第一節(jié)全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用中國(guó)地圖出版社SINOMAPSPRESS普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書地理必修?第3冊(cè)1第一節(jié)全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用中國(guó)地圖出版社SINOMAPS

以美國(guó)為首的北約悍然使用5枚導(dǎo)彈襲擊了中國(guó)駐南斯拉夫大使館，那5枚導(dǎo)彈均勻地分布在我們的大使館樓頂?shù)纳让嫔希渲?枚當(dāng)場(chǎng)爆炸，另有1枚未爆炸，使館被夷為焦土，3位新聞工作者邵云環(huán)、許杏虎、朱穎當(dāng)場(chǎng)犧牲。導(dǎo)彈的飛行、精確打擊的實(shí)現(xiàn)，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中美國(guó)的兩枚導(dǎo)彈先后攻擊同一目標(biāo)，后一枚導(dǎo)彈通過(guò)前一導(dǎo)彈炸開(kāi)的洞鉆入目標(biāo)內(nèi)部進(jìn)行攻擊，無(wú)不依賴于GPS。由于它的精確度目前已達(dá)到10米內(nèi)，該系統(tǒng)曾被美軍在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中廣泛運(yùn)用，并發(fā)揮了巨大威力。為了提高精確度，美國(guó)國(guó)防部在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，又增加4顆衛(wèi)星，使得衛(wèi)星總數(shù)達(dá)到28顆，精確度也相應(yīng)地提高到了7米。再加上美軍使用的是能更好彌補(bǔ)大氣偏差的加密接收機(jī)，它們可以得到更精確的實(shí)時(shí)精度。

第三節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用2以美國(guó)為首的北約悍然使用5枚導(dǎo)彈襲擊了中國(guó)駐南斯拉夫大思考？

1.在一個(gè)平面直角坐標(biāo)系上，確定點(diǎn)的位置，需要知道幾個(gè)值？

2.在一個(gè)空間三維坐標(biāo)系上，確定點(diǎn)的位置，需要知道幾個(gè)值？

3.要精確知道一個(gè)人在地球上的位置，必須知道幾個(gè)值？至少需要幾顆衛(wèi)星？（分組討論、主動(dòng)探究）3思考？1.在一個(gè)平面直角坐標(biāo)系上，確定點(diǎn)的位置，需要知全球定位系統(tǒng)，即GPS（GlobalPositioningSystem），是利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲得地面某點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程的系統(tǒng)。它是美國(guó)20世紀(jì)70年代初開(kāi)始研制，并于1994年全面建成的。其主要目的是：為陸、海、空三大領(lǐng)域，提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通信等一些軍事目的，是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略重要組成。一.全球定位系統(tǒng)的基本原理4全球定位系統(tǒng)，即GPS（GlobalPositioniGPS定位示意圖1.衛(wèi)星定位的基本原理GPS系統(tǒng)采用“時(shí)間同步、單程測(cè)距”的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是用戶同時(shí)向已知其位置的3個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星分別進(jìn)行距離測(cè)量，然后再以該衛(wèi)星為球心，以所測(cè)得的距離為半徑，在空間畫出3個(gè)球面，則該3個(gè)球面的相交點(diǎn)，就是用戶的所在位置了。

5GPS定位示意圖1.衛(wèi)星定位的基本原理GPS系統(tǒng)采用“時(shí)間同

通常應(yīng)用三顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行定位，但要保證對(duì)目標(biāo)實(shí)時(shí)觀測(cè)（諸如提供目標(biāo)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)等），則需要至少四顆衛(wèi)星的信號(hào)。6通常應(yīng)用三顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行定位，但要保證對(duì)目標(biāo)2.全球定位系統(tǒng)的系統(tǒng)組成空間部分地面監(jiān)控系統(tǒng)用戶設(shè)備部分全球定位系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成（其中3顆備用），分布在6個(gè)軌道平面上主要是GPS接收機(jī)提供與定位相關(guān)的參數(shù)和時(shí)間信息主要用于監(jiān)測(cè)和控制衛(wèi)星及其各種設(shè)備的運(yùn)行可以確定接收機(jī)所在點(diǎn)的位置、速度、到航路終點(diǎn)的距離和航向等信息72.全球定位系統(tǒng)的系統(tǒng)組成空間部分地面監(jiān)控系統(tǒng)用戶設(shè)備部分全3.全球定位系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）全天候，不受天氣影響；（2）全球覆蓋；（3）三維定速定時(shí)高精度；（4）快速省時(shí)高效率；（5）應(yīng)用廣泛、多功能。作用：可以快速精確地確定地面某點(diǎn)的位置（經(jīng)度、緯度）和高程，甚至速度、距離和航向等。83.全球定位系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）全天候，不受天氣4.接收機(jī)信號(hào)的解讀與操作表示接收機(jī)所在的經(jīng)緯度位置。數(shù)字表示被接收信號(hào)的衛(wèi)星編號(hào)，黑色柱長(zhǎng)短表示信號(hào)的強(qiáng)弱。衛(wèi)星分布圖描繪了在接收機(jī)所處位置（圓心）仰望天空能搜索到的衛(wèi)星，大圓表示地平線，小圓為抬以45°角仰望天空的范圍，越靠近中心，衛(wèi)星信號(hào)越強(qiáng)。94.接收機(jī)信號(hào)的解讀與操作表示接收機(jī)所在的經(jīng)緯度位置

全球定位系統(tǒng)是美國(guó)從本世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。目前的全球覆蓋率為98%。在美國(guó),GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與“阿波羅”飛船登月,航天飛機(jī)升空,共同給列為20世紀(jì)“三大航天工程”

能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。

10全球定位系統(tǒng)是美國(guó)從本世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)20年空間部分各軌道平面相對(duì)于赤道平面的傾角為55o，軌道平面間距60o。在每一軌道平面內(nèi)，各衛(wèi)星升交角距差90o

為了減少誤差，一般要求4顆衛(wèi)星，用于定位的4顆衛(wèi)星稱為定位星座。返回11空間部分各軌道平面相對(duì)于赤道平面的傾角為55o，軌道平面間距地面監(jiān)控部分衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作,是否一直沿預(yù)定軌道運(yùn)行,要由地面設(shè)備監(jiān)控12地面監(jiān)控部分衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作,是否12用戶設(shè)備類型應(yīng)用用于運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航，分為車載型、航海型、航空型和星載型能夠?qū)崟r(shí)給出載體的位置和速度，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛測(cè)地接收機(jī)定位精度高，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴授時(shí)接收機(jī)用于天文臺(tái)及無(wú)線電通訊利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時(shí)間進(jìn)行授時(shí)用于精密大的測(cè)量@

導(dǎo)航接收機(jī)13用戶設(shè)備類型應(yīng)用用于運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航，分為車載型、航海型、航空返回14返回14應(yīng)用領(lǐng)域性能優(yōu)點(diǎn)功能手持型GPS接受機(jī)多為導(dǎo)航使用夜晶顯示，導(dǎo)航畫面清晰，配有背景燈，方便夜間操作，功能齊全不需要地面設(shè)備，只要收到衛(wèi)星信號(hào)，就能快速定位，不受天氣、行政區(qū)域的限制能夠計(jì)算當(dāng)?shù)氐膰?guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還能指出正北方，并將經(jīng)過(guò)的地點(diǎn)、路線記錄下來(lái)，方便返回時(shí)用；計(jì)算兩點(diǎn)的距離，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系之間的相互轉(zhuǎn)換；計(jì)算日出、日落時(shí)間手持型GPS接收機(jī)15應(yīng)用領(lǐng)域性能優(yōu)點(diǎn)功能手持型GPS接受機(jī)多為導(dǎo)航使用夜晶顯示，3.用途和特點(diǎn)：

全能性、全球性、全天候、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性

提供精密的三維坐標(biāo)，三項(xiàng)速度和時(shí)間信息163.用途和特點(diǎn)：161717它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度GPS功能1、定位:2、導(dǎo)航:我現(xiàn)在在哪里？我要去哪里？如何去？3.跟蹤。跟蹤-監(jiān)視人或物體的運(yùn)動(dòng)。4.繪圖。用于繪制世界地圖。5.定時(shí)。提供精確的時(shí)間。18它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度GPS功能1、GPS特點(diǎn)(1)全球,全天候工作(2)實(shí)時(shí)性,能提供連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維位置、速度和精密時(shí)間，不受天氣的影響。（3）高精度（4）自動(dòng)測(cè)量19GPS特點(diǎn)(1)全球,全天候工作19信息接收信息發(fā)射應(yīng)用領(lǐng)域通過(guò)車載GPS可以在屏幕上及時(shí)查看車輛所在的經(jīng)緯度、運(yùn)行軌跡、速度、行進(jìn)方向車載電臺(tái)把定位信息發(fā)給監(jiān)控中心，在電子地圖上顯示出來(lái)，可對(duì)車輛進(jìn)行調(diào)度指揮城市公共汽車調(diào)度管理，旅游區(qū)車輛報(bào)警與調(diào)度，海關(guān)、公安、海防等部門對(duì)車輛的調(diào)度與監(jiān)控車載GPS的功用p100使裝有GPS的出租車配備合理，能最大程度的滿足乘客的要求，從而減少了空載率，降低能源消耗，節(jié)省運(yùn)行成本，并使行車、乘車安全系數(shù)大大提高等功能。20信息接收信息發(fā)射應(yīng)用領(lǐng)域通過(guò)車載GPS車載電臺(tái)把定位信息發(fā)給應(yīng)用類型應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用作用向用戶提供船舶的位置、航速、航向、時(shí)間信息、海圖、海跡顯示避免船只沖撞，確保航行安全現(xiàn)在很難想象那艘船舶不裝備GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和設(shè)備

把自己的位置和航向發(fā)送到航海管理中心便于中心的跟蹤、搜尋和救援航空應(yīng)用p100空域航路、著陸、機(jī)場(chǎng)監(jiān)視和管理實(shí)現(xiàn)空域劃分、空中交通流量管理、飛行路徑管理航海應(yīng)用P10021應(yīng)用類型應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用作用向用戶提供船舶的位置、航速、航向、時(shí)3．GPS系統(tǒng)的營(yíng)救范例

1993年4月，巴勒斯坦解放組織領(lǐng)導(dǎo)人阿拉法特的座機(jī)在飛行途中不幸遇上沙暴，飛機(jī)被迫降落在撒哈拉大沙漠里．與阿拉法特失去聯(lián)系的巴勒斯坦解放組織總部使盡渾身解數(shù)尋找未果，最后只好借助美國(guó)的偵察衛(wèi)星．十幾小時(shí)之后，才在茫茫沙漠中找到了迫降飛機(jī)的準(zhǔn)確位置，使阿拉法特獲救．美國(guó)使用的這種衛(wèi)星救援系統(tǒng)正是屢見(jiàn)奇功的“導(dǎo)航星”全球定位系統(tǒng)，即GPS．由于它全球定位及時(shí)準(zhǔn)確，被稱為“當(dāng)代觀音.印度洋地震引發(fā)的海嘯所帶來(lái)的災(zāi)難讓世人震驚。這場(chǎng)災(zāi)難中也發(fā)生了一些幸運(yùn)的事情：36名英國(guó)游客被困在斯里蘭卡南部海濱的?？硕盼趾?，其中一名游客的手機(jī)幫助救援人員發(fā)現(xiàn)了他們的地點(diǎn)。223．GPS系統(tǒng)的營(yíng)救范例

1993年4月，巴勒斯坦解放(1)當(dāng)奔馳的車輛行駛在車流熙攘的高速公路上時(shí)，司機(jī)啟動(dòng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，就可悠然自得地讀書看報(bào)。車輛能自動(dòng)與前車保持距離，自動(dòng)剎車或超車，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠精確到厘米。在不打攪車內(nèi)乘客讀書看報(bào)的情況下，它能自動(dòng)選擇一條能避免堵塞的道路前進(jìn)。到達(dá)目的地后它會(huì)自動(dòng)報(bào)告：“您已到達(dá)?！边@些聽(tīng)起來(lái)猶如神話，其實(shí)它都依賴于來(lái)自太空的信號(hào)。這種高度精確的太空信號(hào)就是由比GPS更先進(jìn)的歐洲“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的。(2)汽車安裝上GPS接收機(jī)，不僅能利用電子地圖知道自己的方位和其他街區(qū)的車輛行駛狀況，從而繞開(kāi)堵車地區(qū)，選擇最便利的路線行駛，還能在遇到劫匪報(bào)警時(shí)向警方提供自己精確的所在位置，使警方盡快趕+到．(3)GPS電子站牌現(xiàn)身上海街頭:下一輛車離本站還有1.2千米,越3分鐘內(nèi)到達(dá).上海的許多出租車上裝備了GPS系統(tǒng).公司可以根據(jù)GPS對(duì)出租車定位,并提供無(wú)線電聯(lián)系以及電子地圖23(1)當(dāng)奔馳的車輛行駛在車流熙攘的高速公路上時(shí)，司機(jī)啟動(dòng)GPS應(yīng)用領(lǐng)域主要功能在林業(yè)管理方面的應(yīng)用GPS技術(shù)在確定林區(qū)面積，估算木材量，計(jì)算可采伐木材面積，確定原始森林、道路位置，對(duì)森林火災(zāi)周邊測(cè)量，尋找水源和測(cè)定地區(qū)邊界方面可以發(fā)揮獨(dú)特的重要作用在合理施肥，精確農(nóng)業(yè)管理方面的應(yīng)用依據(jù)農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分布圖，設(shè)置有GPS接收機(jī)的“受控應(yīng)用”的噴施器，在GPS的控制下，依據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠精確地給田地各點(diǎn)施肥。(1)可以監(jiān)測(cè)作物產(chǎn)量(計(jì)算機(jī)\產(chǎn)量監(jiān)視器\GPS接收機(jī))(2)幫助合理施肥(3)應(yīng)用于土壤養(yǎng)分的分布調(diào)查(GPS接收機(jī)把樣品的位置)在精確定時(shí)方面的應(yīng)用每顆GPS衛(wèi)星上都有精密的原子鐘，所以GPS接受器可以接收到精確的時(shí)間信息在農(nóng)業(yè)方面GPS也有用武之地．以往飛機(jī)向農(nóng)田噴灑農(nóng)藥，用人在地面搖動(dòng)紅旗做方位指示，經(jīng)常由于不夠準(zhǔn)確造成噴灑效率低，而有GPS定位儀后，合理分布航線,飛機(jī)可以按事先設(shè)計(jì)好的經(jīng)緯度，利用定位儀確認(rèn)坐標(biāo)后噴灑，大大提高了噴灑效率,大大節(jié)省飛機(jī)作業(yè)的費(fèi)用,噴殺化肥農(nóng)藥時(shí),減少重疊,避免浪費(fèi),避免過(guò)多的用量影響農(nóng)作物生長(zhǎng).24GPS應(yīng)用領(lǐng)域主要功能在林業(yè)管理方面的應(yīng)用GPS技術(shù)在確定林當(dāng)你旅游或野外考察時(shí)，通常用哪些方法來(lái)辨別方向或確定你所在的位置？這些方法有什么不足？現(xiàn)在有沒(méi)有更簡(jiǎn)單的方法？思考？25當(dāng)你旅游或野外考察時(shí)，通常用哪些方法來(lái)辨別方向或確定你所(1)熱愛(ài)旅游的人們已經(jīng)將更多的目興投向人跡罕至的地區(qū)——高山、峽谷、沙漠、戈壁等——在地廣人稀沒(méi)有任何參照物可用以辨別方向的情況下，極易迷失方向,危險(xiǎn)無(wú)時(shí)無(wú)刻不存在,手持GPS接收機(jī)沿著機(jī)中記錄的安全軌跡小心行進(jìn)，從而可以安全返航。(2)利用GPS，旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在的位置，確定前往目的地的最優(yōu)行進(jìn)方式和路線?？梢噪S時(shí)知道你所在的位置及行走速度和方向，使你不會(huì)迷失路途。目前掌上型導(dǎo)航接收機(jī)已經(jīng)問(wèn)世?？赏痪脮?huì)生產(chǎn)出手表式的GPS導(dǎo)航接收機(jī)。攜帶和使用就更方便。可以說(shuō)，GPS的應(yīng)用將進(jìn)入人們的日常生活，其應(yīng)用前景非常廣闊。

打開(kāi)GPS的電源，這時(shí)顯示屏上會(huì)看到你頭頂上空的GPS衛(wèi)星分布圖，及接收衛(wèi)星信號(hào)的強(qiáng)弱程度。按一下翻頁(yè)鍵，進(jìn)入空白畫面，在這里，你可以時(shí)刻看到自己所行走過(guò)的軌跡，你可以時(shí)刻看到自己目前所在地的經(jīng)緯度、高度、行走的方向、速度、日出、日落……等數(shù)據(jù)。當(dāng)你確定所要尋找的目標(biāo)點(diǎn)后，進(jìn)行導(dǎo)航設(shè)定，導(dǎo)航畫頁(yè)上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)直接指向目標(biāo)點(diǎn)的箭頭，此刻，你會(huì)明確的知道自己走偏了多少角度，及時(shí)改正行走路線，到達(dá)目的地。26(1)熱愛(ài)旅游的人們已經(jīng)將更多的目興投向人跡罕至的地區(qū)——高GPS應(yīng)用舉例思考與討論：車載GPS有哪些用途？附錄：27GPS應(yīng)用舉例思考與討論：附錄：27應(yīng)用舉例－－GPS在交通運(yùn)輸中的作用

功能示意圖28應(yīng)用舉例－－GPS在交通運(yùn)輸中的作用功能示意圖28

1.車輛跟蹤利用GPS和電子地圖可以實(shí)時(shí)顯示出車輛的實(shí)際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標(biāo)移動(dòng)，使目標(biāo)始終保持在屏幕上；還可實(shí)現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時(shí)跟蹤，利用該功能可對(duì)重要車輛和貨物運(yùn)輸進(jìn)行跟蹤。29

1.車輛跟蹤利用GPS和電子地圖可以實(shí)時(shí)顯示出車輛的

規(guī)劃出行路線是汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的一項(xiàng)重要輔助功能，包括：

自動(dòng)線路規(guī)劃：由駕駛員確