4.4《全球定位系统和交通运输》.docVIP

单元活动 全球定位系统与交通运输 【教学目标】 知识目标：了解GPS的构成了解GPS的应用了解GPS手持机的使用掌握GPS的概念原理能力目标：学会使用GPS手持机看懂其显示的信息培养学生的实践探险能力能够科学有效地运用GPSGPS的应用领域 【教学难点】 GPS工作原理；GPS手持机 PPT演示 教师讲授，学生操作。 【教学过程】 〖引入新课〗 1957年10月世界上第一颗人造地球卫星的发射成功标志着空间科技的发展跨入了一个崭新的时代随着人造地球卫星的不断发射利用卫星定位测量已成为现实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 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世纪三大航天工程全球定位系统的构成 出示投影片PPT1：GPS卫星空间GPS系统GPS地面监控站示意图(根据内容逐一展示)讲课 GPS的全称是授时与测距导航系统-全球定位系统(navigation system timing and ranging-global positioning system)。 它主要由三大子系统构成空间卫星系统地面监控系统用户设备系统我们来逐一介绍(1)空间卫星系统作为空间部分由均匀分布在6个轨道平面上的24颗高轨道工作卫星构成，各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55轨道平面间距60在每一轨道平面内，各卫星升交角距差90任一轨道上的卫星比西边相邻轨道上的相应卫星超前30事实上空间卫星系统的卫星数量要超过24颗以便及时更换老化或损坏的卫星，保障系统正常工作。该卫星系统能够保证在地球的任一地点向使用者提供4颗以上可视卫星GPS工作卫星组网保障全球任一时刻，任一地点都可对4颗以上的卫星进行观测(最多可达11颗)，实现连续，实时地导航和定位 看GPS卫星图，它的两侧有两块双叶太阳能板，能自动双向定位，以保证卫星正常工作用电。 (2)地面支撑系统作为地面监控部分，由均匀分布在美国本土和三大洋的美军基地上的一个主控站，五个监测站和三个信息注入站构成。 主控站位于美国科罗拉多的斯平士(Colorado Springs)的联合空间执行中心(CSOC)，三个注入站分别设在大西洋，印度洋和太平洋的三个美国军事基地上，即大西洋的阿松森(Ascension)岛，印度洋的狄哥(Diego Garcia)和太平洋的卡瓦加兰(Kwajalein)，五个监测站设在主控站和三个注入站以及夏威夷岛。 主控站是根据各监控站提供的GPS卫星观测数据，卫星工作状态数据，各监测站和注入站自身的工作状态数据。根据这些数据，完成各项工作：如及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站；控制和协调监测站间，注入站间的工作，检验注入卫星的导航电文是否正确以及卫星是否将导航电文发给了GPS用户系统；诊断卫星工作状态，改变偏离轨道的卫星位置及姿态，调整备用卫星取代失效卫星。 监测站是用GPS接收系统测量每颗卫星的伪距和距离差，采集气象数据，并将观测数据传送给主控点，5个监控站均为无人守值的数据采集中心。 信息注入站 接受主控站送达的各卫星导航电文并将之注入飞越其上空的每颗卫星。 (3)用户设备系统主要由GPS卫星接收机和GPS数据处理软件等组成。它接受GPS卫星发射的信号，经数据处理完成定位和导航功能。 它的定位原理并不复杂。工作卫星不间断的发送自身的星历参数和时间信息，GPS用户则用接收机接收这些信息，经过计算便可以求出自身所在地点的三维方向以及运动的速度和时间信息等。 目前生产了各类接收机，越来越方便使用和携带。我们将在第三部分来介绍如何使用手持GPS接收机，也就是GPS手持机。 转承 由GPS的定位不受天气等因素的影响，所以其有着极大的优越性，其应用领域也是越来越广泛，拓展到各行各业中来了，下面来介绍GPS的应用领域 二GPS的应用 GPS现在主要是用来定位导航和测量。 在军事上GPS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。 还扩展到成为目前精确制导武器复合制导的一种重要技术手段。例如：未配置GPS制导系统之前，美军的BGM-109C战斧巡航导弹的圆概论误差约为9米；在其惯性+地形匹配制导系统中加入GPS后，其误差降至3米，制导精度大大提高。 转承 后来，GPS又开始发展到民用上。民用的GPS主要用于交通车辆导航管理航空器的定位以及导航，以及大地测量野外勘测紧急求援旅游探险农业监控生态研究等方面。 下面我们主要看看GPS在交通上的应用和在旅游探险中的应用。 在交通上的应用，航海是GPS导航应用的最大用户，现在很难