高中地理3.1全球定位系统的应用（1）同课异构课件中图版必修3

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1、第一节全球定位系统的应用第三章地理信息技术的应用在伊拉克战争中，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。课程标准运用有关资料，了解地理信息系统在城市管理中的应用。学习目标1.了解：地理信息系统的基本构成和功能

2、。2.理解：地理信息系统在城市管理中的作用。3.应用：通过收集资料，深入理解地理信息系统的工作原理。到底什么是GPS呢？概念GPS，是英文GlobalPositioningSystem的缩写词，其意为“全球定位系统”．该系统是以人造卫星为基础来确定地球上某一点精确位置的定位系统．便携式的GPS接收机，一般有电视遥控器大小，上面有按键和液晶显示，可以接收GPS卫星所发送的信号．人们走到某个地方，按上几下按键，液晶就会标示出所在地的经纬度．如果拿它配合精度很高的地图使用，就可以到达任何预定的地点．全球定位系统的组

3、成用户接收系统空间卫星系统地面监控系统(三大子系统)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。其主要目的是：为陆、海、空三大领域，提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略重要组成。一、全球定位系统的基本原理GPS定位示意图1.卫星定位的基本原理GPS系统采用“时间同步、单程测距”的原理来实现定位。简单地说就

4、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。2.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（1）空间卫星系统空间卫星系统由均匀分布在6个轨道平面上的24颗高轨道工作卫

5、星构成，各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55°，轨道平面间距60°。在每一轨道平面内，各卫星夹角距差为90°，任一轨道上的卫星比西边相邻轨道上的相应卫星超前30°。空间系统的每颗卫星每12小时沿近圆形轨道绕地球一周，由星载高精度原子钟控制无线电发射机在低躁音窗口;附近发射L1、L2两种载波，向全球的用户接收系统连续的播发GPS导航信号。GPS工作卫星组网保障全球任一时刻、任一地点都可对4颗以上的卫星进行观测，实现连续、实时地导航和定位。BlockIIRBlockIIABlockIIABlockIIRBlock

6、IIFBlockIIR不同类型的GPS卫星（2）地面监控系统。地面监控系统由均匀分布在美国本土和三大洋的美军基地上的5个监测站、一个主控站和三个注入站构成。该系统的功能是：对空间卫星系统进行监控、控制，并向每颗卫星注入更新的导航电文。地面监测站的主要任务是用GPS接收系统测量每颗卫星的伪距和距离差，采集气象数据，并将观测数据传送给主控点。5个监控站均为无人职守的数据采集中心。主控站接受各监测站的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。根据上述各类数据，及时编算每颗卫星的导航电

7、文传送给注入站。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电文发给了GPS用户系统。诊断卫星工作状态，改变偏离轨道的卫星位置和姿态，调整备用卫星取代失效卫星。注入站接受主控站送达的各卫星导航电文并将之注入飞越其上空的每颗卫星。（3）用户接收系统用户接收系统主要由以无线电传感和计算机技术支撑的GPS卫星接收机和GPS数据处理软件构成。GPS接收机能捕获、跟踪卫星，接收放大GPS信号并对信号进行解调和滤波处理，还原出GPS卫星发送的导航电文，解求信号在站星间的传播时间和载波相

8、位差，实时地获得导航定位数据或采用后处理的方式，获得定位、测速、定时等数据。各种接收设备问题探讨:按照理论,我们知道要保证地面各点能接收到信息只要3颗卫星就可以了,为什么我们要用4颗卫星呢?当GPS收到3颗卫星的信号，它只能计算出2维坐标：经度和纬度，这时它可能还会显示高度数据，但这数据是无效的。当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时，它能计算出本地的3维坐标：经度、纬度、高度。3.全球定位系统的作