 形成4个方程式进行求解 从而得到观测点的经纬度 高程和运动速度 3 2012年9月28日在澳大利亚bluescopesteel钢铁公司的厂房里 无人操作的起重机牢牢夹起体积庞大的钢板 准确地放置于目标地点 这就应用了澳大利亚gps生产商locata公司开发生产的新产品 超高精度的地面gps定位系统 2011年日本 3 11 大地震为有观测史以来日本最大规模的地震 本次日本大地震的救援工作 各国救援队都广泛应用gps定位器 利用gps全球定位系统快速精确定位灾民 高效完成救援 充分利用 黄金72小时 全球定位系统的应用 根据以上材料 分析探究 全球定位系统的应用领域主要有哪些 gps技术具有全天候 高精度和自动测量的特点 因此它作为先进的测量手段和新的生产力 已经由国防建设领域迅速融入到国民经济建设和社会发展的各个领域 据此回答下列问题 1 无论是在飞机或汽车上 还是在野外考察 旅行 只要拥有手掌大小的gps接收机 你就能随时知道 a 自己所在地的季节b 自己所在地的天气c 自己所在地的地理坐标d 自己所在地的气候 例证 2 具有全天候 高精度和自动测量等特点的地理信息技术是 a 遥感技术b 地理信息系统c 全球定位系统d 数字地球 3 利用gps可以 a 进行自然资源调查 环境监测b 监测地球板块运动状态和地壳变形c 预报自然灾害 对农作物估产d 处理和管理地理数据 方便用户查询 检索 答案 1 c 2 c 3 b 2010年11月 中国单兵可持式gps接受仪配发部队 大大提高作战效率 分析gps测量的主要功能是 a 为各类用户提供精密的三维坐标b 为用户提供飞机遥感影像c 为用户提供卫星遥感影像d 供用户随时查阅有关地理信息解析gps的主要功能就是准确定位与导航 答案a 练习 全球定位系统的主要应用领域 知识拓展 农业gps技术在农业中的应用当前 发达国家已开始把gps技术引入农业生产 即所谓的 精准农业耕作 我国部分地区的农业生产也使用了这种先进技术 精准农业耕作的方法如下图所示 单击此处进入5分钟小练习 教材p74探索思考提示 1 需要知道两个值 2 需要知道三个值 3 要精确知道一个人在地球上的位置 至少要知道三个值 经度 纬度和高程 海拔 需要3颗卫星定位 如果一个人 或一辆汽车 一艘轮船 在地表上运动 那么精确了解其位置需要4颗卫星