全球定位系统及其应用 市赛获奖

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。

第三节全球定位系统及其应用一、全球定位系统(GPS)1.概念：具有海陆空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。@通俗地说：利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的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%。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,共同位列为20世纪“三大航天工程”它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。

2.组成：包括三大部分空间部分、地面控制部分、用户设备部分GPS组成系统结构空间位置组成和分布全球定位系统空间由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内地面由分布在全球的5个地面站组成（5个监控站、1个主控站和3个注入站）用户导航接收机、测地型接收机、授时接收机实时计算出三维坐标\速度以及时间GPS卫星星座地面监控系统GPS信号接收机空间部分各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55º，轨道平面间距60º。在每一轨道平面内，各卫星升交角距差90º

为了减少误差，一般要求4颗卫星，用于定位的4颗卫星称为定位星座。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,要由地面设备监控主控站收集各监控站提供的GPS卫星观测数据、卫星工作状态数据、各监测站和注入站自身的工作状态数据。根据这些数据，完成各项工作：(1)如及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站；(2)控制和协调监测站间、注入站间的工作，检验注入卫星的导航电文是否正确以及卫星是否将导航电文发给了gps用户系统(3)诊断卫星工作状态，改变偏离轨道的卫星位置及姿态，调整备用卫星取代失效卫星。注入站:在每颗卫星运行到上空时,将导航数据及主控站的指令注入到卫星.用户设备类型应用用于运动载体的导航，分为车载型、航海型、航空型和星载型能够实时给出载体的位置和速度，价格便宜，应用广泛测地接收机定位精度高，仪器结构复杂，价格较贵授时接收机用于天文台及无线电通讯利用GPS卫星提供的高精度时间进行授时用于精密大地测量@

导航接收机GPS接收机的类型 根据用途分类．GPS接收机分为导航型接收机、测地型接收机和授时接收机。类型应用特点导航型接收机用于运动载体的导航，分为车载型、航海型、航空型和星载型能够实时给出载体的位置和速度，价格便宜，应用广泛测地型接收机用于精密大地测量和精密工程测量定位精度高，仪器结构复杂．价格较贵授时接收机用于天文台及无线电通讯利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时应用领域性能优点功能手持型GPS接受机多为导航使用液晶显示，导航画面清晰，配有背景灯，方便夜间操作，功能齐全不需要地面设备，只要收到卫星信号，就能快速定位，不受天气、行政区域的限制能够计算当地的国际标准时间，处于运动状态还能指出正北方，并将经过的地点、路线记录下来，方便返回时用；计算两点的距离，实现坐标系之间的相互转换；计算日出、日落时间手持型GPS接收机3、特点和用途

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。二、GPS与定位导航GPS应用军事:导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现测绘：有哪些优势？有哪些具体应用领域？交通：关键是导航救援：关键是定位农业：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？娱乐旅游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信息接收信息发射应用领域通过车载GPS可以在屏幕上及时查看车辆所在的经纬度、运行轨迹、速度、行进方向车载电台把定位信息发给监控中心，在电子地图上显示出来，可对车辆进行调度指挥城市公共汽车调度管理，旅游区车辆报警与调度，海关、公安、海防等部门对车辆的调度与监控1、车载GPS的功用p100使装有GPS的出租车配备合理，能最大程度的满足乘客的要求，从而减少了空载率，降低能源消耗，节省运行成本，并使行车、乘车安全系数大大提高等功能。应用类型应用领域应用作用向用户提供船舶的位置、航速、航向、时间信息、海图、海迹显示避免船只冲撞，确保航行安全现在很难想象那艘船舶不装备GPS导航系统和设备

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3、航空应用p100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2、航海应用P1004．GPS系统的应用范例

(1)当奔驰的车辆行驶在车流熙攘的高速公路上时，司机启动自动驾驶系统，就可悠然自得地读书看报。车辆能自动与前车保持距离，自动刹车或超车，自动驾驶系统能够精确到厘米。在不打搅车内乘客读书看报的情况下，它能自动选择一条能避免堵塞的道路前进。到达目的地后它会自动报告：“您已到达。”这些听起来犹如神话，其实它都依赖于来自太空的信号。这种高度精确的太空信号就是由比GPS更先进的欧洲“伽利略”卫星导航系统提供的。(2)汽车安装上GPS接收机，不仅能利用电子地图知道自己的方位和其他街区的车辆行驶状况，从而绕开堵车地区，选择最便利的路线行驶，还能在遇到劫匪报警时向警方提供自己精确的所在位置，使警方尽快赶+到．据介绍：日本90％的机动车都安装有GPS接收机。(3)GPS电子站牌现身上海街头:下一辆车离本站还有1.2千米,约3分钟内到达.上海的许多出租车上装备了GPS系统.公司可以根据GPS对出租车定位,并提供无线电联系以及电子地图1．无论是在飞机或汽车上，还是在野外考察旅行，只要拥有手机大小的GPS信号接收机，你就能随时知道（）A．自己所在地的季节B．自己所在地的天气C．自己所在地的地理坐标D自己所在地的气候2．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