全球定位系统的应用

第一节全球定位系统的应用第一节全球定位系统及其应用教学目的：１.了解全球定位系统的概念和工作原理GPS接收机的组成、种类。２.能举例说明全球定位系统在定位导航和日常生活中的应用重点:定位导航与应用难点:工作原理探究：1.在一个平面直角坐标系上，确定点的位置，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置，必须知道几个值？至少需要几颗卫星？（分组讨论、主动探究）YXAXYZ卫星定位技术发展的回顾1957年世界上第一颗人造地球卫星发射成功，40多年来，人造地球卫星技术在通信、气象、资源勘察、导航、遥感、大地测量、地球动力学、天文学和军事科学等众多领域，得到了极广泛应用。人造地球卫星的出现，首先引起了各国军事部门的高度重视。1958年底，美国海军武器实验室，开始着手建立为美国海军舰艇导航的卫星系统，即“海军导航卫星系统”（NavyNavigationSatelliteSystem——NNSS）。由于该系统卫星都通过地极，也称“子午(Transit)卫星系统”。1964年该系统建成，并在美国军方启用。1967年美国政府批准该系统解密，提供民用。该系统不受气象条件的限制，自动化程度高，具有良好的定位精度。尽管NNSS在导航技术的发展中具有划时代的意义，但由于该系统卫星数目少（5-6颗），运行轨道低（1000km）,观测时间长（1.5小时），无法提供连续实时三维导航，同时获得一次导航解读的时间长，难以满足军事要求，尤其是高动态目标（飞机、导弹等）导航要求。为满足军事和民用对连续实时和三维导航的迫切要求，1973年美国国防部开始组织陆海空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统的计划，这就是目前所称的“导航卫星授时测距/全球定位系统”（NavigationSatelliteTimingandranging/GlobalPositioningSystem）简称全球定位系统（GPS）。主控站：1个监测站：5个注入站：3个一、全球定位系统（GPS)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

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你处位置（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。卫星定位的基本原理

简单地说就是用户同时向已知其位置的3个导航卫星分别进行距离测量，然后再以该卫星为球心，以所测得的距离为半径，在空间画出3个球面，则该3个球面的相交点，就是用户的所在位置了。通常应用三颗卫星的数据就可以进行定位，但要保证对目标实时观测（诸如提供目标运动数据等），则需要至少四颗卫星的信号。美国挡认为躲这是街对它槐的威远胁，为这是食和美办国G虑PS宜系统钻的脆治弱性似相联爹系的梢。与松欧洲潜的“伽利睛略”、俄婚罗斯遥的“格洛才纳斯”（G糕LO哪NA坊SS狼）系宰统相摆比，回美国灶GP知S系括统的绑抗干领扰能彩力较纲弱，气因为塘在一页般情轰况下挠，从派卫星案反馈距到地侦面的示信号狮很小衫，如拍果对倚方采宗取瞄舌准式湖干扰败、阻洲塞式丙干扰妥或欺符骗式础干扰随，都槐会使扛GP酿S接轻收机级无法绕正常骡工作伏，从饮而使震其导宋航定拥位精冒度降崖低或汉产生干误导执。例卵如对出方用优装有圾模仿邮GP洋S信浊号发碗生装扯置的缺飞机导不断论在特润定空仍域飞拆行，希因飞依机离咬地面拆近信秘号比阴卫星须强得等多，刑就可贤以干光扰G制PS择终端令的信捧号接圾收。伶特别洋是美撤国G蹲PS钱系统经各星席之间倚信号桐频率胁和调监制方臂式相蔬同。其他胜国家龄的卫呼星定链位系杠统欧洲清的“伽利爱略”、俄将罗斯梨的“格洛枪纳斯”、中狭国的“北斗”等全摇球卫邀星导存航定尚位系馒统也稼在发拳展，“格洛键纳斯”系统首在上踩世纪呼70按年代乐就开帅始研左制、上19希84赞年首要颗卫痛星就茂已入崇轨、来从1迟99门3年揉到2裁00配0年伐先后磨有2否4颗举卫星眠并网书，它酿在其屠他性说能方林面也某不是翁吃素矿的，牵而“伽利运略”系统玻也大荣有后流来居剪上的碧味道烛。二、忽全球敌定位适系统略的应澡用特点晒：（1值）全搅天候床，不受罢天气猪影响封；（2菊）全尼球覆将盖；（3山）三维辛定速死定时高精绘度；（4抢）快速扒省时高效掌率；（5截）应趋用广家泛、斩多功希能。作用过：可括以快剖速精惩确地舌确定嚷地面阁某点股的位置（经肾度、早纬度狂）和趟高程，甚拿至速窃度、脂距离饰和航杰向等航。主要歇功能构：定位岛和导锻航1、害军事冠方面随着麦卫星昨技术裳在军抽事领纺域的泻广泛残运用奶，战技争的蛛陆、怪海、额空三情维空满间已耍发展赔到陆插、海林、空峰、天脚、电全（磁预）五乘维空疑间。盆在海支湾战冠争中坛，美柿国航访天司幻玉令部亦统一锐指挥绕了约杯70剧颗卫乒星，将支援咽陆海桂空作悉战，紧海湾带战争兽也因扬此被突称为“第一慌次空夺间战倘争”。显达然，远谁拥迎有“制信株息权”，谁激就能摆掌握饱高技蹦术战贷场的咳主动译权，最而“制信微息权”又离见不开“制天矮权”。“制天霉权”与美缸国国葵家导必弹防穿御系淋统也贩有着诵密不胖可分爹的联阴系，饼如果扩卫星炎被毁马或“致盲”它就烘会瘫相痪，参因此纲，美冰国在股打“卫星蛮战”方面秒比谁娃都起修劲。作用减：给文航行栗中的唤军舰橡、飞这机及梢导弹脆等设诵施提善供定握位和植导航雁信息球；同亿时也左应用餐于野帽外行哪进中暮的单缩慧兵和约移动阁装置韵的定帆位及骆跟踪2、测贵量方努面本次轨测量世除采靠用1良97雕5年泼时的例传统程测量赚方法始外，锻还采始取G贪PS胡测量劳系统采。珠穆徐朗玛乘峰高秤度最影新测奋量结满果为摊88营44躬.4怖3米哭参置数：盯珠穆庭朗玛叼峰峰脸顶岩塞石面鞠高程请测量饲精度涝±0古.2毕1米达；峰谨顶冰毅雪深旗度3斧.5档0米召。挎原避19纷75届年公则布的灶珠峰厉高程独数据咬停止罗使用刘。20较05要年1让0月刻9日雪上午竖10芬时，蓝国家册测绘睡局局明长陈放邦柱煤宣布烈珠穆夺朗玛民峰高核度最龟新测挽量结报果：GPS在交通运输中的作用车载型GPS机3、交兼通方恰面通过碧GP洒S定好位和银监控掉管理祸系统蹄可以扛对遇符有险凑情或嚷发生吃事故夫的车凡辆进长行紧思急援练助。之监控许台的裤电子卷地图枣可显养示求未助信愚息和译报警铁目标璃，规铺划出康最优惊援助砌方案扬，并同以报鄙警声扶、光吹提醒下值班馋人员践进行劫应急针处理膊。4、华紧急演援助案例缓：2旧00件5年完8月撕10卖日傍陪晚六毒点左黑右，其飞达剃GP厦S监个控中刮心接霉到要道求查脆询粤矛S4佛HX渐XX盖车辆柱位置运的电砖话，腾原来缓驾驶虫该车工辆的横赵先型生当饲天下毙午被储一伙糖歹徒赌劫持裙了，同这伙嘉歹徒兆打电循话给塔赵先赤生的明亲人租勒索该金钱毛，飞苗达监藏控中祸心迅僚速查那出该贵车辆逐停放爱在惠铸州市饱惠环碗镇离救莞惠废公路句约1阴00弱米的贱地方秆，并辣将情遮况通遵知了友公司耗的负民责人接。傍符晚七撞点半挡，飞膨达公姜司人半员到柴达现仅场，摆利用姿先进件的专足用设云备，呆很快蔑发现下该车访辆，壮为了怖不打默草惊甚蛇，弯指示石监控舰中心印将车猎辆断螺油断预电。贴后来节，在际当地居警察拳的大助力追界捕下总，将网一名烛探听弃虚实宏的贼删抓获流。警宪察根捡据他升提供姐的指厘示很共快找马回了膀被劫期持了摸的赵年先生夸，人连和车欢都完跨好无傅损。锯经审掌讯，孕该团酷伙共怠有八棕人，均专门竟伺机鸭对东朝莞的搭车主周进行魂绑架窃勒索痰，已巩多次匙作案紫，想融不到顺这次样栽在祥卫星岔定位禁手里悟。5、折农业野方面（1正）精蛋准农飘业耕土作利用某GP烘S技慈术，钉配合韵遥感变技术屡（R巷S）剑和地糕理信禽息系逮统（经GI斥S）顿，能先够做流到监葱测农畜作物叮产量扬分布条、武土壤涛成分猎和性形质分崇布、蜂做到麦合理乔施肥睬、播堪种和恨喷洒仓农药痰，节己约费丈用、亭降低伞成本钓、达训到增险加产面量提除高效满益的饼目的挽。利滚用差证分G王PS支技术项可以煮做到毛：土锁壤养壮分分柜布调吵查阀、著监测域作物摩产量园、虎合理讯施肥巴，精抢确农朋业管阴理。在作探物生隶长期稀的管隐理中岗，利腰用遥喜感图惹象并真结合反GP芬S可稀绘出虽作物粗色彩梯变化煤图。杠利用融GP谊S定秀位采校集一股定数倾量越的土盆壤及清作物衡样品扒进行统分析床，可尖以绘芒制出敞作物在生长柳的不唱同时棒期的轧土壤丸含量赔的系诱列分百布图述。净这样路可以书做到滑精确盾地对静作物哨生长违进行切管理排。（2项）在既林业乱管理豆方面辈的应涌用GP私S技杨术在昨确定女林区片面积途，估景算木更材量福，计拉算可框采伐义木材溜面积故，确启定原案始森景林、匙道路寺位置膛，较对森令林火窗灾周必边测做量，敌寻找遍水源况和测培定地两区界蒜线等斤方面沾可以妄发挥并其独抹特的葡重要孝的作惨用。切在疗森林悔中进坊行常逮规测晶量相顶当困贺难，帝而G捐PS睛定位孝技术开可以翻发挥玻它的鲁优越伙性，忽精确乖测定尿森林参位置森和施面积说，绘剥制精殃确的恨森林钻分布偏图。（3倍）G具PS也技术蕉用于惑森林漫防火它是脉在飞小机的抛环动年仪上狐安装蛇热红嫌外系角统和蓝GP顷S接宜收机滤，疮使用驶这些吉机载粉设备绣来确文定火鞭灾位按置，始并迅页速向弟地面铃站报宿告。（4拐）鱼吓群定监位6、赞休闲喉娱乐把全植球定杆位系竟统（拿Gl守ob券al且P生os睛it颈io卵ni肉ng烧S世ys猎te敞m徒-品GP锦S）呢比喻击成八站爪鱼痒，是从因为摊它所窄触及找的行猎业相萝当广堆泛，椒非“八爪”以蔽督之，瓦可以饲说人灯类的这想像胖力有慕多宽哲，其太应用躲就有的多广夸。目快前掌苏上型序导航蔽接收功机已梁经问揭世。田可望款不久涛会生某产出程手表朝式的冷GP榴S导朴航接唉收机赌。携眯带和徒使用伪就更句方便贵。可凯以说喷，G悲PS牙的应贯用将际进入惹人们闯的日抵常生汇活，掏其应矛用前姨景非永常广臭阔。般GP步S的货应用闲，也抬许仅坊受人桥们的晋想像炎力制亏约。在2坐00闭6年脉的“五一”黄金射周，贷12妙位北户京户鸭外运皆动爱曾好者祝在内辰蒙古伐库布里其沙削漠进急行徒锹步穿致越时诸被困骡，其狮中一攻位队裁员不社幸遇铲难。躁由于覆遇险筝地点结位于喘沙漠贷深处跨，给养搜救罗工作础带来振很大急困难婚。所渠幸的但是探揭险队遣员们岸随身皮带了宰GP劣S全免球卫位星定编位手粪持机乓，通柴过G樱PS喇定位驳准确雀地向拳救援孩人员缝报告俘了遇玩险地步点的仇经纬诸度坐枪标，谈救援圈人员喷也通酒过G滔PS干定位全，在骗茫茫沾沙漠壮中找脑到了塌被困家队员狼。这捎次意彩外，猎让更膛多人脸知道粉了G漠PS蜘这个彩名词火。如催果没嗽有G稿PS缓，在吨没有撕向导洒的情滋况下检，这联样的翻沙漠线穿越星与救特援几增乎是粪不可燥想象混的。在旅坛游及绑野外遥考察保中的霸应用在旅肿游及仰野外舟考察贱中，胖比如轨到风伤景秀年丽的发地区纷去旅记游，凡到原努始大活森林照、雪贞山峡床谷或雹者大集沙漠横地区甜去进确行野喷外考敲察，雅GP毯S接赔收机炭是你渗最忠脚实的绑向导肢。可御以随辉时知进道你故所在介的位灭置及受行走呢速度愧和方午向，冬使工你不迎会迷估失路堪途。案例恭研究神奇谨的飞赶机编都队GP鸭S为她飞机笛编队板导航沙应用番示意1、战19狮99睁年3庭月2否7日壳，北比约部冻队一潮架F—11去7A牢隐形狱战斗狭机被足南联泉盟防百空部黄队击广落。傅飞行勿员跳晕伞后援在脚传触地凝的一迟刹那摆，通摆过手班持式籍信号盗发射须器发宽出紧姜急呼刘救信来号，领当间诉谍卫惊星把董呼救重信号搜传送炮到北合约空运袭南验联盟束指挥笑所后垫，美斤军立松即安败排了企救援妹行动赌。6层小时阿后，舰当一寻架E柱A—6B芹电子郊干扰希机发胡现飞厉行员屑的准麻确位羞置时叛，一蠢架M沫H—60喂G搜汽索与肃救援浙直升澡机降善落在制飞行致员面款前，葱将飞泥行员汉接上扬直升繁机并在安全征返回疼基地哲。据暖此回棉答：巩（1零）飞销行员脾发出返的呼灭救信蜓号是__嫁__匹_系统商信号梁，该齐系统砌包括哄三大疼部分、、。（2丝式）北飞约轰域炸的欠科索乌沃，扯其气储候属短于__狐__丹__息__反__稻__施__世__支__弄_该气肚候的惕形成感原因是_仪__萝__惨__棵__挤__渡__穗__柏__颤__适__恼__糖__箭__彻__现__票__月_巩固演练习视：GP训S空间孝部分怀地面梦监控古部分律用户玻设备鼓部分地中给海气泰候冬季饿受西稠风带山的影谈响，为夏季粪受副展热带尿高压窄的控坏制2．“推导航芝、授虾时和受测距辆全球倦定位恢系统琴”(煤GP果S)瞒由2仓4颗驾卫星份组成盘，分地布在庸6个刻轨道厚平面遣上绕鞋地球俘运转斧，接沾收并李传递地信息摆。要表确定已一个剃人(棚或船在只、锯车辆马、飞祥机)柴所处仔的位迅置，练使用习的卫竖星数要目不丽能少岂于(粉)A．舒1颗芳B乎．2拥颗胆C权．3鼓颗引D碧．4敬颗3．有熄关全笑球定烂位系悠统的色叙述脚，不库正确常的是碍(慕)A．袋GP债S是何利用阀卫星想进行凭导航菜、定姐位的山系统B．摇GP畅S包油括两谱大部秤分，磁即空绿间部屿分和尿地面异控制化部分C．祸GP霞S卫找星星渴座由厉24鸭颗卫孟星组贺成D．兼野外宪旅行烧，只喂要拥拦有G月PS甩信号尘接收滔机，汪可随卸时知扩道自己江所处承的经孔纬度4．目寸前，桶GP坛S的史主要傅功能箱是(挑