全球定位系统及其应用87377

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1、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？思考？手持型GPS机车载型GPS机第三节全球定位系统及其应用一、全球定位系统全球定位系统：（GlobalPositioningSystem简称GPS）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代卫星导航与定位系统。1.概念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

2、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。卫星定位技术发展的回顾尽管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

3、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）。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？

4、至少需要几颗卫星？YXAXYZGPS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，地图上平面的圆变成了三维的球面。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。GPS测量原理三边测量术原理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

5、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（图Ａ）。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。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。2.定位原理：颗卫星定位一点R1R2R3R4ACDB４3GPS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，地图上平面的圆变成了三维的球面。如图GPS接收机接收GPS卫星A、B、

6、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。3.GPS的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3.GPS的组成“21+3”24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内空间部分（1）空间部分请思考

7、：读右图，①相邻两个GPS星座卫星轨道平面之间的夹角是多少度?()②每个卫星轨道上各有几颗卫星?它们两两相隔多少度?()60°4颗；90°（2）地面监控部分地面控制设备GPS信号接收机（3）用户设备测地型接收机天线单元接收单元授时接收机二、接收机信号的解读与操作二、GPS的作用、功能和特点特点：（1）全天候，不受天气影响；（2）全球覆盖；（3）三维定速定时高精度；（4）快速省时高效率；（5）应用广、功能多。作用：可以快速精确地确定地面某点的位置（经度、纬度）和高程，甚至速度、距离和航向等。主要功能：定位和导航4、GPS的功能（1）定位（2）导航我现在在哪里？我要