全球定位系统及其应用PPT课件

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？
车载型GPS机
手持型GPS机
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第三节 全球定位系统及其应用
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一、全球定位系统
1.概念
全球定位系统： （Global Positioning System 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 。
立为美国海军舰艇导航的卫星系统，即“海军导航卫星系
统”（Navy Navigation Satellite System——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
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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？至少需要几颗卫星？
Z YA
X X
Y
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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）。
的夹角是多 少度?( 60°)
❖ ②每个卫星
轨道上各有
几颗卫星?它
们两两相隔
多少度?
(4颗；90°)
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（2）地面监控部分
地面控制设备
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（3）用户设备
手 机 和 手 表 上 的 GPS
手 持 型 的 GPS
测 绘 使 用 的 GPS
GPS 信 号 接 收 机
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航 空 与 航 海 使 用 的 GPS
GPS的定位原理与“三边测量
C D
B
术”原理相似。不同的是3颗卫星 A 代替了3个村子，地图上平面的圆
变成了三维的球面。
R3
R2
R4
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 R1 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
。
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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”（Navigation Satellite Timing and ranging / Global Positioning System） 简称全球定位系统（GPS）。
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。 9
3.GPS的组成
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空间部分
（1）空间部分
“21+3” 24颗卫星均匀分布在 6个轨道平面内
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❖ 请思考：读 右图，①相 邻两个GPS 星座卫星轨
道平面之间
本次测量除采用1975年时的传统测量方法外，还采
取GPS测量系统。
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大坝变形监测
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GPS地面形变分析技术在我国98年抗洪 救灾工作中发挥了极其重要的作用。
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GPS地面形变分析技术在我国98年抗洪 救灾工作中发挥了极其重要的作用。
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三、GPS的应用
4、紧急援助
通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生 事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图可显示求助 信息和报警目标，规划出最优援助方案，并以报警声、光 提醒值班人员进行应急处理。
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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，美国海军武器实验室，开始着手建
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二、GPS的作用、功能和特点
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
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。
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三、GPS的应用
1、军事方面
随着卫星技术在军事领域的广泛运用，战争的陆、海、空三 维空间已发展到陆、海、空、天、电（磁）五维空间。在海湾战争 中，美国航天司令部统一指挥了约70颗卫星，支援陆海空作战，海 湾战争也因此被称为“第一次空间战争”。显然，谁拥有“制信息 权”，谁就能掌握高技术战场的主动权，而“制信息权”又离不开 “制天权”。
“制天权”与美国国家导弹防御系统也有着密不可分的联系， 如果卫星被毁或“致盲”它就会瘫痪，因此，美国在打“卫星战” 方面比谁都起劲。
作用：给航行中的军舰、飞机及导弹等设施提供定位 和导航信息；同时也应用于野外行进中的单兵和移动 装置的定位及跟踪
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2425ຫໍສະໝຸດ 26三、GPS的应用
2、交通方面
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。
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2.定位原理：４3 颗卫星定位一点
GPS在交通运输中的作用 27
三、GPS的应用
3、测量方面
GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘探、地 壳运动观测、地籍测量等领域。
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三、GPS的应用
3、测量方面
2005年10月9日上午10时，国家 测绘局局长陈邦柱宣布珠穆朗 玛峰高度最新测量结果：
珠穆朗玛峰高度最新测量结果为 8844.43米 参数：珠穆朗玛峰峰顶岩石面高 程测量精度±0.21米；峰顶冰雪 深度3.50米。