全球定位系统
全球定位系统定义
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。
GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。分布在六个轨道平面内。任何地点,任何时刻地平面上空都有四颗GPS卫星。
GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分—GPS星座(GPS星座是由24颗卫星组成的星座,其中21颗是工作卫星,3颗是备份卫星);地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS 信号接收机。
全球定位系统的组成
GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分—GPS星座(GPS星座是由24颗卫星组成的星座,其中21颗是工作卫星,3颗是备份卫星);地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS 信号接收机。
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。
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。对于导航定位来说,GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的 的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历,是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常 工作,以及卫星是否一直沿着预定轨道运行,都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统 另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间,求出钟差。然后由地面注入站发给卫星,卫星再由导航电文发给用户设备。 GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
用户设备部分
用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。
全球定位系统具有六大特点:第一,全天候,不受任何天气的影响;第二,全球覆盖(高达98%);第三,七维定点定速定时高精度;第四,快速、省时、高效率;第五,应用广泛、多功能;第六,可移动定位。
我国的卫星导航系统——北斗一号研制成功。在渔业等方面起到重要作用。
l8.我国某个地理野外考察队相隔约一个小时看到GPS接收机分别显示如下界面。据此判断该考察队 A.向东南方向行进 B.行进的相对高度达到1 000米 C.看到的树种多属于常绿硬叶树 D.19:07:58时所到地已是黑夜 GPS 技术对交通的主要作用有 A.增加能源消费 B.限制行车速度 C.导航 D.进行天气预报 俄罗斯航天署于北京时间2008年9月25日16时49分,用“质子一M”运载火箭成功发射3颗“格洛纳斯一M”卫星。这样一来,在太空中就有18颗卫星为“格洛纳斯”系统全天候工作,信号可覆盖俄全境。据此回答3、4题。
小题1:“格洛纳斯”卫星系统是
小题2:“格洛纳斯”卫星系统“满编制”时应有卫星数量是A.遥感系统 B.全球定位系统 C.地理信息系统 D.计算机系统 A.18 B.20 C.21 D.24 阅读下列材料,回答问题。
材料北京奥运期间,GPS导航服务也被广泛应用于出租车等车辆中,司机出门前将出行的起点、终点输入GPS系统平台,便可以规划出最佳路径,引导驾驶,提高效率。GPS按“距离最短”、“时间最短”、“沿重要道路行驶”、“是否要避开高速公路”等多种路径规划的算法,提供路线引导。当车辆行驶到路口或拐弯处时,系统会根据事先设置好的最佳路径给司机语音提示,当车辆偏离规划路径一定距离时,系统也会给出语音提示,用户可根据需要重新规划路径或根据地图的引导回到事先规划好的路径上。对经常行驶的最佳路径可进行保存,下次用时可直接调出使用。
图1一22
用户不仅可以在出门前查阅实时路况网站,检查自己的计划线路;还可以使用带有动态交通信息接收功能的导航仪,随时掌握前方路况;另外,目前也有移动电话运营商开通了实时路径播报的服务,只要发送一条短信,就可以得到前方路段交通状况的反馈信息。为奥运期间人们的日常出行提供了很大的便利。出行的时候,可以通过查询这样的信息系统,了解到自己所出行目的地停车的状况。奥运期间,在重点地区,还会建设一些停车诱导系统,方便市民的出行。
1.下列属于奥运期间GPS对开车出行的作用的是(多选)
2.若在奥运会期间有突发事件发生,GPS可以发挥什么作用?A.规划出最佳路径 B.引导驾驶 C.随时掌握前方路况,提高效率 D.了解自己所出行目的地停车的状况
3.举例说明GPS的其他应用领域。2007年底,京运高速公路客运的湘高速公司引进的一套EIGPS系统,其作用之一就是反超速,当司机行驶速度超过设定速度时,系统白动报警,司机的名字、车速、现在的位置全部都可以呈现。这是因为汽车上安装了 A.遥感技术 B.全球定位系统 C.地理信息系统 D.数字地球 据新华社2008年2月21日电,上海市经济委员会宣布,我国“北斗”卫星导航系统的核心芯片“领航一号”已于日前在上海研制成功。回答:
1.我国“北斗”系统主要属于下面那一类现代技术
A.GPS B.RS C.GIS D.3S
2.一支地理考察队用手持式北斗导航定位系统信号接收机,显示如下界面,据此判断该考察队可能
A.在喜马拉雅山测量珠峰高度 B.在塔里木盆地勘探石油
C.在柴达木盆地调查地质构造 D.在河西走廊寻找地下水11.自驾车旅游,为准确到达目的地,最便捷的途径是利用 ( ) A.遥感技术 B.全球定位系统 C.地理信息系统 D.数字地球 2009年4月15日电,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,成功将第2颗北斗导航卫星送入预定轨道。据此并结合下图完成第18题。
图中显示的北斗卫星导航系统提供的服务是( )20090520
A.定位 B.通信 C.授时 D.气温监测 全球任何地点在任何时刻,地平面上空至少有多少颗GPS卫星 A.3颗 B.4颗 C.5颗 D.6颗 测量某地的海拔高度,所用最便捷的技术是 A.遥感 B.全球定位系统 C.地理信息系统 D.数字地球 GPS用户能够直接从GPS接收机上了解到的信息是 A.正午太阳高度和昼夜长短 B.天气信息 C.当地的卫星图像信息 D.三维位置坐标、速度以及时间 下列有关全球定位系统的叙述,不正确的是: A.GPS是利用卫星进行导航、定位的系统 B.GPS 包括三大部分:空间部分、地面控制部分和传输部分 C.GPS 卫星星座由24颗卫星组成 D.野外旅行,只要拥有GPS 信号接受器,可随时知道自己所处经纬度 GPS是进行野外考察与探险的重要工具,其作用是