全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用文科

3.3全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用

在伊拉克戰(zhàn)爭中，曾經(jīng)有記者問一位飛行員：“你知道去轟炸哪個城市嗎？”

飛行員回答：“不知道。”“那你怎么去轟炸呢？”

“容易，上級給我一個坐標，我按計算機的指引，投下采用GPS導航的炸彈掉頭就走，跟我玩游戲機沒啥兩樣?！?/p>

這個例子是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中引用GPS系統(tǒng)的典型案例。我們反對戰(zhàn)爭，但要想能更好的維護世界和平，我們也需要了解GPS——全球定位系統(tǒng)這種現(xiàn)代地理信息技術(shù)。學習要求基本要求1．了解全球定位系統(tǒng)（GPS）的概念、基本組成和工作過程。2．收集信息，運用實例，說明GPS的主要應(yīng)用領(lǐng)域。3．了解GPS接收機的主要種類和用途。4．從我國在GPS領(lǐng)域的發(fā)展，感悟我國在空間科學技術(shù)所取得的成就。發(fā)展要求從定位導航歷史發(fā)展，領(lǐng)略科技進步對人類社會發(fā)展的推動作用。一、全球定位系統(tǒng)(GPS)Globalpositioningsystem1.概念：具有海陸空進行全方位、實時三維導航與定位功能的新一帶衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。@通俗地說：利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)適時進行導航、定位的系統(tǒng)`全球定位系統(tǒng)的組成（1）空間星座(24顆衛(wèi)星）（2）地面監(jiān)控系統(tǒng)（1個主控站、3個注入站、5個監(jiān)控站）（3）用戶系統(tǒng)（接受設(shè)備）地面監(jiān)控系統(tǒng)由均勻分布的5個監(jiān)控站、一個主控站和三個注入站構(gòu)成。該系統(tǒng)的功能是：對空間衛(wèi)星系統(tǒng)進行監(jiān)測、控制，并向每顆衛(wèi)星注入更新的導航數(shù)據(jù)。主控站

主控站接收各監(jiān)控站的Gps衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)控站和注入站自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)上述各類數(shù)據(jù)，完成以下幾項工作：

·及時編算每顆衛(wèi)星的導航電文并傳送給注入站。

·控制和協(xié)調(diào)監(jiān)控站間、注入站間的工作，檢驗注入衛(wèi)星的導航電文是否正確以及衛(wèi)星是否將導航電文發(fā)給了Gps用戶系統(tǒng)。

·診斷衛(wèi)星工作狀態(tài)，改變偏離軌道的衛(wèi)星位置及姿態(tài)，調(diào)整備用衛(wèi)星取代失效衛(wèi)星。

監(jiān)控站

用Gps接收系統(tǒng)測量每顆衛(wèi)星的位距和距離差，采集氣象數(shù)據(jù)，并將觀測數(shù)據(jù)傳送給主控點。5個監(jiān)控站均為無人守值的數(shù)據(jù)采集中心。注入站

接受主控站送達的各衛(wèi)星導航電文并將之注入飛越其上空的每顆衛(wèi)星。②地面監(jiān)控系統(tǒng)對衛(wèi)星進行監(jiān)測和調(diào)控。

GPS衛(wèi)星的工作過程：①向GPS衛(wèi)星發(fā)送導航定位信號③用戶系統(tǒng)接受GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號后進行導航、定位。用戶設(shè)備類型應(yīng)用用于運動載體的導航，分為車載型、航海型、航空型和星載型能夠?qū)崟r給出載體的位置和速度，價格便宜，應(yīng)用廣泛測地接收機定位精度高，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴授時接收機用于天文臺及無線電通訊利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時間進行授時用于精密大地測量@

導航接收機

1958年美國研制了世界最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)——子午儀系統(tǒng)，1964年正式使用，但由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)只有五六顆，無法提供連續(xù)的實時的三維導航，精確度不高。1973年開始籌建全球定位系統(tǒng)，1989年開始發(fā)射工作衛(wèi)星，1994年全部建成投入入使用。

20世紀80年代，蘇聯(lián)也建立了自己的衛(wèi)星定位導航。目前，歐洲也在建立自己的衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)，稱為“伽利略計劃”。而我國也成功地研制了“北斗導航系統(tǒng)”，并投入運營，這標志著中國在這一領(lǐng)域也已經(jīng)處于世界先進水平。3、全球定位系統(tǒng)的特點

(1)全球，全天候工作。

(2)能為用戶提供連續(xù)、實時的三維位置、速度和精密時間，不受天氣的影響。

(3)定位精度高：采用差分定位，精度可達厘米級和毫米級。

(4)功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對GPS認識的加深，GPS不僅在測量、導航、測速、測時等方面取得更廣泛的應(yīng)用．而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。問題探討:

按照理論,我們知道要保證地面各點能接收到信息只要3顆衛(wèi)星就可以了,為什么我們要用4顆衛(wèi)星呢?

當GPS收到3顆衛(wèi)星的信號，它只能計算出2維坐標：經(jīng)度和緯度，這時它可能還會顯示高度數(shù)據(jù)，但這數(shù)據(jù)是無效的。當GPS能夠收到4顆及以上衛(wèi)星的信號時，它能計算出本地的3維坐標：經(jīng)度、緯度、高度。思考：（1）相鄰兩個GPS星座衛(wèi)星軌道平面之間的夾角是多少度？（2）每個衛(wèi)星軌道上各有幾顆衛(wèi)星？它們兩者之間相隔多少度？60度4顆，90度（3）利用GPS定位時，地面上任何一點，在任一時刻，地面上空至少要有幾顆衛(wèi)星？

A、1顆B、2顆C、3顆D、4顆