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1、全球定位系统及其应用全球定位系统及其应用在野外如何辨别方向在野外如何辨别方向一、全球定位系统一、全球定位系统1、概念、概念全球定位系统：全球定位系统：（Global Positioning System 简称简称GPS ）是具）是具有在海、陆、空进行全方有在海、陆、空进行全方位、实时三维位、实时三维导航导航与与定位定位功能的新一代卫星导航与功能的新一代卫星导航与定位系统定位系统 。 全球定位系统的特点是什么全球定位系统的特点是什么(1)全球，全天候工作。全球，全天候工作。 (2)能为用户提供能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气度和精密时间，
2、不受天气的影响。的影响。 (3)定位精度高定位精度高：单机定位精度优于：单机定位精度优于10米，采用差米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。分定位，精度可达厘米级和毫米级。 (4)功能多，应用广功能多，应用广：随着人们对：随着人们对GPS认识的加深，认识的加深，GPS不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广泛的应用而且其应用领域不断扩大。广泛的应用而且其应用领域不断扩大。二、二、GPS定位原理定位原理情景体验：情景体验：假如你现在在野外探险，不小心假如你现在在野外探险，不小心迷路了，此时有迷路了，此时有3个人向你走来，个人向你走来，你问他们这里是哪
3、里，得到三句你问他们这里是哪里，得到三句回答：回答：A、这里离王家村、这里离王家村10千米；千米；B、这里离李家村、这里离李家村15千米；千米；C、这里离张家村、这里离张家村10千米；千米；根据这三个回答你能否在已有的根据这三个回答你能否在已有的地图上找到你现在所在的位置？地图上找到你现在所在的位置？王家村王家村李家村李家村张家村张家村三边测量术原理为为了确定你所了确定你所处处的位置，你的位置，你向一个路人向一个路人询问询问，他告，他告诉诉你你这这里离王家村里离王家村1010千米。你于是打千米。你于是打开地开地图图，找到王家村，以它，找到王家村，以它为为圆圆心，按比例尺在地心，按比例尺在地图图
4、上画一上画一个半径相当于个半径相当于1010千米的千米的圆圆（图图）。）。 然后你又遇到了另外一个然后你又遇到了另外一个路人，他告路人，他告诉诉你距离李家村你距离李家村1515千米。你按同千米。你按同样样的方法，的方法，绘绘制制第二个第二个圆圆（图图）。）。现现在，你在，你得到了两个交点，你必定得到了两个交点，你必定处处在在其中一个点的位置。其中一个点的位置。 这时，你向第三个人打听到，这里距离张家村这时，你向第三个人打听到，这里距离张家村1010千米。当你把这个千米。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）。这就是三边测圆在地图上画好后，你的位置也就一目了然了（图）。这就是三
5、边测量术的原理。量术的原理。 GPSGPS的定位原理与的定位原理与“三边测量术三边测量术”原理相似。不同的是原理相似。不同的是3 3颗卫星代替了颗卫星代替了3 3个村子，个村子，地图上平面的圆变成了三维的球面。地图上平面的圆变成了三维的球面。 如图如图GPSGPS接收机接收接收机接收GPSGPS卫星卫星A A、B B、C C传来的信号，计算出接收机与它们之间的传来的信号，计算出接收机与它们之间的距离，然后分别以距离，然后分别以3 3颗卫星为球心，以该卫星到接收机之间的距离为半径，颗卫星为球心，以该卫星到接收机之间的距离为半径，“绘制绘制”3 3个巨大的球体。个巨大的球体。3 3个球体会交于两点
6、，其中那个与地球表面相交的点就是这台个球体会交于两点，其中那个与地球表面相交的点就是这台GPSGPS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 D测量测量GPSGPS接收机所在的高程。接收机所在的高程。GPS测量原理问题探讨问题探讨: 按照理论按照理论,我们知道要保证地面各点能接收到我们知道要保证地面各点能接收到信息只要信息只要3颗卫星就可以了颗卫星就可以了,为什么我们要用为什么我们要用4颗卫颗卫星呢星呢? 当当GPS收到收到3颗卫星的信号，它能计算出物体颗卫星的信号，它能计算出物体的的3维坐标：经度和纬度和高程，
7、但是这种计算只维坐标：经度和纬度和高程，但是这种计算只是粗略的，当是粗略的，当GPS能够收到能够收到4颗及以上卫星的信号颗及以上卫星的信号时，它能计算出本地更加精确的时，它能计算出本地更加精确的3维坐标维坐标经度、纬经度、纬度、高度度、高度三、全球定位系统组成三、全球定位系统组成空空间间部部分分 24颗卫星星座颗卫星星座用用户户设设备备地地面面控控制制1个主控站个主控站3个注入站个注入站5个监控站个监控站监测站监测站获取获取GPSGPS数据数据, ,并将并将数据送至主控站。数据送至主控站。主控站主控站-控制、调度卫星。控制、调度卫星。注入站注入站 将主控站的改正参将主控站的改正参数等注入每颗卫
8、星。数等注入每颗卫星。接收机的种类接收机的种类车车载载导导航航GPS接接收收器器测地型接收机测地型接收机授时型接收机授时型接收机不同类型接收机的比较不同类型接收机的比较类型类型应用之处应用之处特点特点导航接收机导航接收机测地接收机测地接收机授时接收机授时接收机用于运动载体的导航，分为车用于运动载体的导航，分为车载型、航海型、航空型和星载载型、航海型、航空型和星载型型用于精密大地测量和精密工用于精密大地测量和精密工程测量程测量用于天文台及无线电通讯用于天文台及无线电通讯能够实时给出载体的位置能够实时给出载体的位置和速度，价格便宜，应用和速度，价格便宜，应用广泛广泛定位精度高，仪器结构复定位精度高
9、，仪器结构复杂，价格较贵杂，价格较贵利用利用GPS卫星提供的高精卫星提供的高精度时间进行授时度时间进行授时四、全球定位系统的应用四、全球定位系统的应用你觉得GPS有哪些用处？定位定位导航导航绘图绘图跟踪跟踪定时定时在哪里？在哪里？去哪里、怎么去？去哪里、怎么去？跟踪监视人或物体的运动跟踪监视人或物体的运动绘制世界地图绘制世界地图提供精确的时间提供精确的时间如何使用导航系统如何使用导航系统如何使用导航系统如何使用导航系统GPS系统的定位应用事例系统的定位应用事例军事上的应用军事上的应用装备装备GPS制导系统之前制导系统之前,美军美军BGM-10C“战斧战斧”巡航导弹巡航导弹误差约为误差约为9米；在其米；在其“惯性和惯性和地形匹配地形匹配”制导系统中加入制导系统中加入GPS后，误差降至后，误差降至3米，制导米，制导精度大大提高。精度大大提高。GPS系统的跟踪应用事例系统的跟踪应用事例GPS在在物物流流中中的的应应用用GPS系统的应用事例系统的应用事例利用GPS进行大坝变形监测模拟导航模拟导航从北仑中学出发前往宁波体育馆怎么从北仑中学出发前往宁波体育馆怎么走？走？实战应用实战应用提示：宁波体育馆在中兴路上提示：宁波体育馆在中兴路上全球定位系统概念导航定位原理：三边测量术组成空间部分用户设备地面控制应用：导航定位跟踪绘图定时
