1、第三章 地理信息技術(shù)的應(yīng)用 第一節(jié) 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用,當(dāng)你旅游或野外考察時，通常用哪些方法來辨別方向或確定你所在的位置？這些方法有什么不足？現(xiàn)在有沒有更簡單的方法？,思考？,緯度,經(jīng)度,海拔,思考,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年全面建成的。 其主要目的是：為陸、海、空三大領(lǐng)域，提供實時、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通信等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(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

2、定位的基本原理,GPS系統(tǒng)采用“時間同步、單程測距”的原理來實現(xiàn)定位。 簡單地說就是用戶同時向已知其位置的3個導(dǎo)航衛(wèi)星分別進行距離測量，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個球面，則該3個球面的相交點，就是用戶的所在位置了。,名詞鏈接： “時間同步”，是指衛(wèi)星上的時鐘與用戶設(shè)備內(nèi)的時鐘是精確同步的（譬如說校準(zhǔn)到兩者之間幾萬年才差1秒鐘） 。 “單程測距”，是指從導(dǎo)航衛(wèi)星上發(fā)出的無線電測距信號在傳播到用戶設(shè)備的這一單向行程中，就可以把它們之間的距離測量出來。,通常應(yīng)用三顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可以進行定位，但要保證對目標(biāo)實時觀測（諸如提供目標(biāo)運動數(shù)據(jù)等）， 則需要至少四顆衛(wèi)星的信號。,

3、2.全球定位系統(tǒng)的系統(tǒng)組成,全球定位系統(tǒng),全球定位系統(tǒng)的組成,空間,由2l顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi),地 面,由分布在全球的5個地面站(包括5個監(jiān)控站、1個主控站和3個注入站，主控站和注入站都位于監(jiān)控站里)組成,用 戶,導(dǎo)航型接收機、測地型接收機、授時接收機,3.全球定位系統(tǒng)的作用和特點：,特點：（1）全天候，不受天氣影響； （2）全球覆蓋； （3）三維定速定時高精度； （4）快速省時高效率； （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.接收機信號的解讀與操作,表示接收機所在的經(jīng)

4、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弱。,衛(wèi)星分布圖描繪了在接收機所處位置（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。,二. 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用,分組和討論： 各小組選擇一個應(yīng)用領(lǐng)域，然后由小組長組織討論：包括如何查找相關(guān)資料，如何展示合作探究成果等。,小組合作探究活動一：,分組探究： 各小組圍繞所選的應(yīng)用領(lǐng)域進行探究式學(xué)習(xí)，并形成學(xué)習(xí)成果。,二. 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用,小組合作探究活動二：,交流成果： 各小組派代表上講臺匯報、交流或展示探究學(xué)習(xí)的成果。,二. 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用,小組合作探究活動三：,GP

5、S在軍事中的應(yīng)用,協(xié)同作戰(zhàn)方面 GPS可為各級指揮系統(tǒng)提供 各種目標(biāo)及事件所發(fā)生的時間和地點 導(dǎo)彈的制導(dǎo)，提高命中目標(biāo)的精度 美伊戰(zhàn)爭70%左右使用GPS輔助制導(dǎo)，使戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈 從1 600千米的地方準(zhǔn)確打擊一個小房子的目標(biāo)。,GPS在測量中的應(yīng)用,具有測量精度高、操作簡便、儀器便于攜帶、全天候操作、信息自動接收、存儲等優(yōu)勢。,GPS在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用,在漁業(yè)中的運用,搜救隊員,救援,應(yīng)用舉例GPS在交通運輸中的作用,功能示意圖,1. 車輛跟蹤,利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標(biāo)移動，使目標(biāo)始終保持在屏幕上；還可實現(xiàn)多窗口、多車輛、多

6、屏幕同時跟蹤，利用該功能可對重要車輛和貨物運輸進行跟蹤。,為用戶提供主要物標(biāo)，如旅游景點、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，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來。,3. 信息查詢,規(guī)劃出行路線是汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的一項重要輔助功能，包括： 自動線路規(guī)劃：由駕駛員確定起點和終點，由計算機軟件按照要求自動設(shè)計最佳行駛路線，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：由駕駛員根據(jù)自己的目的地設(shè)計起點、

7、終點和途經(jīng)點等，自動建立線路庫。線路規(guī)劃完畢后，顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計線路，并同時顯示汽車運行路徑和運行方法。,2. 提供出行路線的規(guī)劃和導(dǎo)航,指揮中心可以監(jiān)測區(qū)域內(nèi)車輛的運行狀況，對被監(jiān)控車輛進行合理調(diào)度。指揮中心也可隨時與被跟蹤目標(biāo)通話，實行管理。,4. 話務(wù)指揮,通過GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)可以對遇有險情或發(fā)生事故的車輛進行緊急援助。監(jiān)控臺的電子地圖可顯示求助信息和報警目標(biāo)，規(guī)劃出最優(yōu)援助方案，并以報警聲、光提醒值班人員進行應(yīng)急處理。,5. 緊急援助,當(dāng)你戶外旅游或者野外探險的時候，為了不迷失方向，請問你通常用哪些方法來辨別方向或確定你所在的位置？,在旅游和野外考察中，利用GPS