GPS公开课资料.ppt

学习目标 1.GPS概述及特点 2.GPS的系统组成 3 理解GPS的工作原理 4.GPS 的应用 课后练习 提问： 在野外如果迷失了方向，你有哪些方法辨认方向？？ 大家对GPS有哪些了解？？ GPS的概念 即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。写下概念中的关键词。 思考： 通过这个定义我们可以得出其有哪些特点？？ 特点： 1.全球、全天候工作 2.功能多、应用广 3.定位精度高 4.操作简便 5.定位效率高 6.抗干扰性能好、保密性能强 【新闻】 1993年4月，巴勒斯坦解放组织领导人阿里法特的座机在飞行途中不幸遇上风暴，飞机被迫降落于撒哈拉大沙漠里。与其失去联系的解放组织总部使劲浑身解数寻找未果，最后只好求助于美国的侦察卫星。十几个小时候，才找到迫降飞机的准确位置，使阿里法特获救。 思考：GPS是如何实现定位功能呢？？ GPS的组成 空间部分（GPS卫星） 地面控制部分 （地面监控系统） 用户部分 （GPS信号接收机） 提问-GPS系统的组成？ 有多少颗卫星？ 课外链接：全球定位系统视频展示 思考： 通过以上学习，讨论并列举出你们知道的使用全球卫星定位的所有应用。 GPS的应用 A 军事用途 B 民间用途 应用 1.导航功能 2.车辆跟踪功能 3.货物配送路线规划功能 4.信息查询功能 5.话务指挥 6.紧急援助 小结： 1.全球定位系统的概念和特点 2.学习了全球定位系统的组成及原理 3.了解了全球定位系统的应用 练习： 1.下列不属于GPS的特点的是： A 精确度较小 B 高精度 C 自动测量 D 全天候 2.关于GPS,叙述错误的是： A.GPS是利用卫星进行定位、导航的系统，会受到太阳活动、天气、地形的影响。 B.GPS包括三部分：空间部分、地面监控部分、用户部分。 C.GPS卫星星座由工作中的21颗卫星组成。 D.野外旅行时，只要拥有GPS信号接收机，就可以知道自己所处的经纬度。 * * 全球卫星定位系统GPS 全球定位系统的工作原理 虽然GPS系统有着如此神奇的应用，工作原理却不神秘，它的计算基础是大家都熟知的三角计算法则。下面通过一个最简单的例子来说明它的计算过程： 某人在一个陌生城市迷路了，只好向别人问路，被告知此地距甲地625英里，由此推测该人可能在以甲地为圆心，以625英里为半径的圆周上的任何一点， 可是究竟是哪一点却不得而知。只好再次询问，得知此地同时距乙地650英里，综合这两条信息，范围被缩小到相交的小区域。 第三次询问得知该处距丙地615英里，这时便能很清楚地知道自己的所在位置。由此看来根据三角计算法则，只要知道某未知地距其他三个已知地的距离，就可以推算处该处精确的二维位置，再加上一个空间高度的已知值便能很容易确定它在三维空间的位置。 GPS之所以能够定位导航，是因为每台GPS接收机无论在任何时刻、在地球上任何位置都可以同时接收到最少4颗GPS卫星发送的空间轨道信息。 GPS工作卫星及定位星座： 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记做(21+3)GPS星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角度为55度，各个轨道平面之间相距60度，即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度，轨道平面的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗，最多可以见到11颗。 GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。主控站设在美国本土科罗拉多。 主控站的任务是搜集、处理本站和监测站收到的全部资料，计算出每颗卫星的星历和GPS时间系统，将预测的卫星星历、钟差、状态数据以及大气传播改正编制成导航电文传送到注入站。 地面监控系统1 五个监测站均用GPS信号接收机对每颗可见卫星每6分钟进行一次伪距测量和积分多普勒观测，采集气象要素等数据。在主控站的遥控下自动采集定轨数据并进行各项改正，每15分钟平滑一次观测数据，依此推算出每2分钟间隔的观测值，然后将数据发送给主控站。 地面监控系统2 GPS信号接收机 GPS信号接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。 美国海军核潜艇 配备GPS的士兵 GPS导航的舰载飞弹 配备GP