第三节 全球定位系统及其应用

第三节全球定位系统及其应用一、全球定位系统1．概念具有在海、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。

2．组成系统结构组成和分布功能空间星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成为全天候定位提供可能地面控制系统1个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GPS卫星的轨道和卫星时钟数据3个注入站在每颗卫星运行至上空时，将导航数据及主控站的指令注入到卫星5个监控站监测与调控卫星上的各种设备的工作、运行情况用户系统包括接收机硬件、GPS数据处理软件等用户设备,硬件由天线单元和接收单元组成捕获GPS卫星信号，实时地计算出三维坐标、速度以及时间3．GPS接收机的常见类型二、全球定位系统与定位导航1．定位精度(1）静态导航定位:厘米级甚至毫米级精度。

（2)动态定位：达到1米以内精度。

（3)速度测量：达到厘米级精度。

（4）时间测量:毫微秒级精度。

2．应用（1)交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。

(2)监测地壳的微小移动，帮助预报地震。

(3）与GIS、RS结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务。

知识点一错误!错误!——-————情景导入先思考-——————2015年12月25日从国土部获悉,我国首个具有完全自主知识产权的北斗精准导航和精密定位服务系统，日前在广东完成连续运行卫星定位导航服务系统(GDCORS)88个基准站及其运行控制中心的北斗升级改造工程,并通过专家验收。

(1)上述材料体现了北斗系统的哪些功能？提示:精准导航和精密定位.（2)如何确定地物的精准位置？提示：确定地物的经度位置、纬度位置和海拔即可.—-—————核心要点掌握好——--——-全球定位系统的功能、工作过程、用途及特点概念利用GPS卫星，在全球范围内进行实时导航和定位的系统组成及工作过程用途为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间工作特点全能性、全球性、全天候、连续性和实时性在区域地理环境研究中的应用在区域环境中利用较多的是为导航服务,地面监控系统把信息传给GPS卫星，得出处理后的考察点的地理位置和高程，获得精确数据，从而确定位置和前进方向，进而导航--—-———方法技巧很重要———-—-—GPS接收机界面解读一般在GPS接收机上能读出以下几项信息，以下图为例：(1)经纬度位置:如上图所示，GPS接收机所在的经纬度位置是（39°58′27。

《全球定位系统及其应用》讲义一、全球定位系统（GPS）的概述全球定位系统，简称 GPS，是一种基于卫星的导航系统，它能够为地球上的用户提供精确的定位、导航和定时服务。

GPS 系统由美国国防部开发和维护，最初是为军事目的而设计的，但现在已经广泛应用于民用领域，成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

GPS 系统由三个主要部分组成：空间部分、地面控制部分和用户设备部分。

空间部分由 24 颗卫星组成，这些卫星分布在 6 个轨道平面上，每个轨道平面上有 4 颗卫星。

这些卫星不断地向地球发送信号，用户设备通过接收这些信号来确定自己的位置。

地面控制部分负责监测和控制卫星的运行，确保卫星的轨道和时钟保持准确。

用户设备部分则包括各种 GPS 接收器，如手机、汽车导航系统、手持 GPS 设备等，用户通过这些设备接收卫星信号并计算自己的位置。

二、GPS 的工作原理GPS 的工作原理基于三角测量原理。

当用户设备接收到来自至少 4颗卫星的信号时，它可以通过测量信号的传播时间来计算与每颗卫星的距离。

由于卫星的位置是已知的，用户设备可以利用这些距离信息通过三角测量来确定自己的位置。

具体来说，卫星会发送包含其位置和时间信息的信号。

用户设备接收到信号后，会测量信号的到达时间，并根据信号的传播速度（光速）计算出与卫星的距离。

通过同时接收到来自多颗卫星的信号，用户设备可以建立多个距离方程，然后通过求解这些方程来确定自己的位置坐标（经度、纬度和高度）。

此外，GPS 还可以提供速度和方向信息。

通过连续测量位置的变化，用户设备可以计算出用户的移动速度和方向。

三、GPS 的精度和误差GPS 的精度取决于多种因素，包括卫星的几何分布、信号传播环境、接收器的性能等。

在理想条件下，民用 GPS 接收器的定位精度可以达到几米甚至更精确。

然而，在实际应用中，由于建筑物、山脉、树木等障碍物的遮挡，以及大气折射等因素的影响，GPS 的精度可能会受到一定程度的降低。

全球定位系统及其应用
一、教学目标
1.理解全球定位系统的概念。

2.距离说明全球定位系统在定位导航和日常生活中的作用。

二、学情分析
高一学生对GPS的原理认识很浅，不过对其应用相对熟悉一些，特别是手机GPS和手机地图的使用，高中生的认知能力有所提高，可以通过小组探讨学习方式，使对知识掌握更好一些。

课堂上注意及时掌握学生学习情况，并作及时反馈。

三、重点难点
1、GPS原理。

2、GPS应用。

四、教学方法
讲练结合法、自主探究法、小组合作法、电化教学等
五、教学过程
导入：利用随身携带的手机GPS功能进行定位。

1、PPT展示GPS信号接收机和讲解如何读取信号接收机
2、说明本节课的课程目标
3、认识GPS
根据PPT自主学习问题，各小组讨论学习。

（3-5分钟）
提问学生，了解学生自主学习情况
4、讲解概念，并当堂练习，之后进行知识小结
5、根据PPT展示问题，开展小组自主学习
提问并进行讲解。

再一次进行知识小结。

6、当堂练习
7、布置作业
六、教学反思
根据本节课的内容讲解，学生对知识的运用相对掌握好一些，但对其原理掌握得还是不够到位。

《全球定位系统及其应用》讲义一、全球定位系统（GPS）的概述全球定位系统，简称 GPS，是一种基于卫星的导航系统，它能够为全球范围内的用户提供精确的位置、速度和时间信息。

GPS 最初是由美国国防部开发的，主要用于军事目的，但随着技术的不断发展和普及，它已经广泛应用于民用领域，如交通运输、测绘、农业、救援等。

GPS 系统由三部分组成：空间部分、地面控制部分和用户设备部分。

空间部分由 24 颗卫星组成，这些卫星分布在 6 个轨道平面上，每个轨道平面上有 4 颗卫星。

地面控制部分包括主控站、监测站和注入站，它们负责监测卫星的运行状态、计算卫星的轨道参数，并将这些信息发送给卫星。

用户设备部分则是指各种接收GPS 信号的设备，如手机、车载导航仪、手持 GPS 接收机等。

GPS 系统的工作原理是通过测量卫星信号的传播时间来计算用户设备与卫星之间的距离，然后利用多颗卫星的距离信息和卫星的位置信息，通过三角测量的方法来确定用户设备的位置。

GPS 系统能够提供非常精确的位置信息，在理想条件下，其定位精度可以达到厘米级。

二、全球定位系统的应用领域1、交通运输在交通运输领域，GPS 发挥着至关重要的作用。

例如，汽车导航系统可以帮助驾驶员规划最佳路线，避免交通拥堵，提高出行效率。

此外，GPS 还可以用于车辆跟踪和监控，方便运输公司对车队进行管理，确保货物的安全运输。

在航空领域，GPS 可以为飞机提供精确的导航信息，帮助飞行员准确地到达目的地。

在航海领域，GPS 可以帮助船只避开危险区域，确保航行安全。

2、测绘测绘是 GPS 的一个重要应用领域。

传统的测绘方法需要大量的人力和物力，而且精度有限。

而 GPS 技术的出现，大大提高了测绘的效率和精度。

通过使用GPS 接收机，可以快速、准确地测量地面点的坐标，绘制出高精度的地图。

此外，GPS 还可以用于监测地壳运动、土地沉降等地质现象。

3、农业在农业领域，GPS 也有广泛的应用。

第三章 第三节 全球定位系统及其应用习题一、单项选择题 阅读下列材料，完成1～5题。

在伊拉克战争中曾经有记者问一位飞行员：“你知道去轰炸哪个城市吗？” 飞行员回答：“不知道。

” “那你怎么去轰炸呢？”“容易。

上级给我一个坐标，我按计算机的指引，投下采用GPS 导航的炸弹掉头就走，跟我玩游戏机没啥两样。

” 1．导航炸弹上的GPS 接收机接收到的信息至少需要________颗空间卫星提供( ) A ．3 B ．4 C ．5 D ．6 2．导航炸弹上的数据由________提供( ) A ．空间卫星B ．主控站C ．监控站D ．信息注入站 3．导航炸弹上的GPS 接收机可获得工作卫星提供的( ) ①三维坐标 ②速度 ③时间 ④轰炸城市的位置 A ．①②④ B ．①②③ C ．②③④ D ．①③④ 4．下列关于我国GPS 发展的叙述，你认为不．合理的是( ) A ．我国作为航天大国，积极有效地发展GPS 是非常必要和必需的 B ．至目前为止，我们为了GPS 事业，相继发射了3颗全球定位卫星 C ．我国的卫星定位导航系统是独立自主开发、研制和建立的 D ．我国的卫星定位导航系统在精确程度上已经超越了美国，在军事和民用领域分别取得了可喜的成绩 5．按照用途分导航的炸弹上的GPS 接收机属于________接收机( ) A ．导航型 B ．测地型 C ．授时 D ．军用型 读“GPS 手持机界面图”，界面上的时间为北京时间。

读图回答6～7题。

6．此时，持有GPS 手持机者所在的地形区为( ) A ．江汉平原 B ．江淮平原 C ．华北平原 D ．江南丘陵 7．如果此日全球昼夜平分，那么此地离日落还约有( ) A ．56分钟 B ．1小时 C ．1小时1分钟 D ．1小时5分钟 (2011年山东青岛市教学质量统一检测)全球定位系统是现代战争中至关重要的装备。

然而，过分依赖高科技，也可能导致军人的基本功丧失。

第三节全球定位系统及其应用编写:王永学孙玉亮学习目标1能用自己地语言解释全球定位系统地概念，并初步了解其工作原理；2 •能说出全球定位系统地三个组成部分及其主要功能；3能说出GPS接收机地主要种类及其主要用途；4.能举例说明全球定位系统在定位导航中地作用.学习内容—：-***?■■：.—预习案一—【使用说明及学法指导】1、依据预习案通读教材，进行知识梳理；勾画课本并写上提示语、标注序号2、完成预习自测题目：所有题目书面完成，注意扩展记忆•3、将预习中不能解决地问题标识出来，并填写到后面“我地疑问”处•4、限时15分钟，独立完成.【教材助读】要求：利用课前15分钟，完成下列学案内容填空，并熟记、理解课本重点知识，找出自己不明白地问题，便于课堂上针对性强化学习• b5E2RGbCAP一、全球定位系统1、概念：简称，是具有在进行全方位、实时与地新一代卫星导航与定位系统•2、组成:3、根据用途分类，GPS接收机分为接收机、接收机和收机二、全球定位系统与定位导航1、应用领域：GPS地最初设计主要是用于,目前已在______ 、、、_____ ，以及、、、、____ 等部门和行业得到广泛应用，而且也逐步深入到我―它来监测,从而帮助预报地震，与GIS和RS结合,为、、服务等PEanqFDPw2、GPS地定位精度静态导航定位一一厘M级甚至精度动态定位一一以内地精度速度测量一一级精度时间测量——级精度3、车载GPS：多应用于,与，海关、公安、海防等部门对车辆地调度与监控等•4、GPS在航海、航空导航中地应用(1＞、最初用于军事目地定位能达到厘M级甚至是毫微级精度，定位能达到M级至亚M级精度，能达到毫微秒级精度.DXDiTa9E3d(2＞、目前GPS系统地应用已经十分广泛，也逐步深入到我们地日常生活中如【预习自测】1999年3月27日,北约部队一架F —117A隐形战斗机被南联盟防空部队击落.飞行员跳伞后在脚触地地一刹那，通过手持型信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约空袭南联盟指挥所后，美军立即安排了救援行动.6小时后，当一架EA一6B电子干扰机发现飞行员地准确位置时，一架MH一60G搜索与救援直升机降落在飞行员面前，把飞行员接上直升机并安全返回基地.据此回答1 一2题：1、飞行员发出地呼救信号是＜)A、GIS系统信号B、GPS系统信号C、RS系统信号D、以上都不对2、北约轰炸地科索沃，其气候属于＜)A、温带海洋性气候B、温带季风气候C、地中海气候D、热带沙漠气候全球定位系统＜GPS是利用卫星在全25。