在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行员：“你 知道去轰炸哪个城市吗？”飞行员回答：“不知道。”“那你怎么去轰炸呢？”“容易，上级给我一个坐标，我按计算机的指引， 投下采用GPS导航的炸弹掉头就走，跟我玩游戏机没 啥两样。”这个例子是现代战争中引用GPS系统的典型案例 。我们反对战争，但要想能更好的维护世界和平，我们 也需要了解GPS全球定位系统这种现代地理信息 技术。一、全球定位系统(GPS)具有海陆空进行全方位 、实时三维导航与定位 功能的新一带卫星导航 与定位系统。通俗地说：利用卫星，在 全球范围内适时进行导航 、定位的系统1.概念：三边测量术原理假如你在野外迷了路，为了 确定你所处的位置，你向一个路 人询问，他告诉你这里离王家村 10千米。你于是打开地图，找到 王家村，以它为圆心，按比例尺 在地图上画一个半径相当于10千 米的圆（图）。然后你又遇到了另外一个路 人，他告诉你距离李家村15千米 。你按同样的方法，绘制第二个 圆（图）。现在，你得到了两 个交点，你必定处在其中一个点 的位置。这时，你向第三个人打听到，这里距离张家村10千米。 当你把这个圆在地图上画好后，你的位置也就一目了然了（图） 。这就是三边测量术的原理。2.原理：如图GPS接收机接收GPS卫星A、B、C传来的信号，“绘 制”3个巨大的球体。3个球体会交于两点，其中那个与地 球表面相交的点就是这台GPS接收机所处的位置，然后通 过计算得到该接收机所处的经纬度。卫星D测量GPS接收机 所在的高程。GPS定位原理GPS的定位原理与 “三边测量术”原 理相似。不同的是 3颗卫星代替了3个 村子，地图上平面 的圆变成了三维的 球面。3.组成：（1）24颗卫星星座空间部分 请思考：读 右图，相 邻两个GPS 星座卫星轨 道平面之间 的夹角是多 少度?( ) 每个卫星 轨道上各有 几颗卫星?它 们两两相隔 多少度? ()60度4颗，90度思考：（3）利用GPS定位时，地面上任何一点，在任一时刻， 地面上空至少要有几颗卫星？A、1颗 B、2颗 C、3颗 D、4颗（4）无论是在飞机或汽车上，还是在野外旅行考察， 只要拥有手机大小的GPS信号接受机，你就能随时知道 自己所在地的：A、季节 B、天气 C、地理坐标 D、气候DC（2）1个主控站 3个注入站 5个监控站地面控制GPS 信 号 接 收 机类类型导导航接收机测测地接收机授时时接收机应应用用于运动载动载 体的导导 航，分为车载为车载 型、 航海型、航空型和 星载载型用于精密大地 测测量用于天文台及 无线电线电 通讯讯特点能够实时给够实时给 出载载 体的位置和速度， 价格便宜，应应用广 泛定位精度高， 仪仪器结结构复杂杂 ，价格较贵较贵利用GPS卫卫星 提供的高精度 时间进时间进 行授时时（3）用户设备空间 部分地面 监控 系统用户 设备 部分全球定位系统由24颗卫星组成（其 中3颗备用），分布 在6个轨道平面上。主要是GPS接收机提供与定位 相关的参数 和时间信息主要用于监测和 控制卫星及其各 种设备的运行可以确定接 收机所在点 的位置、速 度、到航路 终点的距离 和航向等信 息3.组成：（2）地面监控系统对卫星进行监测和调控。4.工作过程：（1）向GPS卫星发送导航定位信号（3）用户系统接受GPS卫星发射的信号后进 行导航、定位。全球定位系统的特点 (1)全球，全天候工作。 (2)能为用户提供连续、实时的三维位置、 三维速度和精密时间，不受天气的影响。 (3)定位精度高：单机定位精度优于10米， 采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。 (4)功能多，应用广：随着人们对GPS认识 的加深，GPS不仅在测量、导航、测速、测 时等方面取得更广泛的应用而且其应用领 域不断扩大。应应用领领域性能优优点功能手持型GPS 接受机多为为 导导航使用夜晶显显示，导导 航画面清晰， 配有背景灯， 方便夜间间操作 ，功能齐齐全不需要地面 设备设备 ，只要 收到卫卫星信 号，就能快 速定位，不 受天气、行 政区域的限 制能够计够计 算当地的国 际标际标 准时间时间 ，处处于 运动动状态还态还 能指出 正北方，并将经过经过 的地点、路线记录线记录 下来，方便返回时时 用；计计算两点的距 离，实现实现 坐标标系之 间间的相互转换转换 ；计计 算日出、日落时间时间手持型GPS接收机（P98阅读）中国“北斗”卫星（P97活动） 美国最早、最成熟 俄罗斯GLONASS 欧洲“伽利略”计划 日本准天顶卫星导航系统 澳大利亚LOCATA 全球定位系统是美国从本世纪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%。 在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗” 飞船登月,航天飞机升空,共同给列为20世 纪“三大航天工程” 二、接收机信号的解读与操作表示接收 机所在的经 纬度位置数字表示被接收信号的卫星编号， 黑色柱长短表示信号的强弱。卫星分布图描绘 卫星分布图描绘 了在你处位置（圆了在你处位置（圆 心）仰望天空能搜心）仰望天空能搜 索到的卫星，大圆索到的卫星，大圆 表示地平线，小圆表示地平线，小圆 为抬以为抬以4545角仰望角仰望 天空的范围，越靠天空的范围，越靠 近中心，卫星信号近中心，卫星信号 越强。越强。它能够实时测量“四度”： 经度、纬度、高度、速度1、定位:2、导航:我现在在哪里？我要去哪里？如何去？二、全球定位系统与定位导航军事、交通、邮电、地矿、建筑 、农业、气象、土地管理、金融 、测绘、救援、公安等。3、作用:4、应用:1.GPS在军事上 的应用军事是GPS技术最 早的应用领域,主要是 为各种军事活动提供定 位导航.在现代战争中 ，不仅陆、海、空三军 ，而且许多高科技武器 弹药等，也都开始采用 GPS技术进行定位导航 。伊拉克战争中GPS制导 武器占有很大的比重.海湾战争中美军几乎所有的坦克、装甲车、飞机、舰 船、各级指挥部和陆军小分队都装备了GPS接收机，总数 超过5万部。在轨的16颗GPS卫星，每天可提供19小时的三 维数据，精度10 - 16米，测速精度0 .1米 / 秒。2.民用GPS主要用于交通车辆导航管理、航空器定位及导航， 以及地震监测、紧急求援、旅游探险、农业监测、生态 研究等方面。 GPS地面形变分析技术在我 国98年抗洪救灾工作中发挥 了极其重要的作用。【 阅读指导 】 车载 GPS 的功用信息接收信息发发射应应用领领域通过车载 GPS, 可以在显示屏 上及时查看车 辆所在的经纬 度、运行轨迹、 速度、行进方 向等车载电台把定 位信息发送给 监控中心，在 电子地图上 显 示出来，可对 车辆进行调度 指挥城市公共汽车 调度管理，旅 游区车辆报警 与调度，海关、 公安、海防等 部门对车辆的 调度与监控3、测量方面本次测量除采用1975年时的传统测量方法外，还采 取GPS测量系统。珠穆朗玛峰高度最新测量结果为 8844.43米 参数：珠穆朗玛峰峰顶岩石面高 程测量精度0.21米；峰顶冰雪深 度3.50米。 原1975年公布的珠峰高程数据停 止使用。2005年10月9日上午10时，国家 测绘局局长陈邦柱宣布珠穆朗 玛峰高度最新测量结果：地处北回归线以北5，在崇山峻岭之间，幽深而绵长 地躺卧着一条“巨龙”世界上最深和最长的峡谷，1998 年10月，中国国务院正式批准将这一世界最大峡谷科学地 定名为雅鲁藏布大峡谷。 其峡谷核心河段平均深度为5000米，最深处达5382米 ，峡谷长496.3千米，远远超过了此前认为是世界第一的秘 鲁科尔卡大峡谷（深3200米）。雅鲁藏布大峡谷最窄处为 74米 ，一般宽在80至200米之间。 世界上最大的峡谷美国科罗拉多大峡谷,也是地球 上自然界7大奇景之一。 该大峡谷全长347千米,宽6至29千 米,深1600米,位于美国西部亚利桑那州北部的凯巴布高原 。雅鲁藏布江大峡谷的基本特点可以用十个字来概括： 高、壮、深、润、幽、长、险、低、奇、秀。 通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生 事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图可显示求助 信息和报警目标，规划出最优援助方案，并以报警声、光 提醒值班人员进行应急处理。 4、紧急援助案例：2005年8月10日傍晚六点左右，飞达GPS监控中心接到要求查 询粤S4HXXX车辆位置的电话，原来驾驶该车辆的赵先生当天下午 被一伙歹徒劫持了，这伙歹徒打电话给赵先生的亲人勒索金钱，飞 达监控中心迅速查出该车辆停放在惠州市惠环镇离莞惠公路约100米 的地方，并将情况通知了公司的负责人。傍晚七点半，飞达公司人 员到达现场，利用先进的专用设备，很快发现该车辆，为了不打草 惊蛇，指示监控中心将车辆断油断电。后来，在当地警察的大力追 捕下，将一名探听虚实的贼抓获。警察根据他提供的指示很快找回 了被劫持了的赵先生，人和车都完好无损。经审讯，该团伙共有八 人，专门伺机对东莞的车主进行绑架勒索，已多次作案，想不到这 次栽在卫星定位手里。在2006年的“五一”黄金周，12位北京户外运动爱好者 在内蒙古库布其沙漠进行徒步穿越时被困，其中一位队员 不幸遇难。由于遇险地点位于沙漠深处，给搜救工作带来 很大困难。所幸的是探险队员们随身带了GPS全球卫星定 位手持机，通过GPS定位准确地向救援人员报告了遇险地 点的经纬度坐标，救援人员也通过GPS定位，在茫茫沙漠 中找到了被困队员。这次意外，让更多人知道了GPS这个 名词。如果没有GPS，在没有向导的情况下，这样的沙漠 穿越与救援几乎是不可想象的。在旅游及野外考察中的应用 在旅游及野外考察中，比如到风景秀丽的地区去旅游，到 原始大森林、雪山峡谷或者大沙漠地区去进行野外考察， GPS接收机是你最忠实的向导。可以随时知道你所在的位 置及行走速度和方向， 使你不会迷失路途。5、农业方面（1）精准农业耕作利用GPS技术，配合遥感技术（RS）和地理信息系统 （GIS），能够做到监测农作物产量分布、 土壤成分和性 质分布、做到合理施肥、播种和喷洒农药，节约费用、降 低成本、达到增加产量提高效益 的目的。利用差分GPS技 术可以做到：土壤养分分布调查 、 监测作物产量 、合理 施肥，精确农业管理。在作物生长期的管理中，利用遥感图象并结合GPS可 绘出作物色彩变化图。利用GPS定位采集一定数量 的土壤 及作物样品进行分析，可以绘制出作物生长的不同时期的 土壤含量的系列分布图。 这样可以做到精确地对作物生 长进行管理。5、农业方面（2）在林业管理方面的应用 GPS技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐木材 面积，确定原始森林、道路位置， 对森林火灾周边测量 ，寻找水源和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要 的作用。 在森林中进行常规测量相当困难，而GPS定位技 术可以发挥它的优越性，精确测定森林位置 和面积，绘 制精确的森林分布图。 （3）GPS技术用于森林防火 它是在飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机， 使 用这些机载设备来确定火灾位置，并迅速向地面站报告。（4）鱼群定位精确的农业航空导航专业精准农业野外数据采集软精确自动导航、 自动驾驶辅助系统专业的农业平行收割、播种选项6、休闲娱乐把全球定位系统（Global Positioning System - GPS）比喻成八爪鱼，是因为它所触及的行业相当广 泛，非“八爪”以蔽之，可以说人类的想像力有多宽， 其应用就有多广。目前掌上型导航接收机已经问世。 可望不久会生产出手表式的GPS导航接收机。携带和 使用就更方便。可以说，GPS的应用将进入人们的日 常生活，其应用前景非常广阔。GPS的应用，也许仅 受人们的想像力制约。 【 阅读指导 】 GPS