第三节全球定位系统及其应用教材课件.ppt
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- 三节 全球定位系统 及其 应用 教材 课件
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1、 在伊拉克战争中,曾经有记者问一位飞行在伊拉克战争中,曾经有记者问一位飞行员:员:“你知道去轰炸哪个城市吗?你知道去轰炸哪个城市吗?”飞行员回答:飞行员回答:“不知道。不知道。”“那你怎么去轰炸呢?那你怎么去轰炸呢?”“容易,上级给我一个坐标,我按计算容易,上级给我一个坐标,我按计算机的指引,投下采用机的指引,投下采用GPS导航的炸弹掉头导航的炸弹掉头就走,跟我玩游戏机没哈两样。就走,跟我玩游戏机没哈两样。”这个例子是现代战争中引用这个例子是现代战争中引用GPS系统系统的典型案例。我们反对战争,但要想能更好的典型案例。我们反对战争,但要想能更好的维护世界和平,我们也需要了解的维护世界和平,我们
2、也需要了解GPS全球定位系统这种现代地理信息技术。全球定位系统这种现代地理信息技术。基本概念全球定位系统:全球定位系统:(Global Positioning System 简称简称GPS)是具有在海、陆、空是具有在海、陆、空进行全方位、实时三进行全方位、实时三维维导航导航与与定位定位功能的功能的新一代卫星导航与定新一代卫星导航与定位系统位系统 。知识点导航知识点导航通俗地说:利用卫星,在全通俗地说:利用卫星,在全球范围内适时进行导航、定球范围内适时进行导航、定位的系统位的系统 在美国在美国,共同给列为共同给列为20世纪世纪“三大三大航天工程航天工程”.问题探讨问题探讨:按照理论按照理论,我们
3、知道要保证地面各点能我们知道要保证地面各点能接收到信息只要接收到信息只要3颗卫星就可以了颗卫星就可以了,为什么为什么我们要用我们要用4颗卫星呢颗卫星呢?当当GPS收到收到3颗卫星的信号,它只能颗卫星的信号,它只能计算出计算出2维坐标:经度和纬度,这时它可维坐标:经度和纬度,这时它可能还会显示高度数据,但这数据是无效的。能还会显示高度数据,但这数据是无效的。当当GPS能够收到能够收到4颗及以上卫星的信号时,颗及以上卫星的信号时,它能计算出本地的它能计算出本地的3维坐标:维坐标:经度、纬度、经度、纬度、高度。高度。空空间间部部分分 24颗卫星星座颗卫星星座用用户户设设备备地地面面控控制制1个主控站
4、个主控站3个注入站个注入站5个监控站个监控站目目录录面面板板开开关关知识点导航知识点导航监测站监测站获取获取GPSGPS数据数据,并将并将数据送至主控站。数据送至主控站。主控站主控站-控制、调度卫星。控制、调度卫星。注入站注入站 将主控站的改正参将主控站的改正参数等注入每颗卫星。数等注入每颗卫星。空间部分各轨道平面相对于赤道平面的倾角为各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55,轨道平面间距,轨道平面间距60。在每一轨道平面内,各卫星升交角距差在每一轨道平面内,各卫星升交角距差90 为了减少误差,一般要求为了减少误差,一般要求4颗卫星,颗卫星,用于定位的用于定位的4颗卫星称为定位星座。颗卫星称为定位
5、星座。返回返回用户设备类型类型应用应用用于用于运动载体运动载体的导航,分为车的导航,分为车载型、航海型、航空型和星载载型、航海型、航空型和星载型型能够实时给出载体的能够实时给出载体的位置位置和和速度速度,价格便宜,应用,价格便宜,应用广泛广泛测地接收机测地接收机定位精度高,仪器结构复定位精度高,仪器结构复杂,价格较贵杂,价格较贵授时接收机授时接收机用于天文台及无线电通讯用于天文台及无线电通讯利用利用GPS卫星提供的高精卫星提供的高精度时间进行授时度时间进行授时用于精密大地测量和精密工程测量用于精密大地测量和精密工程测量导航接收机导航接收机返回返回车载GPS接收器目目录录面面板板开开关关知识点导
6、航知识点导航它能够实时测量它能够实时测量“四度四度”:经度、纬度、高度、速:经度、纬度、高度、速度度GPS功能1、定位:2、导航:我现在在哪里?我要去哪里?如何去?我要去哪里?如何去?3.跟踪。跟踪跟踪。跟踪-监视人或物体的运动。监视人或物体的运动。4.绘图。用于绘制世界地图。绘图。用于绘制世界地图。5.定时。提供精确的时间。定时。提供精确的时间。C:C:定位定位 键,显示键,显示标定位置画面标定位置画面如图如图1-41-4所示,所示,经纬度为经纬度为N32N3203.23203.232,E118E11845.92345.923海拔海拔高度高度1717米等信息米等信息图1-4【阅读指导阅读指导
7、】车载车载 GPS 的功用的功用信息接收信息接收信息发射信息发射应用领域应用领域通过车载通过车载 GPS,可以在显示屏可以在显示屏上及时查看车上及时查看车辆所在的经纬辆所在的经纬度、运行轨迹、度、运行轨迹、速度、行进方速度、行进方向等向等车载电台把定车载电台把定位信息发送给位信息发送给监控中心,在监控中心,在电子地图电子地图上上 显显示出来,可对示出来,可对车辆进行调度车辆进行调度指挥指挥城城市市公共汽车公共汽车调度管理,旅调度管理,旅游区车辆报警游区车辆报警与调度,海关、与调度,海关、公安、海防等公安、海防等部门对车辆的部门对车辆的调度与监控调度与监控【阅读指导阅读指导】GPS 在航海、航空
8、导航中的应在航海、航空导航中的应用用应用类型应用类型应用领域应用领域应用作用应用作用航海航海应用应用航空航空应用应用向用户提供船舶位置、向用户提供船舶位置、航速、航向信息、海航速、航向信息、海图、海迹显示图、海迹显示避免船只冲撞,避免船只冲撞,确保航行安全确保航行安全把自己的位置把自己的位置和航向发送到和航向发送到航海管理航海管理 中中 心心便于中心的跟便于中心的跟踪、搜寻和救援踪、搜寻和救援空域航路、着空域航路、着陆、机场监视陆、机场监视和管理和管理实现空域划分、空实现空域划分、空中交通流量管理、中交通流量管理、飞行路径管理飞行路径管理美国地面部队在人生地不熟的沙漠里,正是靠美国地面部队在人
9、生地不熟的沙漠里,正是靠GPS的指向,才顺的指向,才顺利完成了各项军事任务;现代战争中,从几千公里外发射的导弹利完成了各项军事任务;现代战争中,从几千公里外发射的导弹能准确地命中目标,也是靠的能准确地命中目标,也是靠的GPS技术我们技术我们1999年南联盟使馆年南联盟使馆被炸,那被炸,那5枚精确制导炸弹,全部是枚精确制导炸弹,全部是GPS精确制导的炸弹,那精确制导的炸弹,那5枚枚导弹均匀地分布在我们的大使馆楼顶的扇面上,这是导弹均匀地分布在我们的大使馆楼顶的扇面上,这是GPS在军事在军事上运用获得的效能。上运用获得的效能。导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现,无不依赖于导弹的飞行、飞机的导航
10、、精确打击的实现,无不依赖于GPS,所以,当前的美伊战争,所以,当前的美伊战争,GPS也成了双方争斗的重要一环也成了双方争斗的重要一环.如果没如果没有这一系统,海湾战争中美国的两枚导弹先后攻击同一目标,后有这一系统,海湾战争中美国的两枚导弹先后攻击同一目标,后一枚导弹通过前一导弹炸开的洞钻入目标内部进行攻击是不可能一枚导弹通过前一导弹炸开的洞钻入目标内部进行攻击是不可能的)。由于它的精确度目前已达到的)。由于它的精确度目前已达到10米内,该系统曾被美军在海米内,该系统曾被美军在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争中广泛运用,并发挥了巨大威湾战争、科索沃战争、阿富汗战争中广泛运用,并发挥了巨大威力。
11、为了提高精确度,美国国防部在实际运行的时候,又增加力。为了提高精确度,美国国防部在实际运行的时候,又增加4颗卫星,使得卫星总数达到颗卫星,使得卫星总数达到28颗,精确度也相应地提高到了颗,精确度也相应地提高到了7米。米。再加上美军使用的是能更好弥补大气偏差的加密接收机,它们可再加上美军使用的是能更好弥补大气偏差的加密接收机,它们可以得到更精确的实时精度。据国外媒体早先报道,即使是美国的以得到更精确的实时精度。据国外媒体早先报道,即使是美国的民用手持民用手持GPS接收器在水平面上的定位精度都可以达到接收器在水平面上的定位精度都可以达到5米。足米。足见其军用系统定位精度之高。见其军用系统定位精度之
12、高。在现代高科技战争条件下,全球定位系统(在现代高科技战争条件下,全球定位系统(GPS)扮演着重要角色,导弹)扮演着重要角色,导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现,无不依赖于的飞行、飞机的导航、精确打击的实现,无不依赖于GPS,所以,当前的,所以,当前的美伊战争,美伊战争,GPS也成了双方争斗的重要一环。也成了双方争斗的重要一环。GPS是美国开发的一种利用是美国开发的一种利用环绕地球的环绕地球的24颗卫星准确计算全球任意点位置的庞大卫星网络定位系统。颗卫星准确计算全球任意点位置的庞大卫星网络定位系统。在战争中,只有实现了精确的定位,才有可能实现精确打击(如果没有这在战争中,只有实现了精确的定
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