高中地理必修三gps课件

1、 军用GPS的出现，为军事现代化提供了 强有力的支持。现代战争中，GPS被成 功地应用于导弹的精确制导、军事部署 与调度、战略策略与指挥等一系列军事 行动中。 GPS还可以应用于飞机、 汽车、 船舶行驶中的定位与导航；可以为 行人、探险者、旅游者确定方向及 目标；能够帮助邮递员、送货商迅 速找到目的地。信息社会中，GPS 正在进入我们的生活。 GPSGPS，美国从本世纪，美国从本世纪7070年代开始研制，年代开始研制， 历时历时2020年，耗资年，耗资200200亿美元，于亿美元，于19941994年年 全面建成，具有在海、陆、空进行全方全面建成，具有在海、陆、空进行全方 位实时三维导航与定位

2、能力的新一代卫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。目前的全球覆盖率星导航与定位系统。目前的全球覆盖率 为为98%98%，它能够实时测量，它能够实时测量“四度四度”：经：经 度、纬度、高度、速度。度、纬度、高度、速度。 GPS的发展历程 第一阶段为方案论证和初步设计阶第一阶段为方案论证和初步设计阶 段。段。从从19731973年到年到19791979年，共发射了年，共发射了4 4 颗试验卫星。研制了地面接收机及颗试验卫星。研制了地面接收机及 建立地面跟踪网。建立地面跟踪网。 第二阶段为全面研制和试验阶段第二阶段为全面研制和试验阶段。 从从19791979年到年到19841984

3、年，又陆续发射了年，又陆续发射了7 7 颗试验卫星。研制了各种用途的接颗试验卫星。研制了各种用途的接 收机。实验表明，收机。实验表明，GPSGPS定位精度远远定位精度远远 超过设计标准。超过设计标准。 第三阶段为实用组网阶段第三阶段为实用组网阶段。19891989年年 2 2月月4 4日第一颗日第一颗GPSGPS工作卫星发射成工作卫星发射成 功，表明功，表明GPSGPS系统进入工程建设阶系统进入工程建设阶 段。段。19931993年底实用的年底实用的GPSGPS网即网即 (21+3)GPS(21+3)GPS星座已经建成，今后将星座已经建成，今后将 根据计划更换失效的卫星。根据计划更换失效的卫星

4、。 （三大子系统） 空间星座 地面监控系统 用户系统 使用使用2424颗高度约颗高度约2.022.02万千米的卫星组成万千米的卫星组成 卫星星座。卫星星座。21+321+3颗卫星均为近圆形轨道颗卫星均为近圆形轨道 ，运行周期约为，运行周期约为1111小时小时5858分，分布在六分，分布在六 个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾 角为角为5555度。卫星的分布使得在全球的任度。卫星的分布使得在全球的任 何地方，任何时间都可观测到四颗以上何地方，任何时间都可观测到四颗以上 的卫星，并能保持良好定位解算精度的的卫星，并能保持良好定位解算精度的 几何图形。这就提供了在时

5、间上连续的几何图形。这就提供了在时间上连续的 全球导航能力。全球导航能力。 地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入 站和一个主控站。监控站设有站和一个主控站。监控站设有GPSGPS用户接收机、用户接收机、 原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数 据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取 得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。 主控站设在范登堡空军基地。主控站主要任务主控站设在范登堡空军基地。主控站主要任务 是收集各监控站对是收集各

6、监控站对GPSGPS卫星的全部观测数据，利卫星的全部观测数据，利 用这些数据计算每颗用这些数据计算每颗GPSGPS卫星的轨道和时钟改正卫星的轨道和时钟改正 值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的 任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导 航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入 对每颗对每颗GPSGPS卫星每天进行一次。卫星每天进行一次。 用户接受系统主要由以无线电传感和计用户接受系统主要由以无线电传感和计 算机技术支撑的算机技术支撑的GPSPSGPSPS卫星接收机和卫星接

7、收机和GPSGPS 数据处理软件构成。数据处理软件构成。GPSGPS接收机能捕获、接收机能捕获、 跟踪卫星，接收、放大跟踪卫星，接收、放大GPSGPS信号并对信号信号并对信号 进行解调和滤波处理，还原出进行解调和滤波处理，还原出GPSGPS发送的发送的 导航电文，解求信号在站星前传播时间导航电文，解求信号在站星前传播时间 和载波相位差，实时的获得导航定位数和载波相位差，实时的获得导航定位数 据或采用后处理的方式获得定位、测速据或采用后处理的方式获得定位、测速 、定时等数据。、定时等数据。 监测站获取GPS数据,并将数 据送至主控站。 主控站控制、调度卫星。 注入站将主控站的改正参数 等注入每颗

8、卫星。 组成组成:GPS:GPS卫星接收机卫星接收机 GPSGPS数据处理软件数据处理软件 任务任务: :能够能够捕获捕获到按一定卫星高度到按一定卫星高度 截止角所选择的待测截止角所选择的待测卫星的信号卫星的信号， 实时地计算出测站的三维坐标，甚实时地计算出测站的三维坐标，甚 至三维速度和时间。至三维速度和时间。 手表和手机上的手表和手机上的GPSGPS 手持型的手持型的GPSGPS 测绘使用的测绘使用的GPSGPS 航空与航海使用的航空与航海使用的GPSGPS 应用领 域 性能优点功能 手持型手持型 GPS 接收机接收机 多为导多为导 航使用航使用 液晶显液晶显 示，导示，导 航画面航画面

9、清晰，清晰， 配有背配有背 景灯，景灯， 方便夜方便夜 间操作间操作 功能键功能键 齐全齐全 不需要地不需要地 面辅助设面辅助设 备，只要备，只要 收到卫星收到卫星 信号，就信号，就 能快速定能快速定 位，不受位，不受 天气、行天气、行 政区域的政区域的 限制限制 能够计算当地的能够计算当地的 国际标准时间，国际标准时间， 处于运动状态还处于运动状态还 能指出能指出 北方北方 向，并将经过的向，并将经过的 地点、路线记录地点、路线记录 下来，方便返回下来，方便返回 时用；计算两点时用；计算两点 间的距离，实现间的距离，实现 坐标系间的相互坐标系间的相互 转换；计算日出、转换；计算日出、 日落时

10、间日落时间 1.GPS1.GPS静态导航定位与动态导航定位静态导航定位与动态导航定位 静态定位中静态定位中，GPSGPS接收机在接收机在 捕获和跟踪捕获和跟踪GPSGPS卫星的过程中卫星的过程中 固定不变，接收机高精度地固定不变，接收机高精度地 测量测量GPSGPS信号的传播时间，利信号的传播时间，利 用用GPSGPS卫星在轨的已知位置，卫星在轨的已知位置， 解算出接收机天线所在位置解算出接收机天线所在位置 的三维坐标。的三维坐标。 动态定位动态定位则是用则是用GPSGPS接收机侧定一接收机侧定一 个运动物体的运行轨迹。个运动物体的运行轨迹。GPSGPS信号信号 接收机所位于的运动物体叫做载接

11、收机所位于的运动物体叫做载 体（如航行中的船舰，空中的飞体（如航行中的船舰，空中的飞 机，行走的车辆等）。载体上的机，行走的车辆等）。载体上的 GPSGPS接收机天线在跟踪接收机天线在跟踪GPSGPS卫星的卫星的 过程中相对地球而运动，接收机过程中相对地球而运动，接收机 用用GPSGPS信号实时地测得运动载体的信号实时地测得运动载体的 状态参数（瞬间三维位置和三维状态参数（瞬间三维位置和三维 速度）速度） 2.GPS2.GPS的用途的用途 GPSGPS最初就是为军方提供精确定位最初就是为军方提供精确定位 而建立的，至今它仍然由美国军方而建立的，至今它仍然由美国军方 控制。军用控制。军用GPSG

12、PS产品主要用来确定产品主要用来确定 并跟踪在野外行进中的士兵和装备并跟踪在野外行进中的士兵和装备 的坐标、给海中的军舰导航、为军的坐标、给海中的军舰导航、为军 用飞机提供位置和导航信息等。用飞机提供位置和导航信息等。 目前目前GPSGPS系统的应用已经十分广泛系统的应用已经十分广泛 ，我们可以应用，我们可以应用GPSGPS信号进行海空信号进行海空 和陆地的导航、导弹的制导、大地和陆地的导航、导弹的制导、大地 测量哥工程侧量的精密定位、时间测量哥工程侧量的精密定位、时间 的传递和速度的测量等。的传递和速度的测量等。 .车载GPS的功用 信息接收信息接收 信息发射信息发射应用领域应用领域 通过车

13、载GPS ，可以在显 示屏上及时 查看车辆所 在的经纬度 、运行轨迹 、速度、行 进方向等 车载电台把 定位信息发 送给监控中 心，在电子 地图上显示 出来，可对 车辆进行调 度指挥 城市公共汽车 调度管理，旅 游区车辆报警 与调度，海关 、公安、海防 等部门对车辆 的调度与监控 .GPS在航海、航空导航中的应用 应用应用 类型类型 应用领域应用领域应用作用应用作用 航海航海 应用应用 向用户提供船舶位置向用户提供船舶位置 、航速、航向信息、航速、航向信息、 海图、海迹显示海图、海迹显示 避免船只冲撞，确避免船只冲撞，确 保航行安全保航行安全 把自己的位置和航向把自己的位置和航向 发送到航海管

14、理中心发送到航海管理中心 便于中心的跟踪、便于中心的跟踪、 搜寻和救援搜寻和救援 航空航空 应用应用 空域航路、着陆、机空域航路、着陆、机 场监视和管理场监视和管理 实现空域划分、空实现空域划分、空 中交通流量管理、中交通流量管理、 飞行路径管理飞行路径管理 3.GPS3.GPS应用应用 特点：全天候、高精度（民用码：特点：全天候、高精度（民用码： 利用差分技术，可以得到小于利用差分技术，可以得到小于5 5米米 的精度）、自动测量、实时性。的精度）、自动测量、实时性。 功能：功能： （1 1）定位）定位。 （2 2）导航：）导航： 是一个技术门类的总称，它是引导是一个技术门类的总称，它是引导 飞机、船舶、以及个人安全、准确飞机、船舶、以及个人安全、准确 地沿着选定的路线，准时到达目的地沿着选定的路线，准时到达目的 地的一种手段。地的一种手段。 简言之，导航的基本功能是回答三简言之，导航的基本功能是回答三 个问题：个问题： 我现在在哪里？我要去我现在在哪里？我要去 哪里？如何去？哪里？如何去？ .具体应用：定位与导航 军事军事：19991999年科索沃战争中大量使用。年科索沃战争中大量使用。 （后方司令部可通过全球定位系统，时（后方司令部可通过全球定位系统，时 刻掌握在前线的特种部队的位置。队员刻掌握在前线的特种部