第三节全球定位系统及其应用

1、 2004 年年11月月24日上午日上午10时许，私企老板王某刚时许，私企老板王某刚打开停在荣成路上的宝马打开停在荣成路上的宝马车车门，突然从旁边窜出车车门，突然从旁边窜出两名两名“劫匪劫匪”，一把长砍，一把长砍刀架在王某的脖子上，刀架在王某的脖子上，“别喊，快开车！别喊，快开车！”两名两名“劫匪劫匪”将王某推到驾驶将王某推到驾驶室后，逼迫王某启动宝马室后，逼迫王某启动宝马车（图一），沿海边逃窜。车（图一），沿海边逃窜。王某悄悄按下了车里的王某悄悄按下了车里的GPS紧急按钮，报警声立紧急按钮，报警声立即在即在110指挥中心响起，两指挥中心响起，两辆警车迅速出击，而两名辆警车迅速出击，而两名“劫

2、匪劫匪”还一直蒙在鼓里。还一直蒙在鼓里。一、全球定位系统一、全球定位系统1、全球定位系统的概念、全球定位系统的概念简称简称GPS，是具有在海、陆、空进行，是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。代卫星导航与定位系统。2、全球定位系统的特点、全球定位系统的特点（1）全球，全天候工作。）全球，全天候工作。（2）能为用户提供连续、实时的三维）能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气位置、三维速度和精密时间，不受天气的影响。的影响。（3）定位精度高定位精度高：单机定位精度优于：单机定位精度优于10米，采用

3、差分定位，精度可达厘米级和毫米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。米级。（4）功能多，应用广功能多，应用广：随着人们对：随着人们对GPS认识的加深，认识的加深，GPS不仅在不仅在测量、导航、测测量、导航、测速速、测时测时等方面取得更广泛的应用，而且等方面取得更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。其应用领域不断扩大。（1）无线电导航系统）无线电导航系统 缺点：覆盖的工作区域小；电波传播缺点：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不高。受大气影响；定位精度不高。（2）卫星定位系统）卫星定位系统（3）GPS发展历程发展历程3、 GPS的起源的起源在卫星定位系统出现之前，远程导在卫星定位系

4、统出现之前，远程导航与定位主要用无线电导航系统。航与定位主要用无线电导航系统。最先进行最先进行GPSGPS研制的是研制的是美国（美国（19731973年）年）全球定位系统主要特点有哪些？全球定位系统主要特点有哪些？提供提供三维坐标三维坐标、速度和时间速度和时间，并且具有，并且具有全全能性能性（陆地、海洋、航空和航天）、（陆地、海洋、航空和航天）、全球全球性性、全天候全天候、连续性连续性、实时性实时性 全球定位系统（全球定位系统（GPSGPS）的组成）的组成 （包括三大部分（包括三大部分）空间部分空间部分GPSGPS卫星星座；卫星星座；地面控制部分地面控制部分地面监控系统；地面监控系统；用户设备

5、部分用户设备部分GPSGPS信号接收机信号接收机 GPS 星座和卫星 空间部分空间部分2121颗工作卫星，颗工作卫星，3 3颗备用卫星；颗备用卫星； 每每4 4颗卫星颗卫星工作在同一轨道平面内，工作在同一轨道平面内，2424颗卫星均匀分布颗卫星均匀分布在在6 6个轨道平面个轨道平面，彼此夹角为，彼此夹角为6060 ；轨道平面相对于赤道的倾角为轨道平面相对于赤道的倾角为55 55 ； 卫星离地面高度卫星离地面高度20200km20200km； 1212恒星时恒星时( (1111时时5858分分2.052.05秒秒) )绕地球一周；绕地球一周； 地球上任何地方任何时刻地球上任何地方任何时刻同时可收

6、到同时可收到4 4颗以上颗以上GPSGPS卫星卫星的信号。的信号。 GPS GPS的系统组成的系统组成空间部分：卫星分布空间部分：卫星分布 地面控制部分地面控制部分GPSGPS信号接收机信号接收机 手机和手表上的 GPS 手持型的 GPS 测绘使用的 GPS 航空与航海使用的 GPS 一般来说，在一般来说，在地面地面上的上的GPSGPS接收器能接收器能接收接收5 51212个卫星信号，而为了获得地面个卫星信号，而为了获得地面上的定位坐标，上的定位坐标，至少需要至少需要4 4个卫星信号个卫星信号，三个三个用来确定用来确定GPSGPS接收器的接收器的纬度、经度和纬度、经度和海拔高度海拔高度，第四个

7、第四个则提供则提供同步校正时间同步校正时间。4、 全球定位系统的组成全球定位系统的组成系统机构系统机构空间空间位置位置组成和分布组成和分布全全球球定定位位系系统统GPS卫卫星星座星星座空间空间由由21颗工作卫星和颗工作卫星和3颗在轨备用卫星颗在轨备用卫星组成，组成，24颗卫星均匀分布在颗卫星均匀分布在6个个轨道轨道平面内平面内地面监地面监控系统控系统地面地面由分布在全球由分布在全球5个个地面站（包括地面站（包括5个个监控站、监控站、1个主监控和个主监控和3个注入站，个注入站，主控站和注入站都位于监控站里）主控站和注入站都位于监控站里）组成组成GPS信信号接收号接收机机用户用户导航型导航型接收机

8、、接收机、测地型测地型接收机、接收机、授授时时接收机接收机例（例（1） 下列关于全球定位系统的叙述，不正确下列关于全球定位系统的叙述，不正确的是（的是（ ）AGPS是利用卫星进行导航、定位的系统是利用卫星进行导航、定位的系统BGPS包括两大部分，即空间部分和地面控制包括两大部分，即空间部分和地面控制部分部分CGPS卫星星座由卫星星座由 24颗卫星组成颗卫星组成D野外旅行，只要拥有野外旅行，只要拥有GPS信号接收机，可随信号接收机，可随时知道自己所处的经纬度时知道自己所处的经纬度B B二、二、 全球定位系统与定位导航全球定位系统与定位导航1GPS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

9、位2. GPS的用途的用途 GPS最初最初就是为就是为军方军方提供精确定位而建立提供精确定位而建立的，至今它仍然由美国军方控制。军用的，至今它仍然由美国军方控制。军用GPS产品产品主要用来确定并主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备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、为军用飞机提供位的坐标、给海中的军舰导航、为军用飞机提供位置和导航信息置和导航信息等。等。目前目前 GPS 系统的应用已经十系统的应用已经十分广泛，我们可以应用分广泛，我们可以应用 GPS 信号进行信号进行海空和陆海空和陆地的导航地的导航、导弹的制导导弹的制导、大地测量大地测量和和工程测量的工程测量的精密定位

10、精密定位、时间的传递时间的传递和和速度的测量速度的测量等。等。 民用民用GPS的精确度要低一些。目前在的精确度要低一些。目前在交通、邮电、地矿、建筑，以及农业、气交通、邮电、地矿、建筑，以及农业、气象、土地管理、金融、公安象、土地管理、金融、公安等部门和行业，等部门和行业，而且也逐步深入到日常生活中。而且也逐步深入到日常生活中。附：与附：与GPSGPS有关的科普网站有关的科普网站1 1、北京致强时代导航北京致强时代导航科技科技2 2、中国中国GPSGPS协会协会3 3、北京图天科技有北京图天科技有限公司限公司 无论是在飞机或汽车上，还是在野外考察旅行，无论是在飞机或汽车上，还是在野外考察旅行，

11、只要拥有手机大小的只要拥有手机大小的GPS信号接收机，你就能随时信号接收机，你就能随时知道（知道（ ）A自己所在地的季节自己所在地的季节B自己所在地的天气自己所在地的天气C自己所在地的地理坐标自己所在地的地理坐标D、自己所在地的气候、自己所在地的气候C C2 2全球定位系统可以确定自己的准确位置，通常确定全球定位系统可以确定自己的准确位置，通常确定地球上任何一点的地理位置应该具备以下三个数据地球上任何一点的地理位置应该具备以下三个数据（ ） A A经度、距离、海拔经度、距离、海拔 B B经度、纬度、海拔经度、纬度、海拔 C C纬度、相对高度、距离纬度、相对高度、距离 D D到两极、赤道的距离和

12、等高线到两极、赤道的距离和等高线3 3具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性特具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性特点的是（点的是（ ） A A遥感技术遥感技术 B B地理信息系统地理信息系统 C C全球定位系统全球定位系统 D D数字地球数字地球C CB B 第三章 地理信息技术应用第四节 数字地球 一位年轻孩子去本地的博物馆参观数字地球展览。在戴上显示头盔后，她看见地球从太空中出现，使用数据手套放大电子图象；使用越来越高的分辨率，看见大陆，然后是乡村、城市，最后是私人住房、树木和其他天然和人工的物质。她采用类似“魔毯骑乘”通过地形的3D视图，眼前被发现的行星区域引起她探究的兴趣。

13、当然,地形仅仅是她能与之相互作用的多种数据之一。利用声音识别能力系统,她能够请求关于陆地覆盖、植物和动物的物种分布、实时天气、道路、政治范围以及人口的信息。她也能使她和其它学生收集的作为全球环境的一部分信息具体化。这些信息能被天衣无缝的熔入数字地图或者地形数据。通过使用数据手套单击一个连接按钮，她能够获得她所看见的许多事物更多信息。 例如，为全家去黄石国家公园渡假作准备, 她计划徒步去看天然喷泉,她刚刚阅读到关于野牛和洛矶山羊的知识。事实上,在她离开故乡的博物馆之前她能够进行虚拟旅行。她不受限制穿越空间,同样也能穿越时间。在进行虚拟地去巴黎参观卢浮宫的场景旅游之后， 她通过对时间地反向移动，学习法国的历史、细读被数字地球表面覆盖的数字化地图、新闻短片、口述历史、报纸等主要的原始资料。她向自己的电子邮件信箱发送一些有用的信息，以便今后学习。时间序列, 从这里延伸到遥远的过去,能以天、年、世纪、甚至是地质学的纪元,因为那些场合有利于她对恐龙的了解。 看了这些之后，你对数字地球有一定的了解了吗