全球定位系统及其应用 (2).ppt

* 第三节 全球定位系统及其应用 教学目的： 　１.了解全球定位系统的概念和工作原理 　２.能举例说明全球定位系统在定位导航和 日常生活中的应用 重点:定位导航与应用 难点:工作原理 计划课时: 4课时 以美国为首的北约悍然使用5枚导弹袭击了中国驻南斯拉夫大使馆，那5枚导弹均匀地分布在我们的大使馆楼顶的扇面上，其中4枚当场爆炸，另有1枚未爆炸，使馆被夷为焦土，3位新闻工作者邵云环、许杏虎、朱颖当场牺牲。 一、全球定位系统(GPS) Global positioning system 1.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带卫星导航与定位系统。@ 通俗地说：利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统 全球定位系统是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，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。目前的全球覆盖率为98%。 在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月,航天飞机升空,共同给列为20世纪“三大航天工程” 它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。 一、全球定位系统 二、全球定位系统与定位导航 （1）全球定位系统的组成 （2）全球定位系统的的基本原理 1.组成：包括三大部分 空间部分、地面控制部分、用户设备部分 GPS组成 导航接收机、测地型接收机、授时接收机 实时计算出三维坐标\速度以及时间 用户 由分布在全球的5个地面站组成（5个监控站、1个主控站和3个注入站） 地面 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 空间 全球定位系统 组成和分布 空间位置 系统结构 GPS卫星星座 地面监控系统 GPS信 号接收机 返回 空间部分 各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55o，轨道平面间距60o。在每一轨道平面内，各卫星升交角距差90o 为了减少误差，一般要求4颗卫星，用于定位的4颗卫星称为定位星座。 返回 地面监控部分 主控站位于美国科罗拉多的斯平士（Colorado Springs）的联合空间执行中心（CSOC），三个注入站分别设在大西洋、印度洋和太平洋的三个美国军事基地上，即大西洋的阿松森（Ascension）岛、印度洋的狄哥·伽西亚(Diego Garcia)和太平洋的卡瓦加兰(Kwajalein),五个监测站设在主控站和三个注入站以及夏威夷岛。 返回 卫星上各种设备是否正常工作,是否 一直沿预定轨道运行,要由地面设备监控 用户设备 利用GPS卫星提供的高精度时间进行授时 用于天文台及无线电通讯 授时接收机 定位精度高，仪器结构复杂，价格较贵 测地接收机 能够实时给出载体的位置和速度，价格便宜，应用广泛 用于运动载体的导航，分为车载型、航海型、航空型和星载型 应用 类型 用于精密大地测量@ 导航接收机 返回 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，并将经过的地点、路线记录下来，方便返回时用；计算两点的距离，实现坐标系之间的相互转换；计算日出、日落时间 不需要地面设备，只要收到卫星信号，就能快速定位，不受天气、行政区域的限制 夜晶显示，导航画面清晰，配有背景灯，方便夜间操作，功能齐全 手持型GPS接受机多为导航使用 功能 优点 性能 应用领域 手持型GPS接收机 3.用途和特点： 全能性、全球性、全天候、连续性、实时性 提供精密的三维坐标，三项速度和时间信息 GPS应用 它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度 GPS功能 1、定位: 2、导航: 我现在在哪里？ 我要去哪里？如何去？ 3.跟踪。跟踪-监视人或物体的运动。 4.绘图。用于绘制世界地图。 5.定时。提供精确的时间。 GPS特点 (1)全球,全天候工作 (2)实时性,能提供连续、实时的三维位置、速度和精密时间，不受天气的影响。 （3）高精度 （4）自动测量 GPS应用 城市公共汽车调度管理，旅游区车辆报警与调度，海关、公安、海防等部门对车辆的调度与监控 车载电台把定位信息发给监控中心，在电子地图上显示出来，可对车辆进行调度指挥 通过车载GPS 可以在屏幕上及时查看车辆所在的经纬度、运行轨迹、速度、行进方向 应用领域 信息发射 信息接收 车载GPS的功用p100 使装有GPS的出租车配备合理，能最大程度的满足乘客的要求，从而减少了空载率，降低能源消耗，节省运行成本，并使行车、乘车安全系数大大提高等功能。 实现空域划分、空中交通流量管理、飞行路径管理 空域航路、着陆、机场监视和管理 航空应用 p100 便于中心的跟踪、搜寻和救援 把自己的位置和航向发送到航海管理中心 避免船只冲撞，确保航行安全现在很难想象那艘船舶不装备GPS导航系统和设