中图版全球定位系统及其应用

2004年11月24日上午10时许，私企老板王某刚打开停在荣成路上的宝马车车门，突然从旁边窜出两名“劫匪”，一把长砍刀架在王某的脖子上，“别喊，快开车！”两名“劫匪”将王某推到驾驶室后，逼迫王某启动宝马车（图一），沿海边逃窜。王某悄悄按下了车里的GPS紧急按钮，报警声立即在110指挥中心响起，两辆警车迅速出击，而两名“劫匪”还一直蒙在鼓里。在东海路银都花园附近，8号、9号警车对被劫宝马形成合围，不熟悉地形的“劫匪”见情况不妙，立即逼迫王某将车转到台南路。台南路道路狭窄、车辆较多，宝马车的车速被迫慢下来。指挥中心的民警在电脑前将鼠标指向了GPS系统里的“断油断电”指令，正在行驶的宝马车在海口路金都新村门前突然“趴窝”。还没等“劫匪”回过神来，4名持枪民警已经将宝马车团团包围,迅速将两名“劫匪”摁住。当你旅游或野外考察时，通常用哪些方法来辨别方向或确定你所在的位置？这些方法有什么不足？现在有没有更简单的方法？思考？第一节全球定位系统的应用中国地图出版社SINOMAPSPRESS普通高中课程标准实验教科书地理必修•第3册一、全球定位系统全球定位系统，即GPS（GlobalPositioningSystem），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20世纪70年代初开始研制，并于1994年全面建成的。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代卫星导航与定位系统。

全球定位系统是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方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。目前的全球覆盖率为98%。能实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月,航天飞机升空,同列为20世纪“三大航天工程”然后你又遇到了另外一个路人，他告诉你距离李家村15千米。你按同样的方法，绘制第二个圆（图Ｂ）。现在，你得到了两个交点，你必定处在其中一个点的位置。假如你在野外迷了路，为了确定你所处的位置，你向一个路人询问，他告诉你这里离王家村10千米。你于是打开地图，找到王家村，以它为圆心，按比例尺在地图上画一个半径相当于10千米的圆这时，你向第三个人打听到，这里距离张家村10千米。当你把这个圆在地图上画好后，你的位置也就一目了然了（图Ｃ）。这就是三边测量术的原理。

GPS的定位原理与“三边测量术”原理相似。不同的是3颗卫星代替了3个村子,地图上平面圆变成了三维球面。如图GPS接收机接收GPS卫星A、B、C传来的信号，计算出接收机与它们之间的距离，然后分别以3颗卫星为球心，以该卫星到接收机之间的距离为半径，“绘制”3个巨大的球体。3个球体会交于两点，其中那个与地球表面相交的点就是这台GPS接收机所处的位置，然后通过计算得到该接收机所处的经纬度。卫星D测量GPS接收机所在的高程。二、全球定位系统的系统组成空间部分地面监控系统用户设备部分全球定位系统由24颗卫星组成（其中3颗备用），分布在6个轨道平面上主要是GPS接收机提供与定位相关的参数和时间信息主要用于监测和控制卫星及其各种设备的运行可以确定接收机所在点的位置、速度、到航路终点的距离和航向等信息地面监控部分主控站位于美国科罗拉多的斯平士（ColoradoSprings）的联合空间执行中心（CSOC），三个注入站分别设在大西洋、印度洋和太平洋的三个美国军事基地上，即大西洋的阿松森（Ascension）岛、印度洋的狄哥·伽西亚(DiegoGarcia)和太平洋的卡瓦加兰(Kwajalein),五个监测站设在主控站和三个注入站以及夏威夷岛。返回卫星上各种设备是否正常工作,是否一直沿预定轨道运行,要由地面设备监控接收机信号的解读与操作

表示接收机所在的经纬度位置。

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。

卫星分布图描绘了在接收机所处位置（圆心）仰望天空能搜索到的卫星，大圆表示地平线，小圆为抬以45°角仰望天空的范围，越靠近中心，卫星信号越强。北斗导航——35颗卫星（27+8），三个轨道，每个轨道9颗/三、用途和特点：

全能性、全球性、全天候、连续性、实时性

提供精密的三维坐标，三项速度和时间信息它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度GPS功能1、定位:2、导航:我现在在哪里？我要去哪里？如何去？3.跟踪。跟踪-监视人或物体的运动。4.绘图。用于绘制世界地图。5.定时。提供精确的时间。

在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行员：“你知道去轰炸哪个城市吗？”

飞行员回答：“不知道。”

“那你怎么去轰炸呢？”“容易，上级给我一个坐标，我按计算机的指引，投下采用GPS导航的炸弹掉头就走，跟我玩游戏机没哈两样。”

这个例子是现代战争中引用GPS系统的典型案例。我们反对战争，但要想能更好的维护世界和平，我们也需要了解GPS——全球定位系统这种现代地理信息技术。全球定位系统及其应用//全球定位系统应用

海湾战争中美军几乎所有的坦克、装甲车、飞机、舰船、各级指挥部和陆军小分队都装备了GPS接收机，总数超过5万部。在轨的16颗GPS卫星，每天可提供19小时的三维数据，精度10~16米，测速精度0.1米/秒。（1）GPS在军事上的应用军事是GPS技术最早的应用领域,主要是为各种军事活动提供定位导航.在现代战争中，不仅陆、海、空三军，而且许多高科技武器弹药等，也都开始采用GPS技术进行定位导航。目前精确制导武器复合制导的重要技术手段。装备GPS制导系统之前,美军BGM-10C“战斧”巡航导弹误差约为9米；在其“惯性和地形匹配”制导系统中加入GPS后，误差降至3米，制导精度大大提高。

2.GPS的用途（2）民用GPS主要用于交通车辆导航管理、航空器定位及导航，以及大地测量野外勘测、紧急求援、旅游探险、农业监测、生态研究等方面。（3）GPS在交通上的应用GPS在交通运输中的作用（4）户外旅游探险：

在地广人稀没有任何参照物可用以辨别方向的情况下，危险无时无刻不在,手持GPS接收机沿着机中记录的安全轨迹小心行进，可安全返航。目前，许多休闲俱乐部围绕GPS功能相继推出“穿越”、“寻宝”、“野外拓展”等都市游戏，丰富了人们周末生活，提高了人们生活品位，深得户外运动爱好者的欢迎。应用类型应用领域应用作用航海应用航空应用向用户提供船舶位置、航速、航向信息、海图、海迹显示避免船只冲撞，确保航行安全把自己的位置和航向发送到航海管理中心便于中心的跟踪、搜寻和救援空域航路、着陆、机场监视和管理实现空域划分、空中交通流量管理、飞行路径管理GPS应用领域主要功能在林业管理方面的应用GPS技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐木材面积，确定原始森林、道路位置，对森林火灾周边测量，寻找水源和测定地区边界方面可以发挥独特的重要作用在合理施肥，精确农业管理方面的应用依据农田土壤养分含量分布图，设置有GPS接收机的“受控应用”的喷施器，在GPS的控制下，依据土壤养分含量分布图，能够精确地给田地各点施肥。(1)可以监测作物产量(计算机\产量监视器\GPS接收机)(2)帮助合理施肥(3)应用于土壤养分的分布调查(GPS接收机把样品的位置)在精确定时方面的应用每颗GPS卫星上都有精密的原子钟，所以GPS接受器可以接收到精确的时间信息在农业方面GPS也有用武之地．以往飞机向农田喷洒农药，用人在地面摇动红旗做方位指示，经常由于不够准确造成喷洒效率低，而有GPS定位仪后，合理分布航线,飞机可以按事先设计好的经纬度，利用定位仪确认坐标后喷洒，大大提高了喷洒效率,大大节省飞机作业的费用,喷杀化肥农药时,减少重叠,避免浪费,避免过多的用量影响农作物生长.[迁移应用]

GPS最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国防部控制。结合所学知识，完成下列问题。(1)关于全球定位系统的说法，正确的是 (

)A．全球定位系统简称GISB．全球定位系统包括卫星星座、传输系统和信号接收机三部分C．全球定位系统只能为用户提供精确的地理位置D．全球定位系统可以在全球范围内进行导航和定位

D(2)行军中的美国士兵装备的GPS接收机接收到的信号至少由几颗空间卫星提供，才能实现导航(

)A．3 B．4 C．5 D．6(3)配备GPS接收机的美国士兵随时可获得工作卫星提供的(

)①三维位置②三维方向③运动速度和时间④美军士兵位置A．①②④ B．①②③C．②③④ D．①③④

BD“精准农业”是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统。据此完成下列问题。(1)精准农业生产中，主要是应用了(

)A．人工测量技术 B．对地测绘技术C．GPS技术 D．数字地球(2)上题所述该技术的主要特点是 (

)A．成本高、费用高 B．全天候、实时性C．受天气影响大 D．操作要求高、实用效率低(3)上题所述该技术在精准农业中的应用是(

)A．农田信息定位获取 B．分析处理获取的信息C．管理措施决策 D．估算农业产量

CBA1．下列有关全球定位系统的叙述，不正确的是 (

)A．GPS是利用卫星进行导航、定位的系统B．GPS包括两大部分，即空间部分和地面控制部分C．GPS空间卫星系统由24颗卫星组成D．野外旅行，只要拥有GPS接收机可随时知道自己所处的经纬度

B2．全球定位系统的主要功能在于(

)