第三节 全球定位系统及其应用教学设计(第二课时)

全球定位系统系统(GPS)及其应用

一、全球定位系统

1、概念：简称 ，是具有在 进行全方位、实时 与 的新一代卫星导航与定位系统。

2、组成： 空间星座（

颗卫星）

地面控制系统（

个 用户系统（

）

主控站，

个注入

站，

个监控站）

二、全球定位系统与定位导航

1、应用领域：GPS的最初设计主要是用于 ，目前已在 、 、 、 ，以及 、 、 、 、 等部门和行业得到广泛应用，而且也逐步深入到我们的日常生活中。科学家们还用它来监测 ，从而帮助预报地震，与GIS和RS结合，为 、 、 服务等。

2、GPS的定位精度

静态导航定位——厘米级甚至 精度

动态定位—— 以内的精度

速度测量—— 级精度

时间测量—— 级精度

3、车载GPS：多应用于 ， 与 ，海关、公安、海防等部门对车辆的调度与监控等。 4、GPS在航海、航空导航中的应用

典型例题

1、关于全球定位系统的说法正确的是

A、全球定位系统只能获得地面某点的经纬度，不能确定其高程

B、全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即空间部分、地面监控系统和用户设备部分

C、全球定位系统具有高精度和自动测量的特点，但是受地形、天气等自然因素影响较大

D、目前GPS主要应用于军事领域

解析：全球定位系统即GPS，它是利用卫星网络来获得地面某点的经纬度和高程的系统。全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即空间部分、地面监控系统和用户设备部分。空间部分由分布在距地面20200千米的6个轨道面上的24颗卫星(其中3颗备用) 组成；地面监控系统主要用于监测和控制卫星上各种设备是否正常工作，以及卫星是否沿预定轨道运行；用户设备部分为GPS接收机。全球定位系统具有全天候、高精度和自动测量的特点，因此它作为先进的测量手段和新的生产力，已经融人了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。目前GPS的主要功能是定位和导航，这在各个应用领域如军事、测量、交通、求援、农业、娱乐等方面都有所体现。

答案： A 2、GPS技术给测绘界带来了一场革命，下列说法不正确的是

1

A、利用GPS技术，测量精度可以达到毫米级的程度

B、与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着测量精度高的优点

C、GPS技术操作简便，仪器体积小，便于携带

D、当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动观测、地籍????测量等领域

解析： GPS技术给测绘界带来了一场革命。利用GPS技术，测量精度可以达到厘米级的程度。与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着巨大的优势：测量精度高；操作简便，仪器体积小，便于携带；全天候操作；信息自动接收、存储，减少了繁琐的中间处理环节。当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动观测、地籍???测量等领域。

答案：A

活动一：阅读课本95页至97页，了解全球定位系统的基本概念。

1. 什么是全球定位系统？其简称什么？

2. 全球定位系统由哪三个部分组成？

活动二：读GPS空间星座图，思考。

1.空间星座由多少颗卫星组成？

2.

GPS导航定位时，可以为用户提供那些信息？全球任何地方至少可以收到几颗GPS卫星的信号？

3. GPS空间星座中24颗卫星均匀分布在几个轨道上？相邻轨道之间夹角有多大？

活动三：阅读课本99页至101页，了解GPS的实际应用。

1. 目前GPS应用领域有哪些？

2. 探讨下面案例，说说车载GPS（下图）的功能有哪些。

案例 GPS车载导航系统主要由主机、显示屏、操作键盘(遥控器)和天线组成。全球全天候适时性的应用，永无盲区，免费的卫星资源让用户随心所欲，畅心使用。它实现了野外勘探、出游的数字化智能导航。车载GPS可提供多种的数据信息，如位置坐标、航行路程、航行时

2

间、方位、偏航方位角、偏航距离、预设报警等。通过硬件和软件做成GPS定位终端用于车辆定位的时候，称为车载GPS，但光有定位还不行，还要把这个定位信息传到报警中心或者车载GPS持有人那里，我们称为第三方。所以GPS定位系统中还包含了GSM网络通讯（手机通讯），通过GSM网络用短信的方式把卫星定位信息发送到第三方。通过微机解读短信电文，在电子地图上显示车辆位置。

3. 在野外考察或旅游中，利用GPS可以随时知道自己的哪些信息？

活动四：阅读以下材料，了解中国的“北斗卫星导航系统”。

中新网西昌2010年6月3日电 中国第四颗北斗导航卫星于2010年6月2日夜间在西昌卫星发射中心由“长征三号丙”运载火箭成功送入太空预定轨道。中国卫星导航系统专项管理办公室负责人表示，目前，中国北斗导航卫星已进入密集发射组网阶段。此前，中国已成功发射了3颗北斗导航卫星，而按照中国北斗卫星导航系统“三步走”发展战略，2012年前将完成其第二步，即北斗卫星导航系统将首先提供覆盖亚太地区的定位、导航、授时和短报文通信服务能力。北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，其建设目标为：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。据介绍，北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星；地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站；用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。北斗卫星导航系统的全球服务包括开放服务和授权服务两种方式：开放服务是向全球免

3

费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒；授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。为使北斗卫星导航系统更好地为全球服务，加强北斗卫星导航系统与其他卫星导航系统之间的兼容与互操作，促进卫星定位、导航、授时服务的全面应用，中国愿意与其他国家合作，共同发展卫星导航事业。

4