高中地理第三節(jié) 全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用湘教版必修三.ppt

第三章第三節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用 一 全球定位系統(tǒng) 齊讀課本p95第一自然段 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 什么是全球定位系統(tǒng) 它由哪幾部分組成 全球定位系統(tǒng)的基本原理是什么 gps接收機(jī)包括哪幾種 了解全球定位系統(tǒng)的概念 組成 理解全球定位系統(tǒng)的基本原理 掌握gps接收機(jī)的種類 2 全球定位系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域包括哪些 有什么作用 了解全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用和作用 一 全球定位系統(tǒng)的概念 全球定位系統(tǒng) globalposmomngsystem 簡(jiǎn)稱gps 是具有在海 陸 空進(jìn)行全方位 實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng) globalposmomngsystem 簡(jiǎn)稱gps 是具有在海 陸 空進(jìn)行全方位 實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng) 跨越障礙 全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么 1 全球 全天候工作 2 能為用戶提供連續(xù) 實(shí)時(shí)的三維位置 三維速度和精密時(shí)間 不受天氣的影響 3 定位精度高 單機(jī)定位精度優(yōu)于10米 采用差分定位 精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí) 4 功能多 應(yīng)用廣 隨著人們對(duì)gps認(rèn)識(shí)的加深 gps不僅在測(cè)量 導(dǎo)航 測(cè)速 測(cè)時(shí)等方面取得更廣泛的應(yīng)用 而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大 閱讀指導(dǎo) gps的起源 在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前 遠(yuǎn)程導(dǎo)航與定位主要用無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng) 1 無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)缺點(diǎn) 覆蓋的工作區(qū)域小 電波傳播受大氣影響 定位精度不高 2 衛(wèi)星定位系統(tǒng)最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國(guó)的子午儀系統(tǒng) transit 1958年研制 1964年正式投入使用 由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目較少 5 6顆 運(yùn)行高度較低 平均1000km 從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星的時(shí)間間隔較長(zhǎng) 平均1 5h 因而它無(wú)法提供連續(xù)的實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航 而且精度較低 為滿足軍事部門(mén)和民用部門(mén)對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航的迫切要求 1973年美國(guó)國(guó)防部制定了gps計(jì)劃 3 gps發(fā)展歷程gps實(shí)施計(jì)劃共分三個(gè)階段 第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段 從1973年到1979年 共發(fā)射了4顆試驗(yàn)衛(wèi)星 研制了地面接收機(jī)及建立地面跟蹤網(wǎng) 第二階段為全面研制和試驗(yàn)階段 從1979年到1984年 又陸續(xù)發(fā)射了7顆試驗(yàn)衛(wèi)星 研制了各種用途的接收機(jī) 實(shí)驗(yàn)表明 gps定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段 1989年2月4日第一顆gps工作衛(wèi)星發(fā)射成功 表明gps系統(tǒng)進(jìn)入工程建設(shè)階段 1993年底實(shí)用的gps網(wǎng)即 21 3 gps星座已經(jīng)建成 今后將根據(jù)計(jì)劃更換失效的衛(wèi)星 二 全球定位系統(tǒng)的組成 空間 由2l顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成 24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi) 地面 由分布在全球的5個(gè)地面站 包括5個(gè)監(jiān)控站 1個(gè)主控站和3個(gè)注入站 主控站和注入站都位于監(jiān)控站里 組成 用戶 導(dǎo)航型接收機(jī) 測(cè)地型接收機(jī) 授時(shí)接收機(jī) 1 gps衛(wèi)星星座 由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成 gps衛(wèi)星星座記作 2l 3 gps星座 24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi) 軌道傾角為55度 各個(gè)軌道平面之間的夾角為60度 即軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)各相差60度 每個(gè)軌道平面內(nèi) 各顆衛(wèi)星之間的升交角距相差90度 一軌道平面上的衛(wèi)星比兩邊相鄰軌道平面上的相應(yīng)衛(wèi)星超前30度 請(qǐng)思考 讀右圖 相鄰兩個(gè)gps星座衛(wèi)星軌道平面之間的夾角是多少度 每個(gè)衛(wèi)星軌道上各有幾顆衛(wèi)星 它們兩兩相隔多少度 60 4顆 90 2 地面監(jiān)控系統(tǒng) 對(duì)于導(dǎo)航定位來(lái)說(shuō) gps衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)已知點(diǎn) 星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷 描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其軌道的參數(shù)算得的 每顆gps衛(wèi)星所播發(fā)的星歷是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的 衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行 都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制 地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn) gps時(shí)間系統(tǒng) 這就需要地面站監(jiān)測(cè)各顆衛(wèi)星的時(shí)間求出鐘差 然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星 衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備 gps工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站 三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站 3 gps信號(hào)接收機(jī) gps信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是 能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào) 并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行對(duì)所接收到的gps信號(hào)進(jìn)行變換 放大和處理 以便測(cè)量出gps信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間 解譯出gps衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文 實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置 甚至三維速度和時(shí)間 gps衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào) 是一種可供無(wú)數(shù)用戶共享的信息資源 對(duì)于陸地 海洋和空間的廣大用戶 只要用戶擁有能夠接收 跟蹤 變換和測(cè)量gps信號(hào)的接收設(shè)備即gps信號(hào)接收機(jī) 可以在任何時(shí)候用gps信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位測(cè)量 根據(jù)使用目的的不同 用戶要求的gps信號(hào)接收機(jī)也各有差異 目前世界上已有幾十家工廠生產(chǎn)gps接收機(jī) 產(chǎn)品也有幾百種 這些產(chǎn)品可以按照原理 用途 功能等來(lái)分類 背景知識(shí) gps的定位原理是什么 gps的基本定位原理是 衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息 用戶接收到這些信息后經(jīng)過(guò)計(jì)算 求出接收機(jī)的三維位置 三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息 例1下列關(guān)于全球定位系統(tǒng)的敘述 不正確的是 a gps是利用衛(wèi)星進(jìn)行導(dǎo)航 定位的系統(tǒng)b