全球定位系統(tǒng)的應用教學32張

全球定位系統(tǒng)的應用教學32張第1頁/共44頁課程標準

舉例說出全球定位系統(tǒng)(GPS)在定位導航中的應用。第2頁/共44頁學習目標1了解GPS的概念，識記GPS的組成部分；掌握GPS接收機的使用方法，并理解其定位原理。學習目標2識記GPS的特點、主要功能及應用領域。第3頁/共44頁當你旅游或野外考察時，通常用哪些方法來辨別方向或確定你所在的位置？這些方法有什么不足？現(xiàn)在有沒有更簡單的方法？思考？第4頁/共44頁全球定位系統(tǒng)

新知1全球定位系統(tǒng)的應用

新知2第5頁/共44頁三邊測量原理路人甲告訴你離王家村10千米。于是你在地圖上以王家村為圓心，按比例尺畫一個半徑相當于10千米的圓（圖Ａ）路人乙告訴你距離李家村15千米。你繪制第二個半徑15千米的圓（圖Ｂ）

向丙打聽到，這里距離張家村10千米。當你把這個圓在地圖上畫好后，你的位置也就確定了（圖Ｃ）問題一、GPS定位原理是什么？GPS定位的基礎原理：三邊測量術第6頁/共44頁思考？

1.在一個平面直角坐標系上，確定點的位置，需要知道幾個值？

2.在一個空間三維坐標系上，確定點的位置，需要知道幾個值？

3.要精確知道一個人在地球上的位置，必須知道幾個值？至少需要幾顆衛(wèi)星？兩個三個第7頁/共44頁YX第8頁/共44頁YXZ第9頁/共44頁

要精確知道一個人在地球上的位置，必須知道這個人所處的經(jīng)度、緯度和海拔高度三個值。即通常應用三顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可以進行定位，但要保證對目標實時觀測（諸如提供目標運動數(shù)據(jù)等），則需要至少四顆衛(wèi)星的信號。第10頁/共44頁全球定位系統(tǒng)

新知11.全球定位系統(tǒng)的基本原理

全球定位系統(tǒng)，即GPS（GlobalPositioningSystem），是利用衛(wèi)星網(wǎng)絡來獲得地面某點的經(jīng)緯度和高程的系統(tǒng)。它是美國20世紀70年代初開始研制，并于1994年全面建成的。其主要目的是：為陸、海、空三大領域，提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應急通信等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(zhàn)略重要組成。第11頁/共44頁3、定位原理：顆衛(wèi)星定位一點1234S1S3S4S2（X、Y、Z、T）４3定位衛(wèi)星數(shù)定位數(shù)據(jù)3粗略的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)4精確的經(jīng)緯度、高度、運動情況問題一、GPS是如何定位的？用戶終端通過接收衛(wèi)星信號定位第12頁/共44頁全球定位系統(tǒng)

新知12.全球定位系統(tǒng)的組成空間部分地面監(jiān)控系統(tǒng)用戶設備部分全球定位系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成（其中3顆備用），分布在6個軌道平面上主要是GPS接收機提供與定位相關的參數(shù)和時間信息主要用于監(jiān)測和控制衛(wèi)星及其各種設備的運行可以確定接收機所在點的位置、速度、到航路終點的距離和航向等信息第13頁/共44頁用戶設備地面控制1個主控站3個注入站5個監(jiān)控站空間部分

24顆衛(wèi)星三、系統(tǒng)組成第14頁/共44頁導航型接收機測地型接收機授時型接收機第15頁/共44頁全球定位系統(tǒng)

新知13.全球定位系統(tǒng)的作用和特點特點：（1）全天候，不受天氣影響；（2）全球覆蓋；（3）三維定速定時高精度；（4）快速省時高效率；（5）應用廣泛、多功能。作用：

可以快速精確地確定地面某點的位置（經(jīng)度、緯度）和高程，甚至速度、距離和航向等。第16頁/共44頁全球定位系統(tǒng)

新知14.接收機信號的解讀與操作表示接收機所在的經(jīng)緯度位置。數(shù)字表示被接收信號的衛(wèi)星編號，黑色柱長短表示信號的強弱。

衛(wèi)星分布圖描繪了在接收機所處位置（圓心）仰望天空能搜索到的衛(wèi)星，大圓表示地平線，小圓為抬以45°角仰望天空的范圍，越靠近中心，衛(wèi)星信號越強。達成學習目標1第17頁/共44頁當你外出旅游或者野外探險的時候，為了不迷失方向，請問你通常用哪些方法來辨別方向或確定你所在的位置？第18頁/共44頁GPS讓物流運輸過程透明化第19頁/共44頁大壩變形監(jiān)測第20頁/共44頁基于手機GPS的地理位置智能應用第21頁/共44頁

應用簡介運用GPS，配合裝載智能識別攝像頭的眼鏡幫助盲人行走導航；第22頁/共44頁前景暢想第23頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在軍事中的應用GPS導航的艦載飛彈配備GPS的士兵美國海軍核潛艇第24頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在軍事中的應用協(xié)同作戰(zhàn)方面GPS可為各級指揮系統(tǒng)提供各種目標及事件所發(fā)生的時間和地點導彈的制導，提高命中目標的精度美伊戰(zhàn)爭70%左右使用GPS輔助制導，使戰(zhàn)斧式巡航導彈從1600千米的地方準確打擊一個小房子的目標。第25頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在測量中的應用具有測量精度高、操作簡便、儀器便于攜帶、全天候操作、信息自動接收、存儲等優(yōu)勢。第26頁/共44頁陳邦柱介紹說，這次珠峰測量的技術方案，既有和1975年相同的，也有當代測繪發(fā)展的高新技術。與1975年相同的是傳統(tǒng)的三角高程測量，新的進展是采用了光電測距、當代最先進的連續(xù)GPS觀測，另外還采用了冰雪探測雷達，對峰頂?shù)谋┻M行了精確的測量。“我們對珠峰峰頂近20平方米的范圍進行了掃描，獲得了我們?nèi)庋劭床灰姷闹榉宸屙數(shù)难印⒈鶎?、混合層一直到巖石面的準確數(shù)據(jù)?！?/p>

陳邦柱和中國科學院院士、1975年珠峰高程測定的設計者和組織者陳俊勇都不同意這種說法。陳俊勇解釋說，峰頂冰雪深度的測量更加精確、珠峰地區(qū)大地水準面計算結(jié)果更加完善、全球氣候變暖導致峰頂冰雪厚度變薄，是珠峰變“矮”的三個主要原因。這次測量其實是第一次準確得到峰頂巖石面的高程?！?975年測量雪深時，是登山隊員拿一個鋼釬戳，戳不動了，就認為是戳到巖石面了，其實并未到達真正巖面。當時測量出的雪深0.92米與這次的3.50米相差約2.7米。另外，這次測量的重點差大地水準基準面也升高了0.7米，還剩下0.3至0.4米差距可能是誤差的問題?！?/p>

10月9日國家測繪局局長陳邦柱宣布：珠穆朗瑪峰峰頂巖石面海拔高程為8844.43米，參數(shù)為：珠穆朗瑪峰峰頂巖石面高程測量精度±0.21米；峰頂冰雪深度3.50米。第27頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在救援中的應用搜救隊員救援第28頁/共44頁

最早為美國軍方使用的全球定位系統(tǒng)，如今也擔負起了保障日本兒童安全的責任。孩子們背上裝有全球定位系統(tǒng)的書包，就可以隨時隨地處于被追蹤的狀態(tài)，即使不幸遭綁架，也便于警方營救。

這項技術還是兒童的樂趣。日本玩具制造商將報警器制成了“寵物小精靈”的動漫形象。當兒童感覺到危險時，只要把綁在書包上的寵物小精靈的腦袋揪下來，報警器就會發(fā)出報警聲。

在橫濱，一所學校的150名學生自愿參加了一套系統(tǒng)的測試：將一個像火柴盒般大小的“護身符”掛在身上。這種“護身符”中植有微芯片，其發(fā)出的無線電波通過天線給學生家長發(fā)送電子郵件，以確認學生是否安全?！白o身符”上還有一個報警按鈕，學生摁動后，“護身符”會向家人發(fā)送一系列信息，包括學生的姓名和所在位置。第29頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在農(nóng)業(yè)中的應用在漁業(yè)中的應用第30頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在娛樂中的應用旅游考察者當你戶外旅游或者野外探險的時候，為了不迷失方向，請問你通常用哪些方法來辨別方向或確定你所在的位置？在旅游和野外考察中，利用GPS作向?qū)В梢噪S時知道所在地的位置及行走速度和方向。第31頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在交通中的應用第32頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在交通中的應用

1.車輛跟蹤利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標移動，使目標始終保持在屏幕上；還可實現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤，利用該功能可對重要車輛和貨物運輸進行跟蹤。第33頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在交通中的應用

2.提供出行路線的規(guī)劃和導航

規(guī)劃出行路線是汽車導航系統(tǒng)的一項重要輔助功能，包括：

自動線路規(guī)劃：由駕駛員確定起點和終點，由計算機軟件按照要求自動設計最佳行駛路線，包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數(shù)最少的路線等。

人工線路設計：由駕駛員根據(jù)自己的目的地設計起點、終點和途經(jīng)點等，自動建立線路庫。線路規(guī)劃完畢后，顯示器能夠在電子地圖上顯示設計線路，并同時顯示汽車運行路徑和運行方法。第34頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在交通中的應用3.信息查詢

為用戶提供主要物標，如旅游景點、賓館、醫(yī)院等數(shù)據(jù)庫，用戶能夠在電子地圖上根據(jù)需要進行查詢。查詢資料可以文字、語言及圖像的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。同時，監(jiān)測中心可以利用監(jiān)測控制臺對區(qū)域內(nèi)任意目標的所在位置進行查詢，車輛信息將以數(shù)字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來。第35頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在交通中的應用4.話務指揮

指揮中心可以監(jiān)測區(qū)域內(nèi)車輛的運行狀況，對被監(jiān)控車輛進行合理調(diào)度。指揮中心也可隨時與被跟蹤目標通話，實行管理。第36頁/共44頁全球定位系統(tǒng)的應用

新知2GPS在交通中的應用5.緊急救援通過GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)可以對遇有險情或發(fā)生事故的車輛進行緊急援助。監(jiān)控臺的電子地圖可顯示求助信息和報警目標，規(guī)劃出最優(yōu)援助方案，并以報警聲、光提醒值班人員進行應急處理。達成學習目標2第37頁/共44頁程序員發(fā)現(xiàn)IPHONE秘密跟蹤用戶位置信息材料：兩名程序師發(fā)現(xiàn)，蘋果系統(tǒng)的產(chǎn)品一直跟蹤、存儲用戶的地理位置信息。該行為完全是偷偷進行的。更加糟糕的是，這些數(shù)據(jù)沒有加密保護。右圖是一個用戶的位置信息記錄。蘋果掌握大量普通用戶追蹤信息可以做什用？若上圖位置信息屬于一位政要,會產(chǎn)生什么果？一個普通人的信息可能并不值錢，但是成千上萬的用戶信息就能作為市場調(diào)查的分析材料。政要的信息被泄露，有可能面臨危險；“棱鏡門”事件后俄國政要全部禁止使用蘋果手機。先進科技是把雙刃劍，謹防割傷!

學而有思第38頁/共44頁下圖是某GPS接收機上的信號。讀圖，完成1～3題。1．圖中的東經(jīng)度和北緯度表達的是(

)A．GPS衛(wèi)星的位置B．GPS接收機的位置C．地面監(jiān)控系統(tǒng)的位置 D．某一地理事物的位置B第39頁/共44頁下圖是某GPS接收機上的信號。讀圖，完成1～3題。2．此時GPS衛(wèi)星可以接收8顆衛(wèi)星發(fā)送的信號，其中信號較弱的兩個衛(wèi)星的編號是(

)A．第2號和第20號 B．第8號和第28號C．第11號和第28號 D．第7號和第31號A第40頁/共44頁下圖是某GPS接收機上的信號。讀圖，完成1～3題。3．圖中的GPS衛(wèi)星編號有31號，這