全球定位系统(中英对照)

全球定位系统

第一节 GPS的原理概述

一、全球定位系统GPS

GPS(Navigation Satellite Timing and Ranging /Global Position System )，授时与测距导航系统/全球定位系统，简称GPS全球定位系统，是随着现代科学技术的

迅速发展而建立起来的新一代卫

星导航和精密定位系统。GPS全

球定位系统是由美国国防部于

1973年开始组织三军共同研制，

并于1993年基本完成。该系统由

空间星座、地面控制和用户接收

机三部分组成。

（一）全球定位系统组成

1.1 空间星座部分

GPS空间星座部分由24颗

工作卫星和3颗备用卫星组成。

工作卫星分布在6个轨道面内。

图1-1 全球定位系统卫星分布

每个轨道面内分布有3～4颗卫

星，卫星轨道相对于地球赤道面

的倾角为55 ，轨道平均高度为20200公里。卫星运行周期为11小时58分钟。因此，在同一测站每天出现的卫星布局大致相同，只是每天提前4分钟。每颗卫星每天约有5个小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目随时间和地点而异，最少4颗，最多11颗。这样布局可以保证地球上任何时间、任何地点至少可以同时观测到四颗以上的卫星。加之卫星信号的传播和接收不受天气的影响，因此GPS是一个全球性、全天候的连续实时的导航和定位系统。全球定位系统建成后，其工作卫星在空间的分布如图1-1所示。GPS卫星上安装有轻便的原子钟、微处理器、电文存储和信号发射设备，由太阳能电池提供电源，卫星上备有少量燃料，用来调节卫星轨道和姿态，并可在地面监控站的指令下，启动备用卫星。

1.2 地面监控系统

GPS地面监控系统由分布在全球的五个地面站组成。其中1个主控站，3个注入站。五个监控站均为数据自动采集中心，配有双频GPS 接收机、高精度原

子钟、环境数据传感器和计算设备，并为主控站提供各种观测数据。主控站（位于美国科罗拉多）为系统管理和数据处理中心，其主要内容是利用本站和其它监控站的观测数据推算各卫星的星历、卫星钟差和大气延迟修正参数，提供全球定位系统的时间基准，并将这些参数传入注入站，调整偏离轨道的卫星至预定轨道，启用备用卫星代替失效卫星等。注入站将主控站推算和编制的卫星星历、卫星钟差、导航电文和其它控制指令等注入相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。除了主控站外，整个GPS 地面监控系统无人值守，各项工作高度自动化和标准化。

1.3 用户设备部分

用户设备包括GPS 接收机主机、天线、电源和数据处理软件所组成。主机的核心为微电脑、石英振荡器，还有相应的输入、输出接口和设备。在专用软件控制下，主机进行作业卫星选择、数据采集、处理和存储，对整个设备的系统状态进行检查、报警和部分非致命故障的排除，承担整个接收系统的自动管理。天线通常采用全方位型的，以便采集来自各个方位的，任意非负高度角的卫星信号。由于卫星信号微弱，在天线基座中有一个前置放大器，将信号放大后，再用同轴电缆输入主机。电源部分为主机和天线供电，可使用经过整流、稳压后的市电，也可以使用蓄电池。

二、GPS 全球定位系统信号

GPS 卫星发射的是一对相干波21L L 和，波长和频率分别为

f M H Z ,cm

f M H Z ,cm L L L L 11221575421912276024====..λλ

21L L 和作为载波载有两种调制信号，一类为导航信号，另一类为电文信号。导航信号又分为码率为S Mb 023.1，频率为m A C 293/=λ的粗码（C/A 码）和码率为S Mb 23.10，频率为m P 3.291

=λ的精码（P 码）。粗码（C/A 码）信号编码每1m s 重复一次，可以快速捕捉信号，按设计用于粗略定位；精码（P 码）码信号编码每七天重复一次，且各颗卫星不同，结构十分复杂，不易捕捉，但可以用于精确定位。电文信号同时以50bit S 的速率调制在载波L L 12和上，内容包括卫星星历表、各项改正数和卫星工作状态。通过电文信号，接收机可以选择图形最佳的一组信号进行观测，以利于定位数据处理。

第二节 GPS 定位方法

一、 GPS 定位方法分类

（一) 静态定位和动态定位

按GPS 定位方式可分为静态定位和动态定位。

1 静态定位

如果待定点相对于周围的固定点没有可以察觉的运动，或者运动十分缓慢以至于需要几个月或几年才能反映出来，即认为待定点相对于地球坐标系中是固定不动的，这种待定点的坐标确定方法称为静态定位。在静态定位的数学模型中，待定点的位置是作常数来处理的。由于GPS 的“快速解算整周期未知数”技术的出现，静态作业的时间已缩短至几分钟，因此，除了原先的大地测量及地球动力监测方面的应用外，快速的静态定位已广泛地应用到普通测量和工程测量中。

2动态定位

车、船、飞机和航天器运动中，人们往往需要知道它们的实时位置。在这些运动载体上安装GPS 接收机，实时测得GPS 接收信号天线所在的位置，称为GPS 动态定位。如果不仅测得运动载体的实时位置，还测定其运动速度、时间和方位等状态参数，从而引导该物体向预定方位运动，称为导航。GPS 导航实质上也是动态定位。

（二) 绝对定位和相对定位

根据确定GPS 接收机在地球坐标系位置的不同，可分为单机的绝对定位和多机的相对定位，如图2-1。

1 绝对定位

绝对定位是确定独立待定点在地球坐标系中的位置。由于单点绝对定位受接收卫星信号时误差的影响，精度较低。主要用于低精度的动态定位，如船舶、飞机的导航，地质矿产资源的调查研究，海洋捕捞等及确定相对定位时的初始值。

2 相对定位

相对定位是确定同步跟踪相同GPS 信号的若干台接收机之间的相对位置的一种方法。由于采用同步观测，各同步站获得信号的许多误差是相同的或大致相同的（如卫星时钟误差、星历误差、信号的大气传播误差等），可以消除或减弱这些误差，获得很高的相对位置。相对定位中，

信号观测与数据处理比绝对定位图2-1 绝对定位和相对定位

复杂，相对定位获得的是各同步站间的基线向量（三维坐标差），因而至少需要一个观测点为已知点才能求出其余各点的坐标。静态定位和动态定位都可采用相对定位，例如地球变形测量、无地面控制航空摄影测量等。

在动态定位中，常采用“差分”的方法，将一台GPS 接收机置于已知坐标的基准点上，其余接收机安置在运动载体上，所有的接收机同步观测，根据已知控制点的定位结果，将位置改正数实时传给流动站，以提高定位精度。这是一种基于单点定位和相对定位的定位模式。

（三) 伪距法和载波相位法

GPS 卫星定位，根据处理信号的不同，又可以分为伪距法和载波相位法。 1 伪距法

其定位原理简单。定位时，接收机本机振荡产生与卫星发射信号相同的一组测距码（P 码或C/A 码），通过延迟器与接收机收到的信号进行比较，当两组信号彼此完全重合（相关）时，测出本机信号延迟量即为卫星信号的传输时间，加上一系列的改正后乘以光速，得出卫星与天线相位中心的斜距。如果同时观测了四颗（或以上）卫星，即可以按距离交会法算出测站的位置和时钟误差四个未知数。由于测距码的波长米3.29=P λ，米293/=A C λ。以百分之一的码元长度估算测距分辩率，只能分别达到0.3米（P 码）和3米（C/A 码）的测距精度。因此，伪距法的精度是比较低的。

2 载波相位法

是把载波作为量测信号，对载波进行量测，确定卫星信号和接收机参考信号的相位差，推算出相位观测值。然后采用和伪距法原理相同，求出测站的位置和时钟误差等。载波的波长厘米191=L λ，厘米242=L λ，比码元波长要短得多，以

百分之一的码元长度估算测距分辩率，分别达到1.9厘米（P 码）和2.4L 厘米（C/A 码）的测距精度。在大地测量和精密空中三角测量中，为保证高精度，往往采用载波相位相对定位方法，以消除系统误差。

载波相位法测量完整的相位观测值?由几个部分组成：

????φφ=-=+=++S R R N N Int F 00~()() (2-1）

式中：?S 为卫星首次观测S 处的相位，?R 为接收机观测R 处的位置相位；~?为实际相位观测值；N 0为整周期数，也称整周期未知数；Int()φ为t 时刻实际观测值的整数部分，对于首次观测t 0时值为零，其余各次观测中由t 0时刻开始，通过计数器连续计数后累计，称为整周期计数；F R ()φ为实际观测值中的不足整数部分，以很高的精度测定。

二 GPS 定位作业方式

GPS定位主要包括GPS实时（导航）定位、事后处理的动态定位和用于测量的静态（或准动态）相对定位等几种。

1GPS动态定位

GPS实时（导航）定位是要求观测和处理数据在定位的瞬间完成，其主要目的是导航。如前所述，绝对定位（单点定位）受到美国政府实施的“SA”（选择可用性）和“AS”（反电子欺骗）技术的影响，采用民用标准定位服务的GPS 定位水平位置精度为100米左右。因而多数用户采用差分GPS系统（CDGPS和W ADGPS）来提高定位精度。伪距法CDGPS的主站和用户站的作用距离在100公里以内，精度为5～10米。载波相位法CDGPS（也称RTK）的主站和用户站的作用距离在30公里以内，精度为厘米级。而W ADGPS则是大范围内建立多个已知坐标的主站和副站，主站通过数据链从副站接收各类误差源，计算三项改正后通讯传给用户站，伪距法W ADGPS的定位精度约为1～3米，优于CDGPS。并且主站与副站的距离可达1000公里以上。

2事后处理的动态定位

这是一种载波相位的动态定位技术。通常一台接收机安置在地面已知点上，而另一台（或多台）接收机置于高速运动的物体上，各站同步观测，事后根据两者间的载波相位差确定运动物体相对于已知点的位置。其特点是主站与用户站之间无须进行实时数据的传输，两者间的距离也少受限制。但是在高速运动的物体上如何确定整周未知数N0及整周跳变的问题是其技术难点。近年来出现的GPS 动态初始化技术OTF (On the Fly)大大提高了事后处理的动态定位的实用性。它的定位精度可达厘米级。主要适用与低轨道卫星的厘米级的精密星载GPS定位，航空摄影测量、航空重力测量、磁力测量中的确定测量瞬间的空中三维坐标的厘米级的机载GPS定位技术。

3 用于地面测量的静态（或准动态）相对定位

这是一种载波相位的相对定位技术。一般有三种定位模式：

静态相对定位利用两套（及以上）的GPS接收机，分别安置在每条基线的端点上，同步观测四颗以上的卫星0.5～1小时，基线的长度在20公里以内。各基线构成网状的封闭图形，事后经过整体平差处理，其精度可达+?。适用于精度要求较高的国家级大地控制测量、地球形变监测等mm ppm D

51

等。

快速静态相对定位在测区中部选一个基准站，用GPS接收机连续跟踪所有可见卫星，另一台接收机依次到各流动站对5颗以上的卫星同步观测1～2分

钟，各流动站到基准站的基线的长度在15公里以内，构成以基准站为中心的放射图形。事后处理后其精度可达51mm ppm D +?，但是可靠性较差。适用于小范围的控制测量、工程测量和地籍测量等等。

准动态相对定位 在测区内选一个基准站，用GPS 接收机连续跟踪所有可见卫星，另一台接收机首先在起始站点对5颗以上的卫星同步观测1～2分钟，然后保持对所有卫星的连续跟踪的情况下，流动到各观测站观测数秒钟，各流动站到基准站的基线长度在15公里以内。其特点是各流动站必须保持相位锁定。万一出现失锁现象，必须在失锁后站点延长观测时间1～2分钟，以重新确定整周期未知数N 0和整周期计数Int()φ。准动态相对定位基线中误差可达1～2厘米，适合于工程测量、线路测量和地形测量等等。

第三节 GPS 定位技术的应用

一 GPS 在工程技术中应用

对于测绘领域，GPS 卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网，测定全球性的地球动态参数；用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘；用于监测地球板块运动状态和地壳变形；用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段；用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置，实现仅有少量的地面控制或无地面控制的航测快速成图，导致地理信息系统、全球环境遥感监测的技术革命。

在大地测量方面，利用GPS 技术开展国际联测，建立全球性的大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精化大地水准面。这样，就为我国各部门的测绘工作，建立各级测量控制网，提供了高精度的平面和高程三维基准。

在工程测量方面，应用GPS 静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于城市和矿区油田的沉降监测、大坝变形监测、高层建筑物变形监测、隧道贯通测量等精密工程。加密测图控制点，应用GPS 实时动态定位技术（简称RTK ）测绘各种比例尺地形图和用于工程建设中的施工放样。

在航空摄影测量方面，测绘工作者也应用GPS 技术进行航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS 航测等航测成图的各个阶段。

在地球动力学方面，GPS 技术用于全球板块运动监测和区域板块的运动监测。

全球定位系统（GPS ）技术已经用于海洋测量、地下地形测绘，此外，在军事国防、智能交通、邮电通信，地矿、煤矿、石油、建筑以及农业、气象、土地

管理、环境监测、金融、公安等部门和行业，在航空航天、测时授时、物理探测、姿态测定等领域，也都开展了GPS技术的研究和应用。

二 GPS在科学研究中的应用

全球定位系统（GPS）用于可移动定位，经济型方案时我们把服务中心直接转移到客户的手机上，客户直接用手机查看到定位短信息（GPS度、分、秒数据格式），如果使用城际通电子地图软件，它直接支持输入GPS度、分、秒数据定位的功能，如果用北京灵图的天新者5，可以借助GPS定位大师专用软件中的手动输入经纬度功能进行定位，这个方案比较适合低频率查车。增强型方案时客户可以购买专用卫星定位管理主机，它不但可以自动接收多辆汽车定位短消息，而且自动分类保存在电脑内，每台车辆都建立一个数据库，轻点鼠标就能调出某辆车的全部定位记录，只要点击目标数据就能自动切换到电子地图上显示车辆的位置，点击前进或者后退按钮还能在电子地图上演示汽车的形式轨迹，每台车辆都可以取不同的名称，便于管理多辆汽车，非常方便，便于多车频繁查询。随着我国城市化的不断推进，城市规模的不断扩大，能够提供方便、快捷交通线路的智能交通信息综合服务系统，必将成为未来的发展趋势；另外，车载导航定位系统以及基于手机的移动定位服务，必将成为人们追求的潮流。今后，所有会动的东西，都将依赖于GPS。GPS将会像手机、互联网那样，对我们的生活产生极大的影响。因此，GPS必将形成巨大的产业价值链，产生重大的社会经济效益。

三 GPS在新兴领域的应用

网络RTK技术是RTK技术发展的一个里程碑。该技术由若干个基站组成一个网络，同时建有一个中心站。各基站通过电信网络（光纤或DDN专线）将观测数据传给中心站，中心站通过参考站数据及模型通过内差法解算得出改正信息并将其通过GSM/GPRS公众网络发送给用户，用户根据这些实时差分改正信息可获得比较高的定位精度。与传统RTK技术相比，网络RTK基站间距离可以比较长，四川地震局VRS系统平均站间距超过60公里，一期建设最长基线曾一度超过90公里。这样，覆盖同样的区域只需要更少的基站就可以实现，成本可以大大降低。同时，网络的概念使模型解算更加可靠。传统RTK系统中如果某个基站发生问题，则用户无法在该基站覆盖区内实施作业，在网络RTK技术中则不存在这个问题，因为中心站会自动根据用户所处位置及各基站运行情况选择合适的基站进行运算。随着近代通讯技术、计算机存储技术及空间定位技术的高速

发展，测量手段和方式有了长足的进步。GPS网络RTK就是在这场信息变革中应运而生的全新的空间数据采集手段。它结合了现代通讯技术、信息网络分发技术、计算机存储及处理技术、虚拟参考站技术（VRS）、以及现代大地测量技术。GPS网络RTK是多种先进技术的融合体，该系统为国家的基础设施建设提供便利条件。同时也为“数字城市”提供了实时可靠的数据源。

北斗卫星导航定位系统简介

北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后，第三个成熟的卫星导航系统。卫星导航系统是重要的空间基础设施，它综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点，相当于一个设置在太空的无线电导航台，可带来巨大的社会经济效益。在测绘、电信、水利、公路交通、铁路运输、渔业生产、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域会逐步发挥重要作用。 世界上第一个全球卫星导航系统是美国从1973年开始实施的GPS系统，军民两用。但长期以来，美国对本国军方提供的是精确定位信号，对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号――也就是说，地球上任何一个目标的准确位置，只有美国人掌握，其他国家只知道个“大概”。为打破美国的垄断，俄罗斯耗资30多亿美元建起了自己的全球卫星导航系统GLONASS。2002年，欧盟启动了伽利略（Galileo）全球卫星导航定位系统计划，将在2008年投入运营，预计投资36亿欧元。2003年，我国与欧盟签署了有关伽利略计划的合作协定，目前双方合作项目已有14个。我国自上世纪80年代引进首台GPS接收机以来，已成为GPS应用大国。作为一个拥有广阔领土和海域的国家，中国有能力也有必要拥有自己的全球定位系统。 北斗卫星导航定位系统的系统构成有：由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精度可达20纳秒的同步精度，水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。其精度与GPS相当。工作频率为2491.75MHz，系统容纳的最大用户数达每小时540000户，短报文通信一次可传送多达120个汉字的信息（GPS不具备此项功能），精密授时的精度达20纳秒。 2007年2月3日，第四颗试验“北斗星”在西昌成功发射。 这一系统目前共有四颗导航定位卫星，其发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日，第三颗是备用卫星。 2007年2月3日，北斗导航试验卫星升空。 中国向着努力开发一个堪与美国GPS系统和欧洲伽利略系统(Galileo)媲美的定位系统又迈进了一步。“北斗”导航卫星通过“长征三号甲”运载火箭成功发射，凸显中国政府发展航天工业的决心。此前数周，中国用一种由导弹发射的“动能拦截器”击毁了一颗老化气象卫星，美国对此表示担忧。 北斗卫星导航定位系统——英文名为“Compass”——的计划一直处于保密状态，官方一再拒绝透露意图。不过，最近的卫星发射，似乎是要加强一个相对不很精确的系统，该系统以2000年至2003年发射的三颗北斗卫星为基础。今年初将发射两颗地球静止卫星，使北斗卫星导航系统到2008年能够覆盖中国全境和邻近国家部分区域。北斗卫星导航系统最终将通过由30颗非静止轨道卫星组成的卫星“星座”，扩展到覆盖全球。它将类似于美国的GPS系统（全球定位系统）和欧洲的伽利略卫星网络。 更为精确的定位，对于中国军队来说将是一项重大财富。扩展后的北斗卫星导航系统，将使用与伽利略系统相同的无线电频率，可能也会与GPS系统相同，在战时使敌方更难以干扰网络。 北斗卫星导航系统的开发，可能会对伽利略系统的商业成功构成挑战。虽然中国是伽利略项目的合作方之一，中国政府和企业在相关设施及商业应用研究方面投入了2亿欧元（合2.6亿美元），但中国正成为该 项目的一个潜在竞争者。

全球四大卫星定位系统

全球四大卫星定位系统 一．GPS系统（美国） 二．北斗系统（中国） 三．GLONASS系统（俄罗斯） 四．伽利略卫星导航系统（欧盟） GPS系统（美国） GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资近200亿美元，于1994年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。GPS利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力。它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。如今，GPS已经成为当今世界上最实用，也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。 GPS系统概述GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。 （1）空间部分GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。 （2）控制部分控制部分包括地球上所有监测与控制卫星的设施。 （3）用户部分GPS用户部分包括GPS接收机和用户团体。 主要功能： 导航 测量 授时

标准：全球定位系统(GPS)测量规范GB/T 18314-2001 Specifications for global positioning system (GPS) surveys 种类： GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。 北斗卫星导航系统 中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System， 统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。 段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户 度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 系统构成 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨 道卫星组成，中国计划2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，

卫星定位系统简介学习资料

卫星定位系统简介

卫星定位系统简介 卫星定位系统即全球定位系统（Global Positioning System）。简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。 全球定位系统（GPS）是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。 一、常用术语 1.坐标（Coordinate)有二维和三维两种表示。 2.路标（Landmark or waypoint)

GPS内存的一个坐标值. 3.路线（Route) 路线是GPS内存中存储的一组数据，包括一个起点和一个终点的坐标，还可以包括若干中间点的坐标，每两个坐标之间的线段叫一条腿。 4.前进方向（Heading) GPS没有指北针的功能，静止不动时是不知道方向的。 5.导向（Bearing） 6.日出日落时间(Sun set/raise time) 7.足迹线(Plot trail) 二、构成 由三部分构成：地面控制部分(由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成)、空间部分(由24颗卫星组成,分布在6个道平面上)、用户装置部分(主要由GPS接收机和卫星天线组成)。 1.空间部分 GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成，它位于距地表20 200km的上空，均匀分布在6 个轨道面上（每个轨道面4 颗），轨道倾角为55°。此外，还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码，一组称为C/ A 码（ Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ；一组称为P 码（Procise Code 10123MHz),P 码因频率较高，不易受干扰，定位精度高，因此受美国军方管制，并设有密码，一般民间无法解读，主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后，主要开放给民间使用。

全球四大卫星导航系统对比

简单对比全球四大卫星导航系统 2011年12月27日，对于中国的高精度测绘定位领域来说是一个不平凡的日子，中国北斗卫星导航系统(CNSS)正式向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务，这是世界上第三个投入运行的卫星导航系统。 在此之前，美国的全球定位系统(GPS)和俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)早在上世纪90年代就已经建成并投入运行。与此同时，欧盟也在打造自己的卫星导航系统——“伽利略”计划。 那么，这四大卫星导航系统之间到底有着怎么样的区别和联系呢？下面，就让我们来逐个分析一下，通过四大卫星导航系统的优劣分析，给大家一个较为明显的概念。 四大卫星导航系统各有优势，详情如下： GPS：成熟 GPS，作为大家最为熟悉的定位导航系统，她最大的特点就是技术方面最为成熟。 美国“全球定位系统”（GPS），是目前世界上应用最广泛、也是技术最成熟的导航定位系统。GPS空间部分目前共有30颗、4种型号的导航卫星。1994年3月，由24颗卫

星组成的导航“星座”部署完毕，标志着GPS正式建成。 中国北斗：互动开放 北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。目前市面上定位导航仪器公司如国外的天宝、拓普康，国内的华测导航等都已支持北斗卫星导航定位系统。 欧盟伽利略：精准 伽利略定位系统是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，有“欧洲版GPS”之称。伽利略定位系统总共发射30颗卫星，其中27颗卫星为工作卫星，3颗为候补卫星。该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外，还有2个地面控制中心。 俄罗斯格洛纳斯：抗干扰能力强 早在美苏冷战时期，美国和苏联就各项技术特别是空间技术方面争锋相对，在美国GPS技术遍布全国的同时，苏联也没闲着，一直忙于研发自己的全球导航定位系统。俄罗斯的这套格洛纳斯系统便是其不断努力的结果。格洛纳斯由24颗卫星组成，也是由军方负责研制和控制的军民两用导航定

全球定位系统的介绍英文

Introduction to the Global Positioning System Chapter One: What is GPS? The Global Positioning System (GPS) is a location system based on a constellation of about 24 satellites orbiting the earth at altitudes of approximately 11,000 miles. GPS was developed by the United States Department of Defense (DOD), for its tremendous application as a military locating utility. The DOD's investment in GPS is immense. Billions and billions of dollars have been invested in creating this technology for military uses. However, over the past several years, GPS has proven to be a useful tool in non-military mapping applications as well. GPS satellites are orbited high enough to avoid the problems associated with land based systems, yet can provide accurate positioning 24 hours a day, anywhere in the world. Uncorrected positions determined from GPS satellite signals produce accuracies in the range of 50 to 100 meters. When using a technique called differential correction, users can get positions accurate to within 5 meters or less. Today, many industries are leveraging off the DOD's massive undertaking. As GPS units are becoming smaller and less expensive, there are an expanding number of applications for GPS. In transportation applications, GPS assists pilots and drivers in pinpointing their locations and avoiding collisions. Farmers can use GPS to guide equipment and control accurate distribution of fertilizers and other chemicals. Also，GPS is used for providing accurate locations and as a navigation tool for hikers, hunters and boaters. Many would argue that GPS has found its greatest utility in the field of Geographic Information Systems (GIS). With some consideration for error, GPS can provide any point on earth with a unique address (its precise location). A GIS is basically a descriptive database of the earth (or a specific part of the earth). GPS tells you that you are at point X,Y,Z while GIS tells you that X,Y,Z is an oak tree, or a spot in a stream with a pH level of 5.4. GPS tells us the "where". GIS tells us the "what". GPS/GIS is reshaping the way we locate, organize, analyze and map our resources.

全球四大卫星导航系统

全球四大卫星导航系统 美国GPS系统 目前世界使用最多的全球卫星导航定位系统是美国的GPS系统。它是世界上第一个成熟、可供全民使用的全球卫星定位导航系统。该系统由28颗中高轨道卫星组成，其中4颗为备用星，均匀分布在距离地面约20000千米的6个倾斜轨道上。 俄罗斯格洛纳斯系统 格洛纳斯是前苏联国防部于20世纪80年代初开始建设的全球卫星导航系统，从某种意义上来说是冷战的产物。该系统耗资30多亿美元，于1995年投入使用，现在由俄罗斯联邦航天局管理。格洛纳斯是继GPS之后第2个军民两用的全球卫星导航系统。 欧洲伽利略系统 伽利略系统是欧空局与欧盟在1999年合作启动的，该系统民用信号精度最高可达1米。 计划中的伽利略系统由30颗卫星组成。2005年12月28日，首颗实验卫星Glove-A发射成功，第2颗实验卫星Glove-B在2007年4月27日由俄罗斯联盟号运载火箭于哈萨克斯坦的拜科努尔基地发射升空。 中国北斗系统 北斗全球卫星定位导航系统由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供开放服务和授权服务两种模式。根据系统建设总体规划，2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。 2011年4月10日，我国成功发射第八颗北斗导航卫星，标志着北斗区域卫星导航系统的基本系统建设完成，我国自主卫星导航系统建设进入新的发展阶段。从当初的“最高机密”，到今日向民用市场推广，北斗计划已经走过了20多年。曾经的主力科学家已经成了白发苍苍的院士，北斗系统的理论创始人也已经故去。4月10日4时47分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第八颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。这是一颗倾斜地球同步轨道卫星。这颗卫星将与2010年发射的5颗导航卫星共同组成“3+3”基本系统(即3颗GEO卫星加上3颗IGSO卫星)，经一段时间在轨验证和系统联调后，将具备向我国大部分地区提供初始服务条件。今明两年，我国还将陆续发射多颗组网导航卫星，完成北斗区域卫星导航系统建设，满足测绘、渔业、交通运输、气象、电信、水利等行业，以及大众用户的应用需求。 中国卫星导航系统管理办公室负责人冉承其介绍，目前，北斗卫星导航系统正按照“三步走”发展战略稳步推进第一步，2003年建成北斗导航试验系统。系统由三颗地球同步静止轨道卫星和地面系统组成，可为我国及周边地区的中、低动态用户提供定位、短报文通信和授时服务，已应用于水利、渔业、交通、救援等国民经济领域，经济和社会效益显著。第二步，2012年左右，将建成由10余颗卫星组成的北斗区域卫星导航系统，具备覆盖亚太地区的服务能力，采用无源定位体制，具有定位、导航、授时以及短报文通信功能。第三步，2020年左右，建成由30余颗卫星组成，覆盖全球的北斗全球卫星导航系统，系统性能达到同期国际先进水平。 北斗卫星导航系统除了能够提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，还保留了北斗卫星导航试验系统的短报文通信、差分服务和完好性服务特色，是我国经济社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。

《全球定位系统的应用》教案(2)(1)

第一节全球定位系统的应用 教学目的： 了解GPS原理 了解GPS在各个部门中的应用 重点与难点： GPS应用 教学过程： 地理信息技术是现代地理科学研究的主要技术手段之一，包括：GPS、RS、GIS，三者的结合即为数字地球。 [问题]你对GPS了解多少？ GPS定位原理是什么呢？[阅读]探索活动。 实际上三颗卫星即可实现定位，但为了提高精度，减少误差，一般要求四颗，用于定位的四颗卫星即为定位星座。 一、全球定位系统 1、介绍：GPS，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%，它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。 2、组成： （1）空间部分：使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。 （2）地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS 用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。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。主控站设在范登堡空军基地。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和时钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次。

全球四大导航系统

全球四大卫星定位系统 目前，世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。当前全球有四大卫星定位系统，分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的"伽利略"系统、和中国的北斗卫星导航系统。 一、美国GPS长期垄断 美国国防部从1973年开始实施的GPS系统，这是世界上第一个全球卫星导航系统，在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。GPS全球定位系统计划自1973年至今，先后共发射了41颗卫星，总共耗资190亿美元。GPS原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统，在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。随后，在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。从克林顿时代起，该系统开始应用在了民用方面。现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。美国利用GPS获得了巨大的经济利益，多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。以1986年为例，当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元，高精度的则达到10万美元。现在价格虽然有所下降，但也可推算出20年来GPS"收获颇丰"。以GPS为代表的卫星导航定位应用产业，已成为八大无线产业之一。据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明，GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长，2005年全球GPS市场已达到310亿美元。长期以来，美国对本国军方提供的是精确定位信号，对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号--也就是说，地球上任何一个目标的准确位置，只有美国人掌握，其他国家只知道个"大概"。在海湾战争时，美国还曾置欧盟各国利益不顾，一度关闭对欧洲GPS服务。 2003年3月20日，伊拉克战争爆发。大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达，用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁，行动代号："斩首行动"；4月，一架B-1B"枪骑兵"轰炸机临时接到任务，用炸弹摧毁了另一座建筑。他们的目标都是一个人：萨达姆侯赛因，他们所使用的炸弹都是一种：联合攻击炸弹(JDAM)，这些炸弹之所以都能够精确的打击目标，是因为他们都是通过卫星定位来实现定位，提供这种定位服务的正是由24颗美国卫星组成的全球定位系统--GPS。 由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。 随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。 二、俄罗斯GLONASS（格洛纳斯）系统 "格洛纳斯GLONASS"是俄语中"全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE"的缩写。作用类似于美国的GPS、欧洲的伽利略卫星定位系统。最早开发于苏联时期，后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。1995年俄罗斯耗资30多亿美元，完成了GLONASS导航卫星星座的组网工作。它也由24颗卫星组成，原理和方案都与GPS类似，不过，其24颗卫星分布在3个轨道平面上，这3个轨道平面两两相隔120°，同平面内的卫星之间相隔45°。每颗卫星都在19100千米高、64.8°倾角的轨道上运行，轨道周期为11小时15分钟。地面控制部分全部都在俄罗斯领土境内。俄罗斯自称，多功能的GLONASS系统定位精度可达1米，速度误差仅为15厘米/秒。如果必要，该

GPS定位系统在军事上的应用

GPS在军事上的应用 收集资料：肖成海、李汉纯 整理资料：黄生平、唐海蛟 审核资料：徐庆 GPS在军事上的应用 GPS是美国国防部开发的星基全球无线电导航系统，由绕地球运行的24颗卫星组成，卫星距地面约1.7万公里。 GPS可为全球范围内的飞机、舰船、地面部队、车辆、低轨道航天器，提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度以及时间数据。其主要任务是使海上舰船、空中飞机、地面用户及目标、近地空间飞行的导弹以及卫星和飞船，实现各种天气条件下连续实时的高精度三维定位和速度测定，还用于大地测量和高精度卫星授时等。是作航空,航海,陆上,导弹的定位用的导航系统。 在信息化时代，GPS已成为高技术战争的重要支持系统。它极大地提高了美军的指挥控制、多军兵种协同作战和快速反应能力，大幅度地提高了武器装备的打击精度和效能。

一、GPS在战场上的应用 在1990年的海湾战 争中，虽然当时GPS系统 还未全面 建成，空间只有部分GPS 卫星在运行，但它在多国 部队多兵种应用，显示了 它的优越性，发挥了很大 的作用。 战争初期，美国装备了 900 套GPS接收机，在战 争中迅速增加，到战争后期装备了5,000 多套。连同它的盟国部队共装备了10,000 多套。直到战争结束还有数千套合同产品还在生产中。 因为当时多国部队是跨国界、跨地区作战，地理环境相当陌生，仅依靠地图是实在有限的，据说正是因为有了手持型GPS的帮助，才使许多美国士兵得以生还。事实证明它最适合单兵及快速反应部队行动，因为它满足快速、灵活、多变的战时环境，功效是传统导航工具无法达到的。目前已成为许多国外士兵的标准装备之一。

中国北斗卫星导航系统——世界第三套全球卫星导航系统(图)来自网络

北斗卫星导航系统 ——世界第三套全球卫星导航系统 工程总投资：100亿元 工程期限：1994年——2020年 北京时间2007年2月3日凌晨零时28分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第四颗北斗导航试验卫星送入太空。 北斗卫星导航定位系统是由中国自行研发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），

是继美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）定位系统之后世界第三个成熟的卫星导航系统。 该系统分为“北斗一代”和“北斗二代”，分别由4颗（两颗工作卫星、两颗备用卫星）和35颗北斗定位卫星、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。中国在2000年至2007年先后发射了四颗“北斗一号”卫星，这种区域性(中国境内)的卫星导航定位系统，正在为中国陆地交通、航海、森林防火等领域提供着良好服务。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造,四颗导航定位卫星的发射时间分别为： 日期火箭卫星轨道 2000年10月31日长征三号甲北斗-1A 地球静止轨道140°E 2000年12月21日长征三号甲北斗-1B GEO 80°E 2003年05月25日长征三号甲北斗-1C GEO 110.5°E 第三颗是备用卫星 2007年02月03日长征三号甲北斗-1D GEO 86°E 第四颗是备用卫星 2007年04月14日长征三号甲北斗-2A 中地球轨道(21500KM) 北斗二代首颗卫星

军用新型北斗卫星导航手持机 北斗卫星导航系统的历史 我国早在60年代末就开展了卫星导航系统的研制工作，但由于多种原因而夭折。在自行研制“子午仪”定位设备方面起步较晚，以致后来使用的大量设备中，基本上依赖进口。70年代后期以来，国内开展了探讨适合国情的卫星导航定位系统的体制研究。先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案，以及多星的全球系统的设想，并考虑到导航定位与通信等综合运用问题，但是由于种种原因，这些方案和设想都没能够得到实现。 1983年，“两弹一星”功勋奖章获得者陈芳允院士和合作者提出利用两颗同步定点卫星进行定位导航的设想，经过分析和初步实地试验，证明效果良好，这一系统被称为“双星定位系统”。双星定位导航系统为我国“九五”列项，其工程代号取名为“北斗一号”。 双星定位导航系统是一种全天候、高精度、区域性的卫星导航定位系统，可实现快速导航定位、双向简短报文通信和定时授时3大功能，其中后两项功能是全球定位系统(GPS)所不能提供的，且其定位精度在我国地区与GPS定位精度相当。整个系统由两颗地球同步卫星(分别定点于东经80度和东经140度36000公里赤道上空)、中心控制系统、标校系统和用户机4大部分组成，各部分间由出站链路(即地面中心至卫星至用户链路)和入站链路(即用户机至卫星

高中地理 全球定位系统(gps)的原理介绍

全球定位系统 全球定位系统（GPS：Global Positioning System）是利用卫星星座（通信卫星）、地面控制部分和信号接收机对对象进行动态定位的系统。GPS能对静态、动态对象进行动态空间信息的获取，快速、精度均匀、不受天气和时间的限制反馈空间信息。 全球定位系统（GlobalPositioningSystem-GPS）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。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。全球定位系统(GlobalPositioningSystem，缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。 1 全球定位系统的基本原理 GPS系统包括三大部分：空间部分?GPS卫星星座；地面控制部分?地面监控系统；用户设备部分?GPS信号接收机。 1）空间部分

GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Procise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。 图2 GPS卫星分布图 2）地面控制部分 地面控制部分由一个主控站，5 个全球监测站和 3 个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS 卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。 3）用户设备部分

全球定位系统及其应用高二新人教版教案

全球定位系统及其应用高二新人教版教案 The document was prepared on January 2, 2021

第三节全球定位系统及其应用 典型例题 1、关于全球定位系统的说法正确的是 A、全球定位系统只能获得地面某点的经纬度，不能确定其高程 B、全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即空间部分、地面监控系统和用户设备部分 C、全球定位系统具有高精度和自动测量的特点，但是受地形、天气等自然因素影响较大 D、目前GPS主要应用于军事领域 解析：全球定位系统即GPS，它是利用卫星网络来获得地面某点的经纬度和高程的系统。全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即空间部分、地面监控系统和用户设备部分。空间部分由分布在距地面20200千米的6个轨道面上的24颗卫星(其中3颗备用) 组成；地面监控系统主要用于监测和控制卫星上各种设备是否正常工作，以及卫星是否沿预定轨道运行；用户设备部分为GPS接收机。全球定位系统具有全天候、高精度和自动测量的特点，因此它作为先进的测量手段和新的生产力，已经融人了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。目前GPS的主要功能是定位和导航，这在各个应用领域如军事、测量、交通、求援、农业、娱乐等方面都有所体现。 答案： A 2、GPS技术给测绘界带来了一场革命，下列说法不正确的是 A、利用GPS技术，测量精度可以达到毫米级的程度 B、与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着测量精度高的优点 C、GPS技术操作简便，仪器体积小，便于携带 D、当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动观测、地籍测量等领域 解析： GPS技术给测绘界带来了一场革命。利用GPS技术，测量精度可以达到厘米级的程度。与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着巨大的优势：测量精度高；操作简便，仪器体积小，便于携带；全天候操作；信息自动接收、存储，减少了繁琐的中间处理环节。当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动观测、地籍测量等领域。 答案：A 基础练习 一、选择题 1、最先进行全球定位系统研制的国家和时间是 A、美国 20世纪70年代初 B、日本 20世纪60年代初 C、德国 20世纪70年代初 D、苏联 20世纪60年代初 2、全球定位系统的空间部分由分布在距地面20200千米的6个轨道面上的多少颗卫星组成 A、3 B、4 C、12 D、24 3、全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即

全球定位系统及其应用

全球定位系统及其应用 3教案 【教学构思】本节课主要结合教学内容和课标理念，充分发挥学生的动力优势，采用结合实际的方法进行教学，培养学生的地理思维能力，达到教养性、教育性、发展性的目的，同时把学生熟悉的地理事物、地理现象引入课堂，引导学生对比分析，培养学生联系实际的能力、综合评价的能力以及学生小组的协作能力。 教材分析是第三章的第三节，在内容上比较独立，前后联系不大，车载导航比较接近生活， 全球定位系统是地理信息系统的核心技术之一。本节教学内容是初步了解地理信息技术的前提和基础。 地理信息技术是现代地理科学研究的关键技术。地理信息技术科学体系主要由地理信息系统、遥感、全球定位系统三方面的核心技术组成。此三种技术的综合应用又称为3S 技术，3S技术也是数字地球的关键技术。 全球定位系统以其高技术含量及全方位、定位三维导航与定位功能而广泛应用于旅游交通、军事和野外勘探等众多领域。 【教学设计】 一、教学目标

知识与技能： ．能用自己的语言解释全球定位系统的概念，并初步了解其工作原理； ．能说出全球定位系统的三个组成部分及其主要功能； 能说出GPS接收机的主要种类及其主要用途； 能举例说明全球定位系统在定位导航中的作用。 过程与方法： 通过读“GPS组成示意图”，分析全球定位系统的组成，并讨论该系统的功能； 通过多种媒体收集有关资料，列出讨论探讨我国导航定位技术的发展； 通过“车载GPS功用”的案例，初步认识全球定位系统的定位导航原理及作用。 情感态度和价值观 通过对全球定位系统神奇功能及广泛应用领域的介绍，激发学生的求知欲和科学探究精神； 通过对迅速发展的中国定位导航技术的学习，增强学生的民族自信心和爱国情感 二、教学重难点 重点：结合实例说出全球定位系统在定位导航中的应用。 难点：全球定位系统的工作原理。

第三节 全球定位系统及其应用

第三节全球定位系统及其应用 【教学构思】本节课主要结合教学内容和课标理念，充分发挥学生的动力优势，采用结合实际的方法进行教学，培养学生的地理思维能力，达到教养性、教育性、发展性的目的，同时把学生熟悉的地理事物、地理现象引入课堂，引导学生对比分析，培养学生联系实际的能力、综合评价的能力以及学生小组的协作能力。 教材分析《全球定位系统及其应用》是第三章的第三节，在内容上比较独立，前后联系不大，车载导航比较接近生活， 全球定位系统是地理信息系统的核心技术之一。本节教学内容是初步了解地理信息技术的前提和基础。 1.地理信息技术是现代地理科学研究的关键技术。地理信息技术科学体系主要由地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球定位系统（GPS）三方面的核心技术组成。此三种技术的综合应用又称为3S技术，3S技术也是数字地球的关键技术。 2.全球定位系统以其高技术含量及全方位、定位三维导航与定位功能而广泛应用于旅游交通、军事和野外勘探等众多领域。 【教学设计】 一、教学目标 （一）知识与技能： 1．能用自己的语言解释全球定位系统的概念，并初步了解其工作原理； 2．能说出全球定位系统的三个组成部分及其主要功能； 3 能说出GPS接收机的主要种类及其主要用途； 4. 能举例说明全球定位系统在定位导航中的作用。 （二）过程与方法： 1通过读“GPS组成示意图”，分析全球定位系统的组成，并讨论该系统的功能； 2通过多种媒体收集有关资料，列出讨论探讨我国导航定位技术的发展； 3通过“车载GPS功用”的案例，初步认识全球定位系统的定位导航原理及作用。 （三）情感态度和价值观 1. 通过对全球定位系统神奇功能及广泛应用领域的介绍，激发学生的求知欲和科学探究精神； 2. 通过对迅速发展的中国定位导航技术的学习，增强学生的民族自信心和爱国情感 二、教学重难点 重点：结合实例说出全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用。 难点：全球定位系统的工作原理。 三、教学方法 读图分析法、探究法、阅读法 四、导-教学过程 ㈠知识体系； 学习提供 一、全球定位系统 1、全球定位系统的概念 2、全球定位系统的组成 3、全球定位系统的特点 4、GPS接收机根据用途分类 二、全球定位系统与定位导航

全球卫星定位导航技术

六、全球卫星定位导航技术 （一）全球卫星定位系统的基本概念： GPS即全球定位系统（英文名：Global Positioning System），又称全球卫星定位系统，中文简称为“球位系”，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统，结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。GPS 是美国从本世纪70 年代开始研制,历时20 余年,耗资200 亿美元,于1994 年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。 目前全球定位系统是美国第二代卫星导航系统，使用者只需拥有GPS 终端机即可使用该服务，无需另外付费。GPS信号分为民用的标准定位服务（SPS，Standard Positioning Service）和军规的精确定位服务（PPS，Precise Positioning Service）两类。由于SPS无须任何授权即可任意使用，原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击，故在民用讯号中人为地加入误差(即SA政策，Selective Availability)以降低其精确度，使其最终定位精确度大概在100米左右；军规的精度在十米以下。2000年以后，克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。因此，现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。 GPS系统并非GPS导航仪，多数人提到GPS系统首先联想到GPS导航仪，GPS导航仪只是GPS系统运用中的一部分。GPS系统是迄今最好的导航定位系统，随着它的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断的开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。 发展历程 自1978年以来已经有超过50颗GPS和NAVSTAR卫星进入轨道。

全球定位系统

全球定位系统 全球定位系统（Global Positioning System，通常简称GPS）是美国国防部研制的一种全天候的，空间基准的导航系统，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续地精确地确定三位位置和三位运动及时间的需要。它是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。 目录

差分技术 GPS的功能 ?增强系统 ?六大特点 ?未来发展 ?应用前景 展开 编辑本段简介 全球卫星定位系统(Globle Positioning System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统(简称GPS) 是美国从上世纪70 年代开始研制,历时20 余年,耗资200 亿美元,于1994 年全面建成。具有海陆空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。经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测

量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。 现有的卫星导航定位系统有美国的全球卫星定位系统(GPS) 和俄罗斯的全球卫星定位系统( Globle Naviga2tion Satellite System) ,简称GLONASS，以及中国北斗星，欧洲伽利略。 编辑本段美国的GPS系统 GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分—GPS星座;地面控制部分—地面监控系统; 用户设备部分—GPS 信号接收机。 1.空间部分 GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Procise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。 2.地面控制部分 地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测

北斗星定位系统

北斗星定位系统 刘佳奇长春理工大学光电工程学院090211233 长春吉林130002 摘要：北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。目前全世界有4套卫星导航系统：中国北斗、美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲“伽利略”卫星导航系统是重要的空间基础设施，为人类带来了巨大的社会经济效益。中国作为发展中国家，拥有广阔的领土和海域，高度重视卫星导航系统的建设，努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航定位系统。2000年以来，中国已成功发射了6颗“北斗导航试验卫星”，建成北斗导航试验系统（第一代系统）。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和ＧＰＳ广域差分功能，并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。本文通过课本以及在图书馆的资料阅读中，了解北斗星定位系统的意义，作用，发展历程，工作原理以及未来的发展前景。使得对系统有一个初步的了解。 对于步入二十一世纪的中国来说，信息的需求已经达到了空前的境界。然而，中国对信息的采集以及信息的处理技术都非常的落后。较发达国家相比，中国的很多信息都已经暴露在他国的监视之下，此时，北斗星定位系统应运而生。2000年以来，中国已成功发射了6颗“北斗导航试验卫星”，建成北斗导航试验系统（第一代系统）。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和ＧＰＳ广域差分功能，并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。可见北斗星定位系统已经成为我国重要的卫星系统之一，它可以随时勘测我国地理，位置信息等。[2] 首先，说一下北斗星定位系统的发展历程。早在上世纪60年代末，我国就开展了卫星导航系统的研制工作，但由于诸多原因而夭折。自20世纪70年代后期以来，国内开展了探讨适合国情的卫星导