高中地理(湘教版)必修三第三章-地理信息技术应用第3节-全球定位系统及其应用

3.3全球定位系统及其应用

以美国为首的北约悍然使用5枚导弹袭击了中国驻南斯拉夫大使馆，那5枚导弹均匀地分布在我们的大使馆楼顶的扇面上，其中4枚当场爆炸，另有1枚未爆炸，使馆被夷为焦土，3位新闻工作者邵云环、许杏虎、朱颖当场牺牲。一、全球定位系统(GPS)Globalpositioningsystem

1.概念：具有海陆空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一带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

全球定位系统是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。目前的全球覆盖率为98%。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”

它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。

一、全球定位系统二、全球定位系统与定位导航（1）全球定位系统的组成（2）全球定位系统的的基本原理三、系统组成用户设备地面控制1个主控站3个注入站5个监控站空间部分

24颗卫星三、系统组成GPS组成系统结构空间位置组成和分布全球定位系统空间由21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5个地面站组成（5个监控站、1个主控站和3个注入站）用户导航接收机、测地型接收机、授时接收机实时计算出三维坐标\速度以及时间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55º，轨道平面间距60º。在每一轨道平面内，各卫星升交角距差90º

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。地面监控部分主控站位于美国科罗拉多的斯平士（ColoradoSprings）的联合空间执行中心（CSOC），三个注入站分别设在大西洋、印度洋和太平洋的三个美国军事基地上，即大西洋的阿松森（Ascension）岛、印度洋的狄哥·伽西亚(DiegoGarcia)和太平洋的卡瓦加兰(Kwajalein),五个监测站设在主控站和三个注入站以及夏威夷岛。卫星上各种设备是否正常工作,是否一直沿预定轨道运行,要由地面设备监控导航型接收机用于运动载体的导航，分为车载型、航海型、航空型和星载型能够实时给出载体的位置和速度，价格便宜，应用广泛测地型接收机天线单元接收单元用于精密大地测量定位精度高，仪器结构复杂，价格较贵授时接收机用于天文台及无线电通讯利用GPS卫星提供的高精度时间进行授时内置天线翻页光标键定位键输入键显示屏导航键开机键退出键图1-1地平线卫星编号卫星信号图1-2

C:[定位]键，显示〈标定位置画面〉如图1-4所示，经纬度为N32°03.232′，E118°45.923′海拔高度17米等信息图1-4应用领域性能优点功能手持型GPS接受机多为导航使用夜晶显示，导航画面清晰，配有背景灯，方便夜间操作，功能齐全不需要地面设备，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间，处于运动状态还能指出正北方，并将经过的地点、路线记录下来，方便返回时用；计算两点的距离，实现坐标系之间的相互转换；计算日出、日落时间手持型GPS接收机GPS应用它能够实时测量“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。GPS特点(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GPS应用1999年攻击中国驻南斯拉夫大使馆所使用的弹药就是新一代的JDAM2000磅全球卫星定位攻击炸弹。美军计划2002年以后在更多的战斗机上整和全球卫星定位炸弹系统。包括500磅的MK82、1000磅的MK83、2000磅的MK84和BLU109/B钻地炸弹都将加装卫星定位接收器。今后F117隐性攻击机、F35、F15E、F16C/D、F18F/E、F22A等几乎全部美海空军作战飞机都能够携带GPS诱导JDAM炸弹。成为名副其实的海空军联合直接打击弹药(JDAM)。

JDAM主要是在美军现役的大批Mk84、BLU109B常规炸弹的基础上，加上惯性诱导/GPS接收器，使其诱导化。可以对全球的任何一个目标发动攻击。可见有效使用JDAM的前提是必须拥有完善的全球卫星定位网。军事实例GPS在测南极冰盖最高点中的应用海拔4500米的定日GPS跟踪站也在与登顶测量同步进行观测。队员王新光在大本营交会点与峰顶队员进行GPS同步测量。

1.GPS系统在营救F-117A隐形战斗机飞行员之前，曾成功地营救过美国F-16战斗机的飞行员，1993年4月还曾营救过阿拉法特．

1993年4月，巴勒斯坦解放组织领导人阿拉法特的座机在飞行途中不幸遇上沙暴，飞机被迫降落在撒哈拉大沙漠里．与阿拉法特失去联系的巴勒斯坦解放组织总部使尽浑身解数寻找未果，最后只好借助美国的侦察卫星．十几小时之后，才在茫茫沙漠中找到了迫降飞机的准确位置，使阿拉法特获救．美国使用的这种卫星救援系统正是屡见奇功的“导航星”全球定位系统，即GPS．由于它全球定位及时准确，被称为“当代观音”．救援案例2.最早为美国军方使用的全球定位系统，如今也担负起了保障日本儿童安全的责任。孩子们背上装有全球定位系统的书包，就可以随时随地处于被追踪的状态，即使不幸遭绑架，也便于警方营救。

这项技术还是儿童的乐趣。日本玩具制造商将报警器制成了“宠物小精灵”的动漫形象。当儿童感觉到危险时，只要把绑在书包上的宠物小精灵的脑袋揪下来，报警器就会发出报警声。

在横滨，一所学校的150名学生自愿参加了一套系统的测试：将一个像火柴盒般大小的“护身符”挂在身上。这种“护身符”中植有微芯片，其发出的无线电波通过天线给学生家长发送电子邮件，以确认学生是否安全。“护身符”上还有一个报警按钮，学生摁动后，“护身符”会向家人发送一系列信息，包括学生的姓名和所在位置。

有了先进农机做后盾，2004年，大西江农场是以旱作农业为主的中小型农场大胆打破传统的“三垄栽培”模式，利用精准机械进行了大豆平匀密植试验，种植面积达到6万亩。由于全部采用精准机械精确作业，在遭遇严重旱情的情况下，当年的6万亩大豆仍实现利润420万元。2005年，农场在嫩江县中储粮基地承租了20万亩耕地，其中75%%耕地采用平匀密植耕作。经过对比，通过精准农业栽培的大豆同比增产10%%至15%%，公顷作业降低油耗达20%，亩增收20元至30元。不久前，这个农场又大胆创新栽培模式，利用精准机械卫星定位、精确播种的特点，进行了3000亩的“麦田套种”试验。目前，300