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全球定位系统课件(共38张ppt)

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全球定位系统(GPS)使用 教学PPT课件

全球定位系统(GPS)使用 教学PPT课件
全球定位系统（GPS）使用
内容
1、 2、 3、
GPS简介 GPS定位原理 GPS测量的特点
全球定位系统（Global Positioning System， 简称GPS）是美国从20世纪70年代开始研制 的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统， 历时20年，耗资200多亿美元，分三阶段研制， 陆续投入使用，并于1994年全面建成。GPS 是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统， 它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实 时性的精密三维导航与定位功能，而接收机、数据处理 软件及其终端设备（如计算机）等组成。GPS 接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择 的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信 号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相 应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收 机中心（测站点）的三维坐标。
2、 GPS定位原理
GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实 现的。如图15所示，在待 测点Q设置GPS接 收机，在某一时刻tk同时接收到3颗（或3颗以 上）卫星S1、S2、S3所发出的信号。通过数 据处理和计算，可求得该时刻接收机天线中心 （测站点）至卫星的距离ρ1、ρ2、ρ3。根据 卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标 （Xj，Yj，Zj），j＝1，2，3，从而由公式解 算出Q点的三维坐标（X，Y，Z）：
图15 GPS定位原理
3、 GPS测量的特点
①测量精度高。 ②测站间无需通视。 ③观测时间短。 ④仪器操作简便。 ⑤全天候作业。 ⑥提供三维坐标。 ⑦功能多、应用广
1、 GPS简介
GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用 户设备三部分构成。
（1）GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗 在轨备用卫星组成。卫星用L波段的两个无线 电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信 号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使 卫星成为一个动态的已知点。

全球四大卫星定位系统(共26张PPT)

全球四大卫星定位系统(共26张PPT)
第五页，共26页。
第六页，共26页。
GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定 时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、 星载式、弹载式。 全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的 特点，是迄今最好的导航定位系统。
随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领 域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深 入人们的日常生活。
第十二页，共26页。
欧洲“伽利略”系统
伽利略定位系统（Galileo Positioning System），是欧盟一个正在建 造中的卫星定位系统，有“欧洲版GPS”之称，也是继 现有的“全球定位 系统”（GPS）及俄罗斯的GLONASS系统外，第三个可供民用的定位系统 。伽利略系统的基本服务有导航、定位、授时；特殊服务有搜索与救援；扩 展应用服务系统有在飞机导航和着陆系统中的应用、铁路安全运行调度、海 上运输系统、陆地车队运输调度、精准农业。 年1月7日，欧盟委员会称 ，欧盟的伽利略定位系统将从 年起投入运营。
第十页，共26页。
第十一页，共26页。
发展前景
Glonass-K卫星是完全基于非压力式平台的新型卫星， 使用 寿命达到十年，该型号卫星完成后，Glonass系统将与GPS不相 上下，用户可以使用两套系统。系统目前使用的卫星为两种型 号卫星——Glonass卫星与其升级型号Glonass-M。Glonass-M卫 星使用寿命更长，为七年，装有先进的天线馈电系统，并为民 用客户增加了一个额外的导航频率。 Glonass系统为军民 两用而设计，可使用户实时标明位置。在2007联邦预算中共分 配给Glonass 3.8亿美元，2006年则为1.81亿美元。
飞第机二航 十路二引页导，和共进26场页将降。落3颗“格洛纳斯-M”全球导航卫星成功送入太空。俄航

GPS全球定位系统【PPT】(60页)

GPS全球定位系统【PPT】(60页)

用户部分
GPS 的用户部分由GPS 接收机、 数据处理软件及相应的用户设备如 计算机等组成。作用是接收GPS 卫 星所发出的信号，利用这些信号进 行导航定位等工作。
GPS定位原理
伪距测量原理
伪距：卫星发射的测距码信号到达 GPS接收机的传播时间乘以光速所 得到的量测距离。 D = c·△t △t = t2 - t1
GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的 原子钟，并由监测站经常进行校准。卫星 发送导航信息，同时也发送精确时间信息。 GPS接收机接收此信息，使之与自身的时 钟同步，就可获得准确的时间。GPS接收 机中的时钟，不可能象在卫星上那样，设 置昂贵的原子钟，所以就利用测定第四颗 卫星，在计算过程中校准GPS接收机的时 钟。
单点定位
首先我们可以得到GPS卫星的位置；其 次，我们又能准确测定我们所在地点A至 卫星之间的距离，那么A点一定是位于以 卫星为中心、所测得距离为半径的圆球 上。进一步，我们又测得点A至另一卫星 的距离，则A点一定处在前后两个圆球相 交的圆环上。我们还可测得与第三个卫 星的距离，就可以确定A点只能是在三个 圆球相交的两个点上。根据一些地理知 识，可以很容易排除其中一个不合理的 位置。
GPS 测量中常用的坐标系统
世界大地坐标系WGS-84 UTM坐标系统 1954 年北京坐标系 1980 年西安大地坐标系
WGS-84 坐标系
WGS-84 坐标系是目前GPS 所采用的坐标系统， GPS 所发布的星历参数和历书参数等都是基于此 坐标系统的。 WGS-84 坐标系统的全称是World Geodical System-84 (世界大地坐标系-84), 它是一个地心地 固坐标系统。WGS-84 坐标系统由美国国防部制 图局建立，于1987 年取代了当时GPS 所采用的坐 标系统WGS-72 坐标系统而成为现在GPS所使用 的坐标系统。 WGS-84 坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z 轴指向BIH 1984.0 定义的协议地球极方向，X 轴 指向BIH 1984.0 的启始子午面和赤道的交点，Y 轴与X 轴和Z 轴构成右手系。

湘教版地理必修3《全球定位系统及其应用》课件

湘教版地理必修3《全球定位系统及其应用》课件
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。

全球定位系统及其应用ppt课件

全球定位系统及其应用ppt课件

• (6)在建中的海南文昌卫星发射基地与西昌卫星发射中心相比，其最有利 的条件是( ) • A．空气透明洁净 • B．纬度较低，初速度大 • C．地形开阔平坦 • D．地质灾害少 • (7)北斗导航卫星系统有哪些用途？
• 解析： 第 (1)题，西昌位于四川省，属于亚热带季风气候。第 (2)题， GPS是应用最广泛的定位导航系统。第(3)题，GPS的主要特点是：高精 度、全能性、全球性、全天候、连续性和实时性。第(4)题，在用GPS卫 星导航定位时，为了计算观测站点的三维坐标，必须观测4颗 GPS卫星， 即定位星座。第 (5)、 (6)题，发射基地的区位因素主要考虑气象条件和 纬度。 • 答案： (1)C (2)C (3)A (4)D (5)D (6)B • (7)交通工程建设、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信等。
)
• 解析： 全球定位系统主要用于地物的位置、高程、运动方向等的测量， 海拔高低在GPS手持机上可直接显示出来。 • 答案： B
• 2．(2007·高考山东卷)我国既有铁路干线第六次大面积提速后，在提速 干线上旅客列车最高运行时速达200千米以上，并首次实现了旅客列车 追踪间隔5 分钟。这标志着我国既有铁路干线提速已经跨入世界先进行 列。回答下题。 • 该次铁路大提速主要应用到的地理信息技术是( )
• (4)在利用GPS卫星定位时，对地面任何一点，在任何时刻，地平面上空 至少有( ) • A．一颗GPS卫星 B．两颗GPS卫星 • C．三颗GPS卫星 D．四颗GPS卫星 • (5)无论是北斗导航卫星还是“嫦娥一号”，其发射基地都位于中西部地 区，这除了考虑国防安全外，还考虑了( ) • A．地势高，地形复杂多样 • B．丰富的能源，尤其是太阳能 • C．环境优美，科技发达 • D．良好的气象条件

《全球定位系统简介》PPT课件

《全球定位系统简介》PPT课件

kwajalein 17
2、地面监控部分
主控站:收集各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历 和卫星钟的改正参数等，并将这些数据编制成导航电文传送到 注入站；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工 作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星。
3个注入站:将主控站传来的导航电文，分别注入到相应的GPS 卫星中，通过卫星将导航电文传递给地面上的广大用户。
▪ ….
精选ppt
6
第七章 GPS定位原理及应用简介
GPS在伊拉克战争中的大规模运用经验总结
1、GPS制导是武器效果的倍增器 2、地面部队广泛装备了GPS接收机(为战士们在沙 漠之海上导航；跟踪战士们的精确位置，即使是在
沙暴发生的时候) 3、800套基于GPS的“掷弹手”BRAT系统，装备 于陆军中，减少了自己人打自己人的机会。 4、GPS抗干扰技术取得成效。700发战斧巡航导 弹，偏离目标的比例10%左右，比前一次战争中的 15%有所降低。
已知点
精选ppt
36
五、GPS的后处理测量方法
1．静态测量(static surveying) （1）方法：将几台GPS接收机安置在基线端点上，
保持固定不动，同步观测4颗以上卫星。可观 测数个时段，每时段观测十几分钟至1小时左 右。最后将观测数据输入计算机，经软件解 算得各点坐标。
精选ppt
37
1．静态测量(static surveying) （2）用途
精选ppt
22
图片：导航型GPS机
手持型GPS机
精选ppt
23
图片： 测量型GPS接收机
单频机
精选ppt
双频机
24
三 GPS定位原理

中图版高中地理必修三3.1《全球定位系统的应用》优质课件(共36张PPT)


阅读下列材料，回答相关问题。
❖ 1998年10月，国家测绘局选派精干得力的测量员参 加了1998年雅鲁藏布大峡谷科学探险考察，主要目 的是对大峡谷进行实地测量。最终测得大峡谷的极 值深度有6 009米，长度为504.6千米，用实测数据证 明了大峡谷为世界峡谷之最。
❖ (1)这的最大优势是 什么？
❖
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。上 午10时7分31秒 上午10时7分10:07:3121.8.3
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
一点的地理位置应具备的数据为（B ）
A．经度、距离、海拔高度
B．经度、纬度、海拔高度
C．经度、距离、相对高
D．经度、纬度、相对高度
2．北斗卫星导航系统除能够提供定位外，还能够提供的服务包括
（ A）
①授时 ②测速 ③农作物长势监 ④气温异常监测
A. ①②
B.③④
C. ①④
D. ①②
下图是我国自行研制开发的卫星导航系统—北斗卫星导航 系统工作原理示意图。据图回答3～4题。
3．北斗卫星导航系统的用途是( ) ①为用户提供实时的空间位置 ②为交通运输的调度
指挥提供移动数据 ③服务于资源勘查、动态监测 和有关部门的规划决策 ④为用户提供各种分类信 息的查询
A．①② B．①③ C．①④ D．②④ 答案 A 解析 ①②属于GPS的功能，③属于RS的功能，④属
于GIS的功能。 4.下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是( ) ①GPS信号接收机 ②北斗卫星 ③传感器 ④车载
❖ (2)雅鲁藏布大峡谷从板块构造观点看，位于什么处？ ❖ (3)该峡谷生物资源丰富的原因是什么？
参考答案：
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救援
定位
可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急 调遣，从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯 罪现场、交通事故等紧急事件的反应效率
农业 定位 利用GPS进行定位获取农田信息，从而实施精 准耕作
强化专练
1. 2005年5月22日我国成功进行珠峰登顶测量，这
次测量除采用1975年的传统测量方法外，还采用
3.信息查询
为用户提供主要物标，如旅游景点、 宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地 图上根据需要进行查询。查询资料可以文 字、语言及图像的形式显示，并在电子地 图上显示其位置。同时，监测中心可以利 用监测控制台对区域内任意目标的所在位 置进行查询，车辆信息将以数字形式在控 制中心的电子地图上显示出来。
4.话务指挥
指挥中心可以监测区域内车辆的 运行状况，对被监控车辆进行合理调 度。指挥中心也可随时与被跟踪目标 通话，实行管理。
材料 我国在各大中城市合理布局了许多110 指挥中心。110指挥中心在接到报警后，能在 最短的时间内指挥警车到达出事地点。为了提 高出警率，许多城市在配备巡逻车的同时大量 地应用地理信息技术。
应用领域 主要功能
具体用途
军事
主要用来给航行中的军舰、飞机及导 弹等设施提供定位和导航信息，同时 定位导航 也广泛应用于野外行进中单兵和移动 装备的定量、资 源勘探、地壳运动观测、地籍测量等 领域
交通
定位 导航
对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配车辆， 从而以最快的速度响应用户的乘车或配送请求， 降低能源消耗，节省运行成本。同时，GPS对 车辆还具有导航功能
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）应用广泛、多功能。
4.接收机信号的解读与操作
表示接收 机所在的经 纬度位置
卫星分布图描绘 了在你处位置（圆 心）仰望天空能搜 索到的卫星，大圆 表示地平线，小圆 为抬以45°角仰望 天空的范围，越靠 近中心，卫星信号
3.区域性：只能用于中国及周边地区。不是全球定位系统。 只有两颗卫星不能覆盖全球，轨道偏高3.6万千米，是地 球同步静止轨道卫星。
查 阅 几 个 与 GPS 有 关 的 科 普 网 站 ， 了 解 GPS的基本原理，举例说明GPS在某一领域中 的应用。
1、
北京致强时代导航科技
地面 监控 系统
主要用于监测和 控制卫星及其各 种设备的运行
统 用户
可以确定接 收机所在点 的位置、速 度、到航路 终点的距离
设备 主要是GPS接收机
和航向等信
部分
息
系统组成
24颗卫星
空
用
间
户
部
设
分
备
地 1个主控站 面 3个注入站 控 5个监控站 制
2.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。
5.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。
其它卫星定位系统的介绍
1.俄罗斯的全球导航卫星系统（global navigation satellite system , GLONASS）
由前苏联80年代开始建设，与美国GPS相似，也 由卫星星座、地面监控站和用户设备组成。空间部分也 由24颗卫星组成。由于精度不够，再加上经济无力补网， 后来在轨卫星陆续退役，目前只有6颗卫星可用，不能 独立组网，只能与GPS联合使用。 2.欧洲伽利略卫星导航系统
99年提出，专门为民用设计，21颗卫星，另加3颗覆盖 欧洲的静止轨道卫星，独立与GPS，但可以相互兼容和 操作。中国加入。
一、全球定位系统（GPS）的基本原理 二、全球定位系统（GPS）的应用
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？
一、全球定位系统的基本原理
全球定位系统，即GPS（Global Positioning System），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。
数字表示被接收信号的卫星编号， 越强。 黑色柱长短表示信号的强弱。
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
航空与航海使用的 GPS
二、全球定位系统的应用
1、应用原理：定位导航（卫星不间断地发 送自身的数据参数和时间信息，用户接收 到这些信息后经过计算，求出接收机的三 维位置、三维方向以及运动速度和时间信 息。）
简单地说就是用户同 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。
GPS定位示意图
名词链接： “时间同步”，是指卫星上的时钟与用户
设备内的时钟是精确同步的（譬如说校准到两 者之间几万年才差1秒钟） 。
航，实现了最佳空域划分与管理、空中交通流
量管理以及飞行路线管理，保证了空中交通管 制的安全性和灵活性。通过GPS接收设备，民航 飞行员能驾机准确着陆并安全、及时收入停机 坪，使各飞行航班能够紧凑排列，提高机场利用 率。安装了GPS的车辆在遭劫或被盗时，可以通 过卫星定位跟踪，锁定车辆的具体位置并报警， 甚至发出遥控锁车指令，使车辆强行熄火，停止 行驶，但不可以改变、控制车辆的行驶方向。 答案 C
了GPS测量系统，可以说是“双保险”。据此回
答（1）~（2）题。
（1）GPS测量功能在于
（）
A.为用户提供精确的三维坐标
B.为用户提供飞机遥感影像
A
C.为用户提供卫星遥感影像
D.供用户随时查阅有关地理信息
强化专练
1.GPS技术给测绘界带来了一场革命，下列说法
不正确的是
（）
A.利用GPS技术，速度测量精度可以达到毫米
“单程测距”，是指从导航卫星上发出的 无线电测距信号在传播到用户设备的这一单向 行程中，就可以把它们之间的距离测量出来。
通常应用三颗卫星的数据就可以进行定位， 但要保证对目标实时观测（诸如提供目标运动 数据等）， 则需要至少四颗卫星的信号。
3.全球定位系统的作用和特点：
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。
3.中国“北斗”卫星定位系统
1）双星定位：由空间卫星（两颗工作卫星和一颗备 份卫星）、地面控制站、和用户终端组成。
使用方式：用户向地面中心发送请求—中心发出信 号——分别经两颗卫星反射传至用户，地面中心站通 过计算两种途径所需时间即可完成地位。
2.有源定位：用户需要通过地面中心站联系导航地位系统。
级的程度
B.与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着
测量精度高的优点
C.GPS技术操作简便，仪器体积小，便于携带
D.当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资
源勘查、地壳运动观测、地籍测量等领域
解析 军用GPS导航定位，速度测量精度可以达 到厘米级的程度。与传统的手工测量手段相比， GPS技术有着巨大的优势：测量精度高；操作简 便，仪器体积小，便于携带；全天候操作，信息 自动接收、存储，减少了繁琐的中间处理环节。 当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘 查、地壳运动观测、地籍测量等领域。 答案 A
对点训练
题组一：GPS技术 1．下列有关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，拥有GPS信号接收机，可随时 知
道自己所处的经纬度
解析 全球定位系统是利用卫星网络来获得地面 某点经纬度和高程的系统，其主要功能是进行导 航和定位。全球定位系统包括三大部分：即空间 部分、地面监控系统和用户设备部分。GPS空间 部分由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成,卫 星的分布使得在全球的任何地方、任何时间都可 观测到4颗以上的卫星，并能保持良好的定位， GPS接收机接收卫星信息后，通过计算就可得到 自己所处的经纬度。 答案 B
5.有的渔民已经使用GPS 技术寻找鱼群， 如果渔业生产普遍引进这一技术，则 （B）
A.可以使渔获量持续增长
B.可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭
C.大幅度增加渔业生产成本
D.会促进渔业生产，加大渔业资源的开发 利用，提高渔民生活水平
2.提供出行路线的规划和导航
规划出行路线是汽车导航系统的一项重要辅助 功能，包括：
自动线路规划：由驾驶员确定起点和终点，由 计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线，包括 最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次 数最少的路线等。
人工线路设计：由驾驶员根据自己的目的地设 计起点、终点和途经点等，自动建立线路库。线路 规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计线 路，并同时显示汽车运行路径和运行方法。
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。
1.全球定位系统的系统组成
空间 由24颗卫星组成（其 提供与定位
部分 中3颗备用），分布 相关的参数
全
在6个轨道平面上。 和时间信息
球 定 位 系
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？这些 方法有什么不足？现在有没 有更简单的方法？
北斗七星：斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏； 斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。