第三节全球定位系统及其应用课件.ppt
株洲市第十三中学 江治英,在日常生活中，你接触过GPS吗？,视频：,GPS GPS定位,半小时找回失窃的电动车,一、全球定位系统的概述,1、概念,二、全球定位系统的应用领域,1、在军事领域中的应用2、在大地测量与制图领域中的应用3、在交通与物流领域中的应用4、在精确农业中的应用5、在旅游与娱乐领域中的应用,4、原理,2、特点,3、组成,一、全球定位系统的概述,1、概念,全球定位系统（Global Positioning System简称GPS ）是利用卫星，在全球范围内实时进行导航、定位的系统。,一、全球定位系统的概述,1、概念,2、全球定位系统的特点,（1）全球，全天候工作。,（2）能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气的影响。,2、全球定位系统的特点,（3）定位精度高： 单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。,（4）功能多，应用广： 随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。,一、全球定位系统的概述,1、概念,2、全球定位系统的特点,3、发展,（1）GPS的“昨天”,子午仪系统,无线电导航系统,最早的卫星定位系统,全球定位系统（GPS）,?,（2）GPS的“今天”,各国的发展,各领域的应用,一、全球定位系统的概述,1、概念,2、特点,3、发展,4、GPS定位原理：,一、全球定位系统的概述,1、概念,2、特点,3、发展,4、GPS定位原理：,（X、Y、Z、T）,S1,1,S2,2,S3,3,S4,4,4颗卫星定位一点,一、全球定位系统的概述,1、概念,2、特点,3、发展,4、原理,5、组成：,空间部分,包括24(21+3)颗可操作的工作卫星， 以55倾角分布在地球上空约2万千米的高空的6个轨道面上.每个轨道上均匀分布4颗卫星。,空间星座、地面监控系统、用户系统,GPS卫星结构,空间部分：,这些卫星在轨道上的分布状态使地球上的任何位置在任意时刻都可以同时接受到至少6颗卫星的定位信号，这些卫星则不断的给全球用户用户发送位置和时间的广播数据。,地面控制部分：,负责卫星控制、时间同步、卫星的跟踪和监测。,GPS的地面控制系统由位于美国科罗拉多的主控站、以及分布全球的三个注入站和五个监测站组成。,卫星轨道控制向卫星发送星历,地面控制部分：,主控站： 位于美国克罗拉多（Colorado）的法尔孔（Falcon）空军基地，它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作；,地面控制部分：,注入站有三个，它们分别位于阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去；,地面控制部分：,监控站有五个，除了主控站外，其它四个分别位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态；,通讯辅助系统： 连接主控站、注入站和监测站。,用户系统：,用于接收GPS卫星发射的信号,天线,接收机,对天线接收的信号进行处理，获取观测值。,微处理机,选择合适的卫星进行观测，以获得最佳几何图形；,输入输出设备,对观测值进行对流层折射改正，电离层折射改正及其它改正；,根据观测值及卫星星历进行平差计算，求得用户所需的三维坐标和速度等；,对整个用户设备进行控制、自检核，并通过输入输出设备和操作人员保持联系。,微处理机,接 收 机,导航型接收机,表示接收机所在的经纬度位置,表示接收机所在的经纬度位置,数字表示被接收信号的卫星编号，黑色柱长短表示信号的强弱。,天线单元,接收单元,测地型GPS接收机,授时接收机,静态定位中， GPS 接收机在捕获和跟踪 GPS 卫星的过程中固定不变，接收机高精度地测量 GPS 信号的传播时间，利用 GPS 卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的三维坐标。,而动态定位则是用GPS 接收机侧定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。载体上的GPS 接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用GPS信号实时地测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）,一、全球定位系统的概述,1、概念,二、全球定位系统的应用领域,1、在军事领域中的应用2、在交通领域中的应用3、在大地测量与制图领域中的应用4、在精确农业中的应用5、在旅游与娱乐领域中的应用,4、原理,2、特点,5、组成,3、发展,二、全球定位系统的应用领域,1、在军事领域中的应用,二、全球定位系统的应用领域,1、在军事领域中的应用2、在交通领域中的应用,接收显示信息,接收显示信息,车载电台发送信息,接收显示信息,车载电台发送信息,监控站调度管理,接收显示信息,车载电台发送信息,监控站调度管理,驾驶员接受调度信息调节行为,实时监控,轨迹回放,自动报警,车辆分布,车载GPS监控管理系统,车辆运行监管调度,车辆运行情况查询,车辆运行数据统计,【阅读指导】,GPS在航海、航空导航中的应用,【阅读指导】,GPS在航海、航空导航中的应用,【阅读指导】,GPS在航海、航空导航中的应用,【阅读指导】,GPS在航海、航空导航中的应用,【阅读指导】,GPS在航海、航空导航中的应用,【阅读指导】,GPS在航海、航空导航中的应用,【阅读指导】,GPS在航海、航空导航中的应用,七嘴八舌：,播放视频：,物流专用GPS（1）,假如你是一家物流公司的老板，你将如何利用GPS对人、车、物来进行有效监控和管理？,七嘴八舌：,假如你是一家物流公司的老板，你将如何利用GPS对人、车、物来进行有效监控和管理？,播放视频：,物流专用GPS（2）,1.下列关于全球定位系统的叙述，不正确的是,( ),B,A. GPS是利用卫星进行导航、定位的系统,B. GPS包括两大部分，即空间部分和地面控制部分,C. GPS卫星星座由24颗卫星组成,D. 野外旅行，只要拥有GPS信号接收机，可随时知道自己所处的经纬度,课堂演练,1999年3月27日，北约部队一架F117A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的一刹那，,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EA6B电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架MH60G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：,飞行员发出的呼救信号是,A. GIS系统信号 B. GPS系统信号C. RS系统信号 D. 以上都不对,( ),B,
