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全球定位系统的应用 第三章地理信息技术应用 第一节全球定位系统的应用 教学目的： 了解 GPS原理 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 、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： 1999 年科索沃战争中大量使用。 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