全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用教案

時(shí)間：2024-05-14 04:17:43

全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用教案

全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用教案

　　目的：

　　1.了解GPS原理。

　　2.了解GPS在各個(gè)部門中的應(yīng)用。

　　重點(diǎn)與難點(diǎn)：

　　GPS應(yīng)用

　　過(guò)程：

　　地理信息技術(shù)是現(xiàn)代地理科學(xué)研究的主要技術(shù)手段之一，包括：GPS、RS、GIS，三者的結(jié)合即為數(shù)字地球。

　　[問(wèn)題]你對(duì)GPS了解多少？

　　GPS定位原理是什么呢？[閱讀]探索活動(dòng)。

　　實(shí)際上三顆衛(wèi)星即可實(shí)現(xiàn)定位，但為了提高精度，減少誤差，一般要求四顆，用于定位的四顆衛(wèi)星即為定位星座。

　　一、全球定位系統(tǒng)

　　1、介紹：GPS，美國(guó)從本世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。目前的全球覆蓋率為98%，它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。

　　2、組成：

　　（1）空間部分：使用24顆高度約2.02萬(wàn)千米的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。21+3顆衛(wèi)星均為近圓形軌道，運(yùn)行周期約為11小時(shí)58分，分布在六個(gè)軌道面上（每軌道面四顆），軌道傾角為55度。衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方，任何時(shí)間都可觀測(cè)到四顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖形。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α?/p>

　　（2）地面監(jiān)控部分包括四個(gè)監(jiān)控間、一個(gè)上行注入站和一個(gè)主控站。監(jiān)控站設(shè)有GPS用戶接收機(jī)、原子鐘、收集當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)的傳感器和進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理的計(jì)算機(jī)。監(jiān)控站的主要任務(wù)是取得衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)傳送至主控站。主控站設(shè)在范登堡空軍基地。主控站主要任務(wù)是收集各監(jiān)控站對(duì)GPS衛(wèi)星的全部觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算每顆GPS衛(wèi)星的軌道和時(shí)鐘改正值。上行注入站也設(shè)在范登堡空軍基地。它的任務(wù)主要是在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時(shí)把這類導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站的指令注入到衛(wèi)星。這種注入對(duì)每顆GPS衛(wèi)星每天進(jìn)行一次。

　　（3）用戶設(shè)備：GPS接收機(jī)。

　　P78和P80圖。

　　二、GPS應(yīng)用：

　　1、特點(diǎn)：全天候、高精度（民用碼：利用差分技術(shù)，可以得到小于5米的精度）、自動(dòng)測(cè)量、實(shí)時(shí)性。

　　2、功能：

　　（1）定位：

　　（2）導(dǎo)航：是一個(gè)技術(shù)門類的總稱，它是引導(dǎo)飛機(jī)、船舶、以及個(gè)人安全、準(zhǔn)確地沿著選定的路線，準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地的一種手段。

　　導(dǎo)航的基本功能是回答三個(gè)問(wèn)題：

　　我現(xiàn)在在哪里？我要去哪里？如何去？

　　3、具體應(yīng)用：定位與導(dǎo)航。

　　[問(wèn)題]你了解哪些應(yīng)用？或者根據(jù)其定位與導(dǎo)航功能你能想到有哪些應(yīng)用？

　　軍事：科伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中大量使用。