1、第一節(jié)全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用,中國地圖出版社,SINOMAPS PRESS,普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 地理 必修第3冊,以美國為首的北約悍然使用5枚導(dǎo)彈襲擊了中國駐南斯拉夫大使館，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)場犧牲。導(dǎo)彈的飛行、精確打擊的實(shí)現(xiàn)，海灣戰(zhàn)爭中美國的兩枚導(dǎo)彈先后攻擊同一目標(biāo)，后一枚導(dǎo)彈通過前一導(dǎo)彈炸開的洞鉆入目標(biāo)內(nèi)部進(jìn)行攻擊，無不依賴于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、科索沃戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭中廣泛運(yùn)用，并發(fā)揮了巨大威力。為了提高精確度，美國國防部在

2、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,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）,全球定位系統(tǒng)，即GPS（Global Positioning System），是利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來獲得地面某點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程的系統(tǒng)。它是美國20世紀(jì)70年代初開始研制，并于1994

3、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)測和應(yīng)急通信等一些軍事目的，是美國獨(dú)霸全球戰(zhàn)略重要組成。,一. 全球定位系統(tǒng)的基本原理,GPS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、單程測距”的原理來實(shí)現(xiàn)定位。 簡單地說就是用戶同時(shí)向已知其位置的3個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星分別進(jìn)行距離測量，然后再以該衛(wèi)星為球心，以所測得的距離為半徑，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。,通常應(yīng)用三顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行定位，但要保證對目標(biāo)實(shí)時(shí)觀測（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。,2.全球定位

4、系統(tǒng)的系統(tǒng)組成,全球定位系統(tǒng),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。,4.接收機(jī)信號的解讀與操作,表示接收機(jī)所在的經(jīng)緯度位置。,數(shù)字表示被接收信號的衛(wèi)星編號，黑色柱長短表示信號的強(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)星信號越強(qiáng)。,全球定位系統(tǒng)是美國從本世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，耗資2

5、00億美元，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,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)測量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。,空間部分,各軌道平面相對于赤道平面的傾角為55，軌道平面間距60。在每一軌道平面內(nèi)，各衛(wèi)星升交角距差90,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,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,用戶設(shè)備,用于精密大的測量,導(dǎo)航接收機(jī),返回,手

6、持型GPS接收機(jī),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,它能夠?qū)崟r(shí)測量“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。,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)測量,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

7、成本，并使行車、乘車安全系數(shù)大大提高等功能。,航海應(yīng)用 P100,3GPS系統(tǒng)的營救范例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使用的這種衛(wèi)星救援系統(tǒng)正是屢見奇功的“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)的海嘯所帶來的災(zāi)難讓世人震驚。這場災(zāi)難中也發(fā)生了一些幸運(yùn)的事情：36名英國游客被困在斯里蘭卡南部海濱的?？硕盼趾渲幸幻?/p>

8、游客的手機(jī)幫助救援人員發(fā)現(xiàn)了他們的地點(diǎn)。,(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@些聽起來猶如神話，其實(shí)它都依賴于來自太空的信號。這種高度精確的太空信號就是由比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

9、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對出租車定位,并提供無線電聯(lián)系以及電子地圖,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),避免過多的用量影響農(nóng)作物生長.,當(dāng)你旅游或野外考察時(shí)，通常用哪些方法來辨別方向或確定你

10、所在的位置？這些方法有什么不足？現(xiàn)在有沒有更簡單的方法？,思考？,(1)熱愛旅游的人們已經(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)無時(shí)無刻不存在,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。可以隨時(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?？梢哉f，GPS的應(yīng)用將進(jìn)入人們的日常生活，其應(yīng)用前景

11、非常廣闊。打開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)星信號的強(qiáng)弱程度。按一下翻頁鍵，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。,GPS應(yīng)用舉例,思考與討論： 車載GPS有哪些用途？,附錄：,應(yīng)用舉例GPS在交通運(yùn)輸中的作用,功能示意圖,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、

12、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，利用該功能可對重要車輛和貨物運(yùn)輸進(jìn)行跟蹤。,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：由駕駛員確定起點(diǎn)和終點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)軟件按照要求自動(dòng)設(shè)計(jì)最佳行駛路線，包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數(shù)最少的路線等。 人工線路設(shè)計(jì)：由駕駛員根據(jù)自己的目的地設(shè)計(jì)起點(diǎn)、終點(diǎn)和途經(jīng)點(diǎn)等，自動(dòng)建立線路庫。線路規(guī)劃完畢后，顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計(jì)線路，并同時(shí)顯示汽車運(yùn)行路徑和運(yùn)行方法。,2. 提供出行路線的規(guī)劃和導(dǎo)航,為用戶提供主要物標(biāo)，如旅游景點(diǎn)、賓館、醫(yī)院等數(shù)據(jù)庫，用戶能夠在電子地圖上根據(jù)需要進(jìn)行查詢。查詢資料可以文字、語言及圖像的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。同時(shí)，監(jiān)測中心可以利用監(jiān)測控制臺對區(qū)域內(nèi)任意目標(biāo)的所在位置進(jìn)行查詢，車輛信息將以數(shù)字形式在控制中心的電子地圖上顯示出