前面的话.ppt

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1、前面的话前面的话振兴民族的希望在教育，振兴教育的希望在教师。教师是一种专门化的职业，它有自己的理想追求、有自身的理论武装、有自觉的职业规范和高度成熟的技能技巧。教师不仅需要知道传授什么知识，而且需要怎样传授知识，知道针对不同学生采取不同的教学策略。-摘自新世纪教师教育丛书 NJNU献献给给年年轻轻的的朋朋友友前面的话前面的话我将以编写高中地理新教材中的关于全球定位系统章节为案例，介绍地理学3S技术中的GPS，与大港中学的同学们分享我的故事。NJNU献献给给年年轻轻的的朋朋友友从全球定位系统技术说开从全球定位系统技术说开教务处教务处 周春林周春林 NJNU献献给给年年轻轻的的朋朋友友内容提要一、

2、GPS技术 二、GPS应用 三、讨论与交流 NJNU内容提要案例1 1995995年年6 6月月，美美国国F-16F-16战战斗斗机机飞飞行行员员上上尉尉斯斯哥哥特特欧欧格格拉拉第第在在从从波波斯斯尼尼亚亚-黑黑塞塞哥哥维维那那的的塞塞族族人人控控制制区区获获救救之之后后登登上上了了位位于于亚亚德德里里亚亚海海的的美美国国KearsargeKearsarge号号舰舰艇艇的的甲甲板板。美美国国海海军军通通过过隐隐藏藏在在他他救救生生衣衣上上的的GPSGPS接接收收装装置置确确定定了了他他的的位位置置，从从而而成成功功地地营营救救出出这这名名已已失踪四天的失事飞机的飞行员。失踪四天的失事飞机的飞行

3、员。NJNUGPS技术传统的导航定位系统在漫长的生产实践和科学实践中，尤其是航海和天文学的发展，推进了导航技术的发展，人类相继发明了一些导航仪器与系统：然而，由于其定位精度、导航作用范围，以及易受环境气候等限制，这些导航系统还不能完全满足需要。尤其在20世纪末，出现洲际弹道导弹这类远程打击武器，为了能准确击中目标，就迫切需要一种全球精确定位系统。NJNUGPS技术磁罗盘、六分仪、无线定位导航系统和惯性导航系统磁罗盘、六分仪、无线定位导航系统和惯性导航系统全球定位系统出于军事上的需要，从1973年开始，美国国防部在该部门原先所有有关卫星的实验基础之上，历时20年，耗资200多亿美元，于1993年

4、全面建成一种全新的高精度授时导航定位系统。它就是被人们称为20世纪90年代人类最伟大的100项重大科技成就之一全球定位系统（GPS）。GPS全称为授时与测距导航系统全球定位系统（Navigation System Timing and Ranging-Global Positioning System），它是具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代无线电导航与定位系统，是美国20世纪继阿波罗登月飞船、航天飞机以后的第三个大型航天工程，是当今世界航天航空技术、无线电通讯技术和计算机技术的综合结晶。NJNUGPS技术GPS的构成 系统构成 空间卫星系统 地面监控系统 用户设备系统

5、NJNUGPS技术GPS手持机GPS的构成 空间卫星系统 21颗工作卫星，3颗备用卫星。24颗卫星分布在6个轨道平面上，每个轨道4颗卫星。空间卫星系统能够保证地面上任何地点任何时间都可观测到4颗以上的卫星。GPS卫星在半径为26560千米的近圆形轨道上运行，运行周期为11小时58分钟，由星载高精度原子钟控制无线电发射机发射两种载波，向全球的用户接收系统连续地播发GPS导航信号。工作卫星以两种频率发送导航信号，导航信号采用P码和C/A码调制，其中，P码为精确码，美国为了自身的利益，只供美国军方、政府机关以及得到美国政府批准的民用用户使用；C/A码为粗码，向民间开放，其定位和时间精度均低于P码，目

6、前全世界的民用客户均可不受限制地免费使用。NJNUGPS技术GPS的构成 地面监控系统 1个主控站，5个监控站，3个注入站，它们均匀分布在美国本土和三大洋的美军基地上主控站对地面监控系统进行全面控制。它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作；另外，主控站也具有监控站的功能。监控站是无人守值的数据采集中心，监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等

7、注入到卫星中去。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次。NJNUGPS技术GPS的构成 NJNUGPS技术地面控制系统分布示意图主控站一个，位于美国克罗拉多（Colorado）的法尔孔（Falcon）空军基地监控站五个，除了主控站外，其它四个分别位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein）*注入站三个，分别位于阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein）GPS的构成 用户设备系统 接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导

8、航和定位工作。用户接收系统主要由以无线电传感和计算机技术支撑的GPS卫星接收机和GPS数据处理软件构成。NJNUGPS技术GPS定位原理 卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、方向及运动速度和时间信息。由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。NJNUGPS技术GP

9、S定位原理 NJNUGPS技术X卫星1卫星2卫星3卫星4（x1,y1,z1）（x2,y2,z2）（x3,y3,z3）（x4,y4,z4）ZY(0,0,0)t0为各卫星时间t为接收机时间d为接收机与卫星间的距离c为常量（光速）（x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2+c2(t-t01)=d12（x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2+c2(t-t02)=d22（x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2+c2(t-t03)=d32（x4-x)2+(y4-y)2+(z4-z)2+c2(t-t04)=d42求解未知数（x,y,z,t）定位定时SA政策政策内容提要一、一、GPS技术GPS

10、应用三、讨论与交流 NJNU内容提要GPS的应用GPS主要应用领域GPS在军事领域的作用GPS在农业领域中的应用 NJNUGPS应用GPS主要应用领域测测绘绘：GPS作为测量工具除了遮蔽物的限制外，几乎不受地形的影响，精度也相当高。地理学家在珠穆朗玛峰附近选定的地点建立GPS接收器，测量世界最高峰每年的隆起情况，这种测量在GPS出现之前是无法做到的。NJNUGPS应用导航定位导航定位：飞机、船舶、汽车都能用GPS做精确的导航。飞机和船舶的应用已经相当普及，汽车由于GPS在地表的接收要受到遮蔽物或其他干扰，因此需要更多的误差校正。紧急搜救：GPS精确的定位配合无线电传输，可以将受难人员所处位置的

11、坐标传回控制中心，搜救者可以利用这些资料，直接赶往意外发生地进行救助。NJNUGPS应用指挥监控：货运、救护、消防、警务，甚至保险业，都可用GPS做追踪监控、指挥调度工作。只需利用GPS将位置传回控制中心，便可以准确掌握车辆的派遣情况对于调度监控非常方便。GPS主要应用领域GPS主要应用领域动物保护：GPS可用来追踪动物的迁徙、活动范围，让研究人员进一步了解生态情形。NJNUGPS应用其它：军事、农业、旅游、地矿等GPS在军事领域中的应用为部队或单兵提供定位：有了GPS系统后，可以准确地知道自己所处的地理位置。特别是在夜晚，GPS系统可以帮助完成近50%的训练和作战任务，有效降低了误伤率。NJ

12、NUGPS应用在海湾战争中，由于沙漠地带没有树木、花草或道路等常见标识物，因而在沙漠中行动非常困难，外加海湾地区特有的沙尘暴使得部队展开更为艰难。稍有不慎，各作战部队就可能陷于茫茫沙海之中，造成严重的非战斗减员。陆军为此订购了大量的GPS接收机，较好地解决了在沙漠中的定位问题。此外，陆军还利用GPS系统提高了部队协同进攻的安全性。为车辆、飞机、舰艇提供导航：为车辆、飞机、舰艇安装上GPS导航系统后，能够大幅度地提高其作战效能。坦克利用GPS接收机与负责后勤的油柜车、弹药车和修理车及时会合，进行战场加油、加弹、修理，可以延伸其作战半径，增加其作战效能。飞机通过GPS系统，可以在不熟悉的作战环境中

13、找到最便捷的飞行路线。在茫茫的海洋中，舰艇的精确定位和导航一直是一个困难和复杂的问题，有了GPS后，舰艇可以随时知道自己所处的位置，并且非常精确，很好地解决了这一问题。NJNUGPS应用GPS在军事领域中的应用GPS在军事领域中的应用精确制导弹药：采用GPS技术进行制导，以提高制导的精度，并且可以简化制导的过程。NJNUGPS应用MK40舰载导弹的鼻端组装有GPS导航系统如战斧式巡航导弹在海湾战争中一举成名，但在当时，战斧导弹采用的是惯性导航加地形匹配导航技术，即事先将用侦察卫星拍摄的地形图数字化，然后输入导弹的控制系统中，导弹在飞行过程中，将摄像机拍下的地形与已存储的地图进行不断的比较，以修

14、正导弹的飞行轨迹。这种技术在发射前的准备时间长（10小时左右）；并且要有完整的侦察资料（连续的地形图像）。到了“沙漠之狐”行动时，美国再次用战斧导弹袭击巴格达，这时的战斧导弹已经开始采用惯性导航加GPS导航技术，发射准备时间已经降到了20-30分钟，命中精度也有较大的提高。GPS在农业领域中的应用发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，形成所谓的“精准农业耕作”。该方法利用GPS技术，结合遥感技术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。NJNUGPS应用交流：走过的路机遇教师、学校：自己去争取勤奋数学、地理、英语向上中考、高考、考研宽容父母、师生、朋友、社会喜欢自己、也喜欢别人；爱自己、更爱他人 NJNU讨论与交流 NJNU讨论与交流 谢谢各位谢谢各位南京师范大学欢迎您！南京师范大学欢迎您！南京师范大学欢迎您！南京师范大学欢迎您！未来：属于你们