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GPS定位原理与应用 [教案] 第一章 绪论 第一章 绪论 [一]教学目的与要求： 引出GPS 的概念——星基无线导航定位系统。 结合导航定位技术的发展，介绍GPS 定位技术的发展。 介绍与GPS 类似的其他GNSS 系统：GLONASS，Galileo，BD。 介绍GPS 系统的三个组成部分及工作。 结合实际谈GPS 的功能，特点和应用。 [二]教学重难点： 使学生对GPS 建立的初步的感性认识，对本专业的意义； 重点在于GPS 系统的组成，概况。 [教学内容] 第一节GPS 定位技术的发展 引言： 美国对伊战争中使用最多的杀手锏是“精确制导武器”，而精确制导武器离不开卫星的侦察和定 位作用。美军空袭几乎全部使用GPS 辅助制导的精确制导武器，使美军可以在夜晚和沙尘暴气象条件 下对伊拉克发起攻击。 美英联军的“自相残杀”时有发生，如美国巡航导弹落在土耳其东南部，“爱国者”击落英军“旋 风”战斗机，军事专家分析原因：除了技术欠缺，训练不足，地形不得等，还有：敌军破坏，故意干 扰。布什致电普京，指责俄罗斯公司向伊拉克出售了GPS 干扰装置，两个大国的总统为此交涉，足见 对GPS 的重视。 一、 GPS 是什么？ GPS ― Global Positioning System 全球定位系统 The navigation satellite timing and range system 概念：GPS 是美国研制的新一代卫星导航定位系统，可向全球用户提供连续、实时、高精度的三 维位置，三维速度和时间信息（PVT）。 说明：＊“卫星导航定位系统”――用卫星发送的导航定位信号，以卫星作为动态已知点，实时 测定运动载体行进的位置和速度，引导运动载体安全而经济地到达目的地。 ＊ GPS 被认为是美国导航现代化的标志。 ＊ 被称为是继“阿波罗登月计划”和“航天飞机”计划之后和第三大空间工程。 ＊ GPS 是美国国防部为了满足军事上对海、陆、空的设施进行高精度的导航和定位而设 计并建成的。 ＊ 随着GPS 定位技术的发展，它正日益广泛地用于测绘、导航、天文、通讯、交通和其 它许多领域，特别，GPS 在测绘领域的应用促进了GPS 技术的完善，GPS 技术也使我们 的测绘学科发生的巨大的变革，它正成为测绘学科中至关重要和必不可少的内容。 （为了进一步理解GPS，我们从导航技术的发展来看GPS 的发展。） 二、 GPS 技术的发展 1、最古老、最简单的导航方法是星历导航，人类通过观察星座的位置变化来确定自己的方位。 2、最早的导航仪是中国人发明的指南针，几个世纪以来经过不断的改进而变得越来越精密，并 一直为人类广泛应用。 3、最早的航海表是英国人Jonh.Harrison 经过47 年的艰苦工作于1761 年发明，在其随后的两 个世纪，人类通过综合地利用星历知识、指南针和航海表来进行导航定位。 4、进入20 世纪以后，人类逐渐发现/发明了许多新的定位技术。 （1） 海员通过测量船体的速度增量并进行外推来确定自己的位置。 （2） 随后人们发明了惯性导航技术，通过对加速度计记录的载体加速度进行积分来确定位置。 （3） 由于二十世纪电子技术和电磁波技术的发展为新型导航技术提供基础，人们从被动的利 用宇宙中的参照物（星体）扩大到主动建立利用人为参照物。 a、首先是地基电子导航系统的产生，标志着人类从此进入电子导航时代，由在世界各地适当 地点建立的无线电参考站组成，接收机通过接收这些参考站发射的无线电电波并由此计算 接收机到发射站的距离来确定自己的位置。使用二战，约有100 种，如Loran C。 缺点：参考站建在地面上，作用范围小。 b、 1957.10 世界上第一颗人造卫星成功发射，使电子导航技术进入一个新时代。 c、 1958.12 美国着手建立为军用舰艇导航服务的卫星系统，即“海军导航卫星系统