高中地理必修三GPS

1、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或通常用哪些方法来辨别方向或确定你所在的位置？这些方法确定你所在的位置？这些方法有什么不足？有什么不足？将手表的时针指向太阳，该线与表面上12时所构成的角的平分线方向即为正南方。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），是利用卫星网络来获得地面某点的经纬度经纬度和和高程高程的系统。它是美国的系统。它是美国20世纪世纪70年代初开始研制，年代初开始研制，并于并于1994年全面建成。年全面建成。其主要目的是：为陆、海、空三大领域，提供其主要目的是

2、：为陆、海、空三大领域，提供实实时时、全天候全天候和和全球性全球性的的导航导航服务，并用于情报收集、服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略重要组成。球战略重要组成。一、全球定位系统的基本原理一、全球定位系统的基本原理 GPS GPS利用的是一种被称为利用的是一种被称为“三边测量术三边测量术”（TrilaterationTrilateration）的方法来完成起其神奇）的方法来完成起其神奇的功能的。的功能的。 假如你在野外迷了路，为了确定你的位假如你在野外迷了路，为了确定你的位置，你向一个路过的人询问，他只告诉你这

3、置，你向一个路过的人询问，他只告诉你这里离王家村里离王家村1010里路，这个消息虽然没有立刻里路，这个消息虽然没有立刻解决你的问题，但给了你不少的帮助，于是解决你的问题，但给了你不少的帮助，于是你打开地图，找到王家村，以它为圆心按比你打开地图，找到王家村，以它为圆心按比例尺在地图上画一个相当于半径为例尺在地图上画一个相当于半径为1010里的圆里的圆（图（图1 1）。）。 然后你又遇到了另外一个过路的人，从然后你又遇到了另外一个过路的人，从他那里知道你现在距离李家村他那里知道你现在距离李家村1515里路，然后里路，然后你按照刚才的方法绘制了第二个圆（图你按照刚才的方法绘制了第二个圆（图2 2），

4、现在你得到了两个交点，你必定处于其中，现在你得到了两个交点，你必定处于其中一个点的位置。一个点的位置。 这时，你向第三个人打听到这里距离张这时，你向第三个人打听到这里距离张家村家村1010里路，当你把这个圆在地图上绘制完里路，当你把这个圆在地图上绘制完后，你的位置也就一目了然了。后，你的位置也就一目了然了。24颗星,6轨道 某地点至卫星的距离，是位于以卫星为中心、所测得距离为某地点至卫星的距离，是位于以卫星为中心、所测得距离为半径的圆球上，半径的圆球上，4个球面确定空间的唯一点。个球面确定空间的唯一点。 简单说：两个球面交汇是一个圆，与第三个球面交汇是两简单说：两个球面交汇是一个圆，与第三个球

5、面交汇是两个点，第四个球面确定唯一的一个点，每颗卫星确定一个球面。个点，第四个球面确定唯一的一个点，每颗卫星确定一个球面。地球表面本身是一个球面。所以确定经纬度只需地球表面本身是一个球面。所以确定经纬度只需3颗卫星，要确颗卫星，要确定高度需定高度需4颗卫星。颗卫星。 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二、二、GPSGPS组成部分组成部分表示接收机所在的表示接收机所在的经纬度位置经纬度位置卫星分布图描绘了在卫星分布图描绘了在你所处位置（圆心）你所处位置（圆心）仰望天空能搜索到的仰望天空能搜索到的卫星，大圆表示地平卫星，大圆表示地平线，小圆为抬

6、头以线，小圆为抬头以4545角仰望天空的范角仰望天空的范围。越靠近圆心，卫围。越靠近圆心，卫星信号越强。图片表星信号越强。图片表示当前能搜索到第示当前能搜索到第2 2、7 7、8 8、1111、2020、2727、2828、3131号八颗卫星。号八颗卫星。卫星号是卫星发射时卫星号是卫星发射时的序号。的序号。数字表示被接收到信号的卫星数字表示被接收到信号的卫星编号，黑色柱的长短表示信号编号，黑色柱的长短表示信号强弱。图片表示接收到第强弱。图片表示接收到第2 2、7 7、8 8、1111、2020、2727、2828、3131号八颗号八颗卫星的信号，其中第卫星的信号，其中第2 2号和第号和第202

7、0号卫星的信号比较弱。号卫星的信号比较弱。 影响影响GPSGPS定位精度的因素定位精度的因素1 1卫星本身在运行过程中的误差。如轨道的偏卫星本身在运行过程中的误差。如轨道的偏差，内部时钟的运行偏差等。差，内部时钟的运行偏差等。2 2GPSGPS接收机的内部时钟与卫星的时钟间的偏接收机的内部时钟与卫星的时钟间的偏差差3 3接收过程中的干扰。如大气层中的电离层、接收过程中的干扰。如大气层中的电离层、对流层的影响，多路径效应、信号接收角度、环境对流层的影响，多路径效应、信号接收角度、环境条件的限制、人为的干扰等。条件的限制、人为的干扰等。三、三、GPSGPS的应用领域的应用领域（一）（一） GPSG

8、PS在军事领域中的应用在军事领域中的应用 （二）（二）GPSGPS在交通领域的应用在交通领域的应用车辆跟踪车辆跟踪紧急援助紧急援助提供出行路线规划和导航提供出行路线规划和导航交通指挥交通指挥 G P S 用 于 航 空 导 航 船 只 利 用G P S 进 行 定 位 G P S 接 受 机 地 图 显 示 控 制 单 元 无 线 电 通 信 系 统 调 制 解 调 器 调 制 解 调 器 总 控 制 中 心 电 子 地 图 G IS 数 据 库 控 制 单 元 （ 车车 辆辆G P S 终终 端端 ） （ 交交 通通 监监 控控 中中 心心 ） 余纯顺在罗布泊探险遇难时离最近的补给站仅几余纯

9、顺在罗布泊探险遇难时离最近的补给站仅几百米。风沙淹埋了前人走过的足迹，在茫茫荒漠中又百米。风沙淹埋了前人走过的足迹，在茫茫荒漠中又渴又饿的他终于倒下了。如果当时他有一台渴又饿的他终于倒下了。如果当时他有一台GPSGPS接收机，接收机，惨剧又何以发生？惨剧又何以发生？ 在地广人稀没有任何参照物可用以辨别方向的情在地广人稀没有任何参照物可用以辨别方向的情况下，危险无刻不在，手持况下，危险无刻不在，手持GPSGPS接收机沿着机中接收机沿着机中记录的记录的安全轨迹安全轨迹小心行进，可安全返航。小心行进，可安全返航。 目前，许多休闲俱乐部围绕目前，许多休闲俱乐部围绕GPSGPS功能相继推出功能相继推出“

10、穿穿越越”、“寻宝寻宝”、“野外拓展野外拓展”等都市游戏，丰富了等都市游戏，丰富了人们周末生活，提高了人们生活品位，深得户外运动人们周末生活，提高了人们生活品位，深得户外运动爱好者的欢迎。爱好者的欢迎。 （三）（三）GPSGPS在旅游与娱乐领域中的应用在旅游与娱乐领域中的应用 GPS寻宝寻宝(Geocaching)游戏开始于游戏开始于2000年年5月，月，是为了纪念美国政府取消旨在降低民用是为了纪念美国政府取消旨在降低民用GPS精度的精度的SA政政策。策。一些参与者在地球的某些地方放置一些参与者在地球的某些地方放置一些一些“宝箱宝箱”，里面预先放着一些纪，里面预先放着一些纪念品作为念品作为“宝

11、物宝物”，然后将这个，然后将这个“宝宝箱箱”的精确地点或路点（的精确地点或路点（waypoint）信息放到网上公布，其他参与者就信息放到网上公布，其他参与者就按这些信息开始按这些信息开始“寻宝寻宝”，如果找到，如果找到“宝箱宝箱”就可以取走里面的就可以取走里面的“宝物宝物”，当然为了让这个游，当然为了让这个游戏进行下去，在取走宝物的同时应该放一件礼物进去给后戏进行下去，在取走宝物的同时应该放一件礼物进去给后来者，目前在中国也有越来越多的人参与到这个游戏中来，来者，目前在中国也有越来越多的人参与到这个游戏中来，并且有数量可观的并且有数量可观的“宝箱宝箱”可能就在我们身边。可能就在我们身边。“北斗星”定位导航系统2007年年4月月14日，中国成功发日，中国成功发射了第射了第1颗北斗导航卫星。颗北斗导航卫星。2012年年4月月30日日4时时50分，西分，西昌卫星发射中心成功发射昌卫星发射中心成功发射“一一箭双星箭双星”，用，用“长征三号乙长征三号乙”运载火箭将中国第十