全球定位系统及其应用ppt(湘教版必修三)PPT优选课件

果，确保地图易读易懂。
05 遥感技术与全球定位系统 结合应用
遥感技术简介及分类
遥感技术定义
遥感技术是从远距离感知目标反射或 自身辐射的电磁波、可见光、红外线 等信息，进行采集、处理、分析及应 用的一门科学技术。
遥感技术分类
根据遥感平台高度，可分为地面遥感 、航空遥感和航天遥感；根据电磁波 谱段，可分为可见光遥感、红外遥感 、微波遥感等。
环境监测
遥感技术具有实时、动态、大范围监测的特点，结合GIS技术可以对环境污染、生态破坏 等问题进行及时监测和评估。
灾害预警与评估
遥感与GIS技术在灾害预警和评估中发挥重要作用，如利用遥感影像监测洪水、地震等灾 害的发生和发展过程，结合GIS技术进行灾害损失评估和救援决策支持。
06 挑战、问题及对策建议
发展历程
美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，于1994年全面建成，具有在海、 陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
组成部分及功能
空间部分
由24颗工作卫星组成，分布在6 个轨道平面上，每个轨道面4颗， 轨道高度约20200千米，运行周 期12小时，向全球用户发送定位
科学研究领域应用实例
地球科学
生物学
全球定位系统可用于监测地壳形变、 地震活动、板块运动等地球科学领域 的研究。
全球定位系统可用于野生动物迁徙、 生态环境监测等生物学领域的研究。
气象学
利用全球定位系统可监测大气中的水 汽含量、风速和风向等气象要素，为 气象预报和气候研究提供数据支持。
未来发展趋势预测
更高精度和可靠性
随着技术的不断发展，全球定位 系统的定位精度和可靠性将不断 提高，满足更多领域的应用需求。

在用GPS导航定位时，要想获得准确的三维信息(经度、纬度和高程)，必须接收到4颗GPS卫星的信号，这4颗卫星称为定位星座。 在全球的任何地方、任何时间都可监测到4颗以上的卫星，这就为进行全大候的全球定位提供了可能。 用户系统用于接收GPS卫星发射的信号。 它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。
一、全球定位系统
全球定位系统（Global positioning system，简称GPS）
概念：具有海陆 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。
它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。
阅读
导航与定位技术的发展
在GPS使用之前，远程导航与定位主要采用无线 电系统。但无线电导航覆盖的工作区域小，电波传 播受大气影响，因此定位精度不高。1958 年，美国 研制了世界上最早的卫星定位系统——子午仪系统 (TRANSIT), 1964年正式投入使用。由于该系统卫星 数目只有五六颗，无法提供连续的实时三维导航， 精度也不算高。为满足军事部门和民用部门对连续、 实时和三维导航的迫切要求，美国从1973年开始筹 建全球定位系统，1989 年开始发射工作卫星， 1994 年全部建成投入使用，研制耗资200多亿美元。
组成和分布
(3)图示卫星中有____个卫星轨道，
GPS卫 但5个无监全线控电站导、航1覆个盖主的控工站作和区3个域注小入，站电波传空播间受大气影响由，因2此1定颗位工精度作不高卫。星和3颗在轨备用卫星组成，24
星星座 球 颗卫星均匀分布在6个轨道平面内 主控站收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算CIS卫星的轨道和卫星时钟数据;注入站在每颗卫星运行至上空时，
GPS组成
2020年8月31日，中国在航天卫星方面的科研工作又有了新的进展。 ____颗备用卫星。 在用GPS导航定位时，要想获得准确的三维信息(经度、纬度和高程)，必须接收到4颗GPS卫星的信号，这4颗卫星称为定位星座。 (4)功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS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。

C组 我国GPS技术在工程测量方面的应用 在工程测量方面,应用GPS静态相对定位技术, 布设精密工程控制网,用于城市和矿区油田地 面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监 测、隧道贯通测量等精密工程。加密测图控制 点,应用GPS实时动态定位技术(简称RTK)测 绘各种比例尺地形图和用于施工放样。
D组 我国GPS技术在航空摄影测量方面的应 用 在航空摄影测量方面，应用GPS技术进行航 测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS 航测等航测成图的各个阶段。
适的道路和宿营地点，并在发生险情时，迅速定位、报
警，以便及时、有效地得到救援
思维拓展 GPS在旅游、探险中的作用 (1)旅游人员的定位。 (2)最优行进方式和线路的选择。 (3)寻找合适的道路和宿营点。 (4)遇到险情报警。 (5)选择最佳摄影地点和时间。
例2 读下图，回答(1)～(2)题。
(1)上图是一款GPS手机的GPS功能显示图，该 手机的出现说明了( ) A.GPS技术已经成为人们日常生活的必备工具 B.随着GPS技术的普及,民用GPS技术发展很快 C.只有名牌的手机厂商才有能力开发GPS手机 技术，中国目前还没有掌握此技术 D.手机GPS导航不需要通过GPS卫星，有手机 信号就行
资源调查：土地探测，如森林区、山坡地违规 开发、查报工作。使用GPS可顺利导航至可 疑之变异点，并直接查询、调阅地籍图等相关 资料以利研究判断。 大地测量：利用GPS测定地球上任何点(包括 地面上和海洋上)的位置并计算其间的距离， 以及测定地球重力场和地球形状、大小等。
林业面积测绘：GPS在林业面积测绘的应用 主要有两个方面，一是用于定位造林地块，地 块位置和形状，便于在地形图上标注具体的位 置；二是利用GPS求算面积。 森林防火:利用GPS进行火场定位、火场布兵、 火场面积测量、火灾损失估算,精确度高，安 全性强，能够实时、快速、准确地测定火险位 置和范围，为防火指挥部门提供决策依据，已 被国内外防火机构广泛采用。

智能化和自动化水平提升
随着人工智能和大数据技术的发展，全球定位系统的智能化和自动化 水平将得到进一步提升，为用户提供更加便捷、高效的服务。
全球定位系统的未来展望
拓展应用领域
随着全球定位系统技术的不断进步和应用需求的不断增长，其应用 领域将进一步拓展，包括智能交通、无人机、智能农业等领域。
融合其他技术
GPS通过接收来自至少四个卫星的信 号，计算出接收机的位置和时间，广 泛应用于导航、定位、测量等领域。
全球定位系统的组成
空间部分
由24颗卫星组成，其中21颗为工 作卫星，3颗为备用卫星。这些 卫星分布在6个轨道平面上，每
个轨道平面有4颗卫星。
地面控制部分
由一个主控站、一个数据注入站 和若干个监测站组成，用于监测 卫星的工作状态和轨道信息，并
全球定位系统的发展趋势
实时性增强
随着技术的不断进步，全球定位系统的实时性越来越强，能够为用户 提供更快速、更准确的位置信息。
精度不断提高
全球定位系统的定位精度已经达到了厘米级，未来还有望进一步提高， 以满足更广泛的应用需求。
多频段和多模态发展
全球定位系统将向多频段和多模态方向发展，为用户提供更多选择和 更丰富的数据信息。
全球定位系统及其应用课 件
• 全球定位系统简介 • 全球定位系统的应用 • 全球定位系统的优势和局限性 • 全球定位系统的发展趋势和未来展望 • 案例分析
01
全球定位系统简介
全球定位系统的定义
全球定位系统（GPS）是一种基于空 间的无线导航卫星系统，它利用导航 卫星来测量地球上任何地点和时间的 经纬度、高度、速度等信息。
农业生产效率。
土地测量
全球定位系统用于土地测量和地籍 管理，提高测量精度和数据可靠性。

4、 全球定位系统的组成
系统机构 空间 位置
组成和分布
全 球 定
GPS卫 星星座
空间
由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星 组成，24颗卫星均匀分布在6个轨道 平面内
位
由分布在全球5个地面站（包括5个
系 统
地面监 控系统
监控站、1个主监控和3个注入站， 地面 主控站和注入站都位于监控站里）
组成
GPS信
看了这些之后，你对数字地球有一定的了解了吗？
新知1 数字地球的含义
一、数字地球的概念
数字地球：是信息化的地球 ― 地球的虚拟对照体。数 字地球将有关地球上每一点的信息，按地球的地理坐标 加以整理，然后构成一个全球的信息模型。人们可以快 速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息， 从而实现“信息就在指尖上”的梦想。
民用GPS的精确度要低一些。目前在 交通、邮电、地矿、建筑，以及农业、气 象、土地管理、金融、公安等部门和行业， 而且也逐步深入到日常生活中。
附：与GPS有关的科普网站 1、北京致强时代导航 科技 2、 中国GPS协会 3、 北京图天科技有 限公司
二、 全球定位系统与定位导航
1．GPS静态导航定位与动态导航定位
2. GPS的用途
GPS最初就是为军方提供精确定位而建立 的，至今它仍然由美国军方控制。军用GPS产品 主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备 的坐标、给海中的军舰导航、为军用飞机提供位 置和导航信息等。目前 GPS 系统的应用已经十 分广泛，我们可以应用 GPS 信号进行海空和陆 地的导航、导弹的制导、大地测量和工程测量的 精密定位、时间的传递和速度的测量等。
B．经度、纬度、海拔
C．纬度、相对高度、距离
D．到两极、赤道的距离和等高线

车载GPS的功用
通过车载GPS， 车载电台把定
可以在显示屏 位信息发送给
上及时查看车 监控中心，在
辆所在的经纬 电子地图上显
度、运行轨迹、 示出来，可对
速度、行进方 车辆进行调度
向等
指挥
车载GPS的功用
通过车载GPS， 车载电台把定
可以在显示屏 位信息发送给
上及时查看车 监控中心，在
辆所在的经纬 电子地图上显
把自己的位置和航向 便于中心的跟踪、 发送到航海管理中心 搜寻和救援
空域航路、着陆、 机场监视和管理
实现空域划分、 空中交通流量管理、 飞行路径管理
数字地球
概念
数字地球是信息化的地球——地球的 虚拟对照体。数字地球将有关地球上每一 点的信息，按地球的地理坐标加以整理， 然后构成一个全球的信息模型。人们可以 快速、形象地了解地球上的任何一点、任 何方面的信息，从而实现“信息就在指尖 上”的梦想。
下列关于全球定位系统的叙述。不正 确的是( )
A. GPS是利用卫星进行导航、定位的 系统
B. GPS包括两大部分，即空间部分和 地面控制部分
C. GPS卫星星座由24颗卫星组成 D. 野外旅行，只要拥有GPS信号接收 机，可随时知道自己所处的经纬度
下列关于全球定位系统的叙述。不正 确的是( )
2. 数字地球数据传输的基础是( )
A. 信息高速公路 B. 空间信息技术
C. 空间数据基础设施 D. 高速科学计算能力
3. 数字地球最基本的空间数据源是：
A. 手工测绘数据 B. 卫星遥感数据
C. 现有地图数据 D. GPS数据
4. 数字地球的空间核心技术是：
A. 高速网络技术 B.“3S”技术

第七页，共21页。
导航(dǎoháng) 型接收机
第八页，共21页。
测地型接收机
天线
(tiānxiàn) 单元
第九页，共21页。
接收
(jiēshōu) 单元
授时 (shòushí)接
收机
第十页，共21页。
四、GPS的应用 (yìngyòng)
假设你是(士兵、导游、家长……)
第十一页，共21页。
第十九页，共21页。
课后活动
(hAu组ó同d学òn：g上):网查找收集各种GPS接收机的图片
(túpiàn)，制作手抄报或者制作计算机演示文稿---B组同学(tóng xué)：如果对GPS未来应用领域很 感兴趣的话，可以利用课余时间查找一些相关资 料，写一篇关于《畅想GPS在未来生活中的应用》 的短文---
纬度 (wěidù)
第四页，共21页。
二、定位原理(y４u3ánlǐ)：颗卫星定位一
点
S3 S4
S2 S1
3
2
4
1
（X、Y、Z、T）
第五页，共21页。
三、系统(xìtǒng) 组成
第六页，共21页。
三、系统 (xìtǒng)组成
24颗卫星
空
用
间
户
(k
设
ō
备
n
gj
地iā 1个主控站 面n) 3个注入站 控部 5个监控站 制分
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。P2(x,y,z)。（X、Y 、Z、T）
Image
第二十一页，共21页。
第二十页，共21页。
内容(nèiróng)总结
全球定位系统及其应用。“容易，上级(shàngjí)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。我们反对战争，但要想能更好的维护世界和平，我们也

授时接收机
用于天文台及无线电 通讯
利用GPS卫星提供的 高精度时间标准进行 授时
用户设备部分
天线：通常采用全向天线 接受机： 微处理器： 输入输出设备：
手持型GPS接收机
应用领域 性能 优点 手持型GPS 液晶显示， 不需要地 接收机多为 导航画面清 面辅助设 导航使用 晰，配有背 备在要收 景灯，方便 到卫星信 夜间操 号，就能 作．功能键 快速定位， 齐全 不受天气、 行政区域 的限制 功能 能够计算当地的国际标 准时间，处于运动状态 还能指出正北方向，并 将经过的地点、路线记 录下来，方便返回时用； 计算两点间的距离，实 现坐标系间的相互转换； 计算日出、日落时间
3. 车载GPS的功用
（1）信息接受 （2）信息发射 （3）应用领域 4. GPS在航海、航空中的应用 （1）航海应用
（2）航空应用
5. 其他领域的应用
物流业
精细农业
2004 年11月24日上午10 时许，私企老板王某刚打开 停在荣成路上的宝马车车门， 突然从旁边窜出两名“劫 匪”，一把长砍刀架在王某 的脖子上，“别喊，快开 车！”两名“劫匪”将王某 推到驾驶室后，逼迫王某启 动宝马车（图一），沿海边 逃窜。王某悄悄按下了车里 的GPS紧急按钮，报警声立 即在110指挥中心响起，两 辆警车迅速出击，而两名 “劫匪”还一直蒙在鼓里。
北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控 制系统解算，供用户三维定位数据。GPS是被动式伪 码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定 位数据。“北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的 问题，一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性，这在 军事上相当不利，另一方面由于设备必须包含发射机， 因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。