高中地理湘教版必修3全球定位系统及其应用精.1ppt课件

全球定位系统及其应用,.,在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行员：“你知道去轰炸哪个城市吗？”,飞行员回答：“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，跟我玩游戏机没哈两样。”,这个例子是现代战争中引用GPS系统的典型案例。我们反对战争，但要想能更好的维护世界和平，我们也需要了解GPS全球定位系统这种现代地理信息技术。,.,到底什么是GPS呢？,1、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。,.,2、导航与定位技术的发展,在卫星定位系统出现之前，远程导航与定位主要用无线电导航系统。无线电导航系统缺点：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不高。,世界七大奇迹之一亚历山大灯塔,.,罗盘,.,卫星定位系统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1000km)，从地面站观测到卫星的时间间隔较长(平均15h)，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。,.,美国GPS发展历程GPS实施计划共分三个阶段：第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星。研制了各种用途的接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。,.,第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网即(21+3)GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。,在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月,航天飞机升空,共同给列为20世纪“三大航天工程”.,.,3、全球定位系统的组成,（1）空间星座(24颗卫星）,（2）地面监控系统,（1个主控站、3个注入站、5个监控站）,（3）用户系统（接受设备）,.,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?(),60,4颗；,90,.,问题探讨:按照理论,我们知道要保证地面各点能接收到信息只要3颗卫星就可以了,为什么我们要用4颗卫星呢?,当GPS收到3颗卫星的信号，它只能计算出2维坐标：经度和纬度，这时它可能还会显示高度数据，但这数据是无效的。当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时，它能计算出本地的3维坐标：经度、纬度、高度。,.,4.特点,全能性,全球性,全天候,连续性,适时性,5.应用确定位置、高度,.,在遥远的时代，人们对广袤的大地知之甚少，加上交通条件落后，人们很少远行。那时在野外用来定向的主要是寻找野外的一些标志，比如建筑、高山、河流、峡谷以及一些人工制作的路标等，然后在地图上确定自己的位置。那时航海更是受到定向和导航技术的严重制约，船只为了防止迷路，不得不紧贴着海岸航行，依靠灯塔导航，远洋的航海更是无从谈起。,导航与定位技术发展的全过程,.,之后，人们利用夜空的星辰来确定方位的方法，北极星是最重要的一个发现。古代腓尼基人就成功地利用这种方法从埃及航行到希腊的克里特岛。,但使用这种方法的限制因素很多，必须是夜晚，而且还得是晴朗的夜空下才行。,.,在接下来的时间里，诞生了两件改变历史的发明：指南针和六分仪。指南针可以指明南北方向，这样人们就可以轻易知道自己前进的方向了。而六分仪可以通过测量太阳、星辰的天体高度变化来确定观察者的纬度，但却无法确定经度。为了解决这个问题，英国政府曾经用巨额“悬赏”来寻找这个发明。直到18世纪的中叶，人们发明了一种精确的记时计，利用不同时区的地方时与本初子午线之间的时差来确定经度。利用这些发明，人类可以大胆驰骋于大地和海洋之间，地球的神秘面纱被一点一点地揭开了。,.,尽管人类在历史上创造了各种定位的方法和工具，但是随着人类社会的进一步发展，需要精准定位和一些高要求的定位。如运动物体的定位，航空航海、现代战争等。而这些工具已经远不能满足需要。所以，在近代，无线电波定位和卫星定位的方法应运而生，其中全球定位系统就是信息科技时代中的一种典型卫星定位系统类型。,.,思考：（1）相邻两个GPS星座卫星轨道平面之间的夹角是多少度？（2）每个卫星轨道上各有几颗卫星？它们两者之间相隔多少度？,60度,4颗，90度,（3）利用GPS定位时，地面上任何一点，在任一时刻，地面上空至