全球定位系统应用

1、中国地图出版社SINOMAPS PRESS普通高中课程标准实验教科书 地理 必修第3册第三章第三章 地理信息技术的应用地理信息技术的应用第一节第一节 全球定位系统的应用全球定位系统的应用当你旅游或野外考察时，当你旅游或野外考察时，通常用哪些方法来辨别方向通常用哪些方法来辨别方向或确定你所在的位置？这些或确定你所在的位置？这些方法有什么不足？现在有没方法有什么不足？现在有没有更简单的方法？有更简单的方法？（GPS）1. 在一个平面直角坐标系上，确定在一个平面直角坐标系上，确定点的位置，需要知道几个值？点的位置，需要知道几个值？2. 在一个空间三维坐标系上，确定在一个空间三维坐标系上，确定点的位置

2、，需要知道几个值？点的位置，需要知道几个值？3. 要精确知道一个人在地球上的位要精确知道一个人在地球上的位置，必须知道几个值？至少需要几颗卫置，必须知道几个值？至少需要几颗卫星？星？（分组讨论、主动探究）（分组讨论、主动探究）全球定位系统，即全球定位系统，即GPS（Global Positioning System），是利用卫星网络来获得地面某点的经），是利用卫星网络来获得地面某点的经纬度和高程的系统。它是美国纬度和高程的系统。它是美国20世纪世纪70年代初开年代初开始研制，并于始研制，并于1994年全面建成的。年全面建成的。其主要目的是：为陆、海、空三大领域，提其主要目的是：为陆、海、空三大

3、领域，提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通信等一些军事目的，报收集、核爆监测和应急通信等一些军事目的，是美国独霸全球战略重要组成。是美国独霸全球战略重要组成。一一. 全球定位系统的基本原理全球定位系统的基本原理GPS定位示意图定位示意图1.卫星定位的基本原理卫星定位的基本原理GPS系统采用系统采用“时间时间同步、单程测距同步、单程测距”的原理的原理来实现定位。来实现定位。简单地说就是用户同简单地说就是用户同时向已知其位置的时向已知其位置的3个导个导航卫星分别进行距离测量，航卫星分别进行距离测量，然后再以该卫星为球心，然后

4、再以该卫星为球心，以所测得的距离为半径，以所测得的距离为半径，在空间画出在空间画出3个球面，则个球面，则该该3个球面的相交点，就个球面的相交点，就是用户的所在位置了。是用户的所在位置了。 名词链接：名词链接： “时间同步时间同步”，是指卫星上的时钟与用，是指卫星上的时钟与用户设备内的时钟是精确同步的（譬如说校准到户设备内的时钟是精确同步的（譬如说校准到两者之间几万年才差两者之间几万年才差1秒钟）秒钟） 。“单程测距单程测距”，是指从导航卫星上发出的，是指从导航卫星上发出的无线电测距信号在传播到用户设备的这一单向无线电测距信号在传播到用户设备的这一单向行程中，就可以把它们之间的距离测量出来。行程

5、中，就可以把它们之间的距离测量出来。 2.全球定位系统的系统组成全球定位系统的系统组成空间空间部分部分地面地面监控监控系统系统用户用户设备设备部分部分全球定位系统全球定位系统由由24颗卫星组成（其颗卫星组成（其中中3颗备用），分布颗备用），分布在在6个轨道平面上个轨道平面上主要是主要是GPS接收机接收机提供与定位提供与定位相关的参数相关的参数和时间信息和时间信息主要用于监测和主要用于监测和控制卫星及其各控制卫星及其各种设备的运行种设备的运行可以确定接可以确定接收机所在点收机所在点的位置、速的位置、速度、到航路度、到航路终点的距离终点的距离和航向等信和航向等信息息特点：（特点：（1）全天候，不受

6、天气影响；）全天候，不受天气影响；（2）全球覆盖；）全球覆盖；（3）三维定速定时高精度；）三维定速定时高精度；（4）快速省时高效率；）快速省时高效率；（5）应用广泛、多功能。）应用广泛、多功能。作用：可以快速精确地确定地面某点的作用：可以快速精确地确定地面某点的位置（经度、纬度）和高程，甚至速位置（经度、纬度）和高程，甚至速 度、距离和航向等。度、距离和航向等。4.接收机信号的解读与操作接收机信号的解读与操作 表示接收表示接收机所在的经纬机所在的经纬度位置。度位置。 数字表示被接收信号的卫星编数字表示被接收信号的卫星编号，黑色柱长短表示信号的强弱。号，黑色柱长短表示信号的强弱。二二. 全球定位

7、系统的应用全球定位系统的应用 分组和讨论：分组和讨论： 各小组选择一个应用领域，然后各小组选择一个应用领域，然后由小组长组织讨论：包括如何查找相由小组长组织讨论：包括如何查找相关资料，如何展示合作探究成果等。关资料，如何展示合作探究成果等。分组探究：分组探究： 各小组围绕所选的应用领域进行各小组围绕所选的应用领域进行探究式学习，并形成学习成果。探究式学习，并形成学习成果。二二. 全球定位系统的应用全球定位系统的应用交流成果：交流成果：各小组派代表上讲台汇报、交流或各小组派代表上讲台汇报、交流或展示探究学习的成果（展示探究学习的成果（）。）。二二. 全球定位系统的应用全球定位系统的应用思考与讨论

8、：思考与讨论：车载车载GPS有哪些用途？有哪些用途？附录：附录： 功能示意图功能示意图 1. 车辆跟踪车辆跟踪利用利用GPS和电子地图可以实时显示出和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并任意放大、缩小、还车辆的实际位置，并任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪，利用该功能可对重要车多屏幕同时跟踪，利用该功能可对重要车辆和货物运输进行跟踪。辆和货物运输进行跟踪。 规划出行路线是汽车导航系统的一项重要辅助规划出行路线是汽车导航系统的一项重要辅助功能，包括

9、：功能，包括： 自动线路规划：由驾驶员确定起点和终点，由自动线路规划：由驾驶员确定起点和终点，由计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线，包括计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线，包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线等。数最少的路线等。 人工线路设计：由驾驶员根据自己的目的地设人工线路设计：由驾驶员根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等，自动建立线路库。线路计起点、终点和途经点等，自动建立线路库。线路规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计线规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计线路，并同时显示汽车运行路径和运行方法。

10、路，并同时显示汽车运行路径和运行方法。2. 提供出行路线的规划和导航提供出行路线的规划和导航 为用户提供主要物标，如旅游景点、为用户提供主要物标，如旅游景点、宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地图上根据需要进行查询。查询资料可以文图上根据需要进行查询。查询资料可以文字、语言及图像的形式显示，并在电子地字、语言及图像的形式显示，并在电子地图上显示其位置。同时，监测中心可以利图上显示其位置。同时，监测中心可以利用监测控制台对区域内任意目标的所在位用监测控制台对区域内任意目标的所在位置进行查询，车辆信息将以数字形式在控置进行查询，车辆信息将以数字形式在控制中心的电

11、子地图上显示出来。制中心的电子地图上显示出来。 3. 信息查询信息查询 指挥中心可以监测区域内车辆的指挥中心可以监测区域内车辆的运行状况，对被监控车辆进行合理调运行状况，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟踪目标度。指挥中心也可随时与被跟踪目标通话，实行管理。通话，实行管理。4. 话务指挥话务指挥 通过通过GPS定位和监控管理系统可定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图可显示紧急援助。监控台的电子地图可显示求助信息和报警目标，规划出最优援求助信息和报警目标，规划出最优援助方案，并以报警声、光提醒值班人助方案，并以报警声、光提醒值班人员进行应急处理。员进行应急处理。 5. 紧急援助紧急援助查阅几个与查阅几个与GPSGPS有关的科普网