高中地理知識點:全球定位系統(tǒng)(GPS)的應用

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中地理 來源: 高中學習網

全球定位系統(tǒng)的概念 :

全球定位系統(tǒng)(Globalpositioningsystem,簡稱GPS)是具有在海、陸、空進行全方位、實時三維導航與定位功能的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)(CPS)是利用衛(wèi)星星座來獲得地面某點經緯度和高程的系統(tǒng),是當代航天技術、無線電通信技術和計算機技術的結晶。美國國防部為滿足軍事部門對海、陸、空設施進行高精度定位和導航的要求,于1994年建成了以定位、導航衛(wèi)星為依托的全球定位系統(tǒng)。GPS衛(wèi)星所發(fā)射的空間定位信息覆蓋整個地球表面,因此可以對地球表面上的任一點、任一物體進行全天候的精密三維定位和導航。



全球定位系統(tǒng)的特點:

(1)全球,全天候工作。
(2)能為用戶提供連續(xù)、實時的三維位置、三維速度和精密時間,不受天氣的影響。
(3)定位精度高:單機定位精度優(yōu)于10米,采用差分定位,精度可達厘米級和毫米級。
(4)功能多,應用廣:隨著人們對GPS認識的加深,GPS不僅在測量、導航、測速、測時等方面取得更廣泛的應用.而且其應用領域不斷擴大。

全球定位系統(tǒng)的組成 :


(1)GPS衛(wèi)星星座
由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。GPS衛(wèi)星星座記作(2l+3)GPS星座。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平各個軌道平面之間的夾角為60度。
(2)地面監(jiān)控系統(tǒng)
對于導航定位來說,GPS衛(wèi)星是一動態(tài)已知點。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷——描述衛(wèi)星運動及其軌道的參數(shù)算得的。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。
衛(wèi)星上的各種設備是否正常工作以及衛(wèi)星是否一直沿著預定軌道運行,都要由地面設備進行監(jiān)測和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時間標準——GPS時間系統(tǒng)。這就需要地面站監(jiān)測各顆衛(wèi)星的時間求出鐘差。然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星,衛(wèi)星再由導航電文發(fā)給用戶設備。GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。
地面監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)測站—獲取GPS數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)送至主控站。
主控站--控制、調度衛(wèi)星。
注入站—將主控站的改正參數(shù)等注入每顆衛(wèi)星。
(3)GPS信號接收機
組成:GPS衛(wèi)星接收機
GPS數(shù)據(jù)處理軟件
任務:能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號,實時地計算出測站的三維坐標,甚至三維速度和時間。



GPS的應用領域

































應用領域


應用


野外勘測


測繪領域


地形圖測繪、地殼變形測量、大壩和大型建筑物變形監(jiān)測等


資源勘查


GPS為快速、高效地確定資源分布范圍、估算儲量和可開采量提供了技術支持。目前,GPS廣泛應用于海洋資源和陸地資源調查。其中,海洋資源調查包括海洋石油資源調查、海洋生物資源調查等,陸地資源調查包括森林資源調查、草場資源調查、耕地資源調查等


現(xiàn)代交通


汽車出租、物流配送


利用GPS對車輛進行跟蹤、調度管理,選擇最優(yōu)路徑,以最快的速度響應用戶的乘車和送貨要求


海洋航運


利用GPS為遠洋船舶導航,指導船舶進港、離港


民航


利用GPS指導駕駛員精確著陸,科學引導和安排飛機進港、離港,提高機場利用效率


旅游


游客隨身攜帶GPS接收機,可以隨時知道自己所在的位置、行走速度和方向,不會迷失方向。需要在野外宿營時,還可以借助GPS接收機快速找到合適的宿營地,減少不必要的麻煩


科學研究


地質學研究、生物學研究、海洋學研究、全球氣候研究、水文學研究等,都把GPS作為重要的定位手段


軍事


目前,GPS廣泛應用于作戰(zhàn)指揮,緊急搜救,軍用艦船導航,軍用飛機導航,火炮,地空導彈精確制導等領域。在快速、機動、精確的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中,GPS正全方位地發(fā)揮著作用



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