1、第三节 全球定位系统及其应用 教学目的： 1.了解 GPS 原理。 2.了解 GPS 在各个部门中的应用。 重点与难点： GPS 应用 教学过程： 地理信息技术是现代地理科学研究的主要技术手段之一，包括：GPS、RS 、GIS ，三者的 结合即为数字地球。 问题你对 GPS 了解多少？ GPS 定位原理是什么呢？阅读探索活动。 实际上三颗 卫星即可实现定位，但为了提高精度，减少误差，一般要求四颗，用于定位的 四颗卫星即为定位星座。 一、全球定位系统 1、介绍：GPS，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
2、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%，它能够实时测量“ 四度 ”：经度、纬度、高度、速 度。 2、组成： （1）空间部分：使用 24 颗高度约 2.02 万千米的卫星组成卫星星座。21+3 颗卫星均为近 圆形轨道，运行周期约为 11 小时 58 分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗） ，轨道倾角 为 55 度。卫 星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并 能保持良好定位解算精度的几何图形。这就提供了在时间上连续的全球导航能力 （2）地面监控部分包括四个监控 间、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有 GPS 用 户接收机、原子
3、钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的 主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。 主控站主要任务是收集各监控站对 GPS 卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗 GPS 卫星的轨道和时钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫 星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗 GPS 卫星每 天进行一次。 （3）用户设备：GPS 接收机。 P78 和 P80 图。 二、GPS 应用： 1、特点：全天候、高精度（民用码：利用差分技术，可以得到小于 5 米的精度） 、自动测 量、实时性 2、
4、功能： （1）定位： （2）导航：是一个技术门类的总称，它是引导飞机、船舶、以及个人安全、准确地沿着选 定的路线，准时到达目的地的一种手 段。 导航的基本功能是回答三个问题： 我现在在哪里？我要去哪里？如何去？ 3、具体应用：定位与导航。 问题你了解哪些应用？或者根据其定位与导航功能你能想到有哪些应用？ 军事：科伊拉克战争中大量使用。 后方司令部可通过全球定位系统，时刻掌握在前线的特种部队的位置。队员一旦面临危险， 立刻派出救援部队，在空中待命的导弹输入数据 ，就可对敌方进行精度达 10M 的轰炸 测绘：有哪些优势？有哪些具体应用领域？ 交通：关键 是导航 救援：关键是定位农业：精准农业耕作：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？ 娱乐： 案例研究：问题：反映了哪些用途？为什么能够 粗准地飞行？ 板书设计： 教后感
