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1、汽车什么时候才会来？,有了GPS就搞掂了！,全球定位系统及其应用,一、全球定位系统(GPS)的概念,1.概念：具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。,通俗地说：利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统,它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。,全球定位系统(Globle Positioning System)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。目前的全球覆盖率为98%。 在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登
2、月,航天飞机升空,共同位列为20世纪“三大航天工程”,中国“北斗”,欧盟“伽利略”,俄罗斯“格洛纳斯”,包括三大部分： 空间部分、地面控制部分、用户设备部分,二、全球定位系统(GPS)的组成,空间部分,为了建立坐标。为了减少误差，一般要求4颗卫星，用于定位的4颗卫星称为定位星座。每一个点至少可以接受四颗卫星信号,一维坐标,二维坐标,三维坐标,地面监控部分,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、印度洋的狄哥伽西亚(Diego Garc
3、ia)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。,卫星上各种设备是否正常工作,是否一直沿预定轨道运行,要由地面设备监控,主控站收集各监控站提供的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：(1)如及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站；(2)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(3)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。,注入站:在每颗卫星运行到上空时,将导航数据及主控站的指令注入到
4、卫星.,手持型GPS接收机,用户设备,用于精密大地测量,导航接收机,三、全球定位系统(GPS)的工作过程,向GPS卫星发送导航定位信号,地面监控系统对卫星进行监测和调控。, 用户系统接受GPS卫星发射的信号后进行导航、定位。,全球定位系统的优势,(1)全球，全天候工作。(2)能为用户提供连续、实时的三维位置、速度 和精密时间，不受天气的影响。(3)定位精度高：采用差分定位，精度可达厘米 级和毫米级。(4)功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS在各个领域得到巧妙的运用。,GPS的应用及发展趋势,GPS应用于测量,GPS技术给测绘界带来了一场革命。利用载波相位差分技术（RTK），在实时
5、处理两个观测站的载波相位的基础上，可以达到厘米级的精度。 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; 观测点之间无须通视; 测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节。,GPS应用于交通,出租车、租车服务、物流配送等行业利用GPS技术对车辆进行跟踪、调度管理，合理分布车辆，以最快的速度响应用户的乘车或送请求，降低能源消耗，节省运行成本。 车载设备通过GPS进行精确定位，结合电子地图以及实时的交通状况，自动匹配最优路径，并实行车辆的自主导航。,GPS应用于救援,利用GPS定位技术，可对火警、救护、警察进行应急调遣，提高紧急事件处理部门对火灾
6、、犯罪现场、交通事故、交通堵塞等紧急事件的响应效率。 有了GPS的帮助，救援人员就可在人迹罕至、条件恶劣的大海、山野、沙漠，对失踪人员实施有效的搜索、拯救。,GPS应用于农业,发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，即所谓的“精准农业耕作”。,GPS应用于娱乐消遣,随着GPS接收机的小型化以及价格的降低，GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们旅游、探险的好帮手。通过GPS，人们可以在陌生的城市里迅速地找到目的地，并且可以最优的路径行驶；野营者携带GPS接收机，可快捷地找到合适的野营地点，不必担心迷路。,导航中的应用,船舶远洋导航和进港引水飞机航路引导和进场降落汽车自主导航地面车辆跟踪和城市智
7、能交通管理紧急救生个人旅游及野外探险个人通讯终端(与手机，PDA，电子地图等集成一体),授时校频中的应用,电力，邮电，通讯等网络的时间同步准确时间的授入准确频率的授入,高精度测量中的应用,各种等级的大地测量，控制测量道路和各种线路放样水下地形测量地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测GIS应用工程机械（轮胎吊，推土机等）控制精细农业,GPS车辆导航监控系统,车载GPS监控调度系统采用了GPS（全球卫星定位系统）技术、GSM（全球移动通讯系统）技术、GIS（地理信息系统）技术和计算机网络通信技术，它是在GSM（移动公众网）的基础上开发的一套社会综合防范和远程监控、通讯、管理、调度系统。利用本监控
8、系统，可以远程无线监控、调度所有在GSM网覆盖范围内的移动目标如警用车辆、出租车辆、租赁车辆、民用车辆等。,GPS车辆导航监控系统,车载部分,硬件部分：GPS信号接收设备与监控中心的通讯设备计算机等控制设备软件部分GPS数据处理与分析软件GIS应用软件（包含报警等特殊功能）交通信息数据库、地图数据库,监控中心部分,硬件部分：电台等通讯设备计算机等相关设备GPS设备软件部分：GPS数据处理与分析软件GIS应用软件部分交通信息数据库（道路信息、车流信息等）相关的电子地图,基本功能模块,监控中心部分：1. 基本的GIS功能图层的管理、地图浏览、车辆位置的实时显示与轨迹回放最优路径选择（最短路程或最短
9、时间）（可据目标位置选择车辆）搜索功能（搜索指定车辆、指定区域内的车辆、指定单位(地点)附近的所有车辆，指定组号的所有在网车辆）定位功能（车辆与目的地的）地图的编辑功能,2基本的GPS功能GPS信号的接收与处理计算并向移动用户发送差分改正量（伪距或位置）3其他功能接收并处理移动用户发送过来的信息向移动用户发送各种监控与调度信息报警处理：1. 显示报警车辆的信息。2. 显示报警车辆附近的警力情况。3. 对报警车辆进行单屏专门跟踪，轨迹回放分析案情。4. 进行遥控熄火。,车载（移动用户）部分：,1. 基本的GIS功能最优路径选择（最短路程或最短时间）（可据目标位置选择最佳道路）路口转向与待行距离的
10、多媒体提示（数据与语音）2基本的GPS功能GPS信号的接收与处理计算并向监控中心发送位置信息接收监控中心的差分改正信息并进行位置修正或直接接收监控中心改正后的位置信息3其他功能向监控中心报警或发送求助等信息,几个需要关注的问题：,差分方式的选择通讯方式的选择(无线通讯链路的选择)：建立专用网，单频点电台或集群电话；租用公众网，GSM网，微波网，调频幅载波等接收机的选择（使用在低信噪比S/N下仍然能工作的接收机，采用你能够同时接受GPS与Glonass卫星信号的接收机）信号中断（信号屏蔽）时导航定位的解决方式（使用GPS与惯导系统INS结合（较贵）或用GPS与船位推算系统DR相结合），即如何保证
11、车辆连续准确导航。GIS开发工具的选择：控件式（MapInfo公司的Mapx或Esric公司的MapObject控件等）,用途：1进行车辆的定位导航2进行车辆的有效调度与安全管理防盗监控管理3交管部门进行交通管理采用GPS导航监控系统可以有效地利用现有道路设施,减少拥挤,便于集中管理调度,为驾驶员提供足够的交通、服务、公安、娱乐等信息,特别是动态交通信息,还可进行特殊车辆的不间断跟踪监控和重要车辆的安全报警等,GPS全球卫星导航系统的发展趋势,向多系统组合式导航方向发展与惯性导航、无线电导航技术相结合 向差分导航方向发展,GPS Global Positioning System,授课人:杨志
12、鸿,四、全球定位系统(GPS)的应用,它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度,GPS功能,1、定位：我要去哪里？,2、导航：如何去？,3、跟踪：跟踪监视人或物体的运动,4、绘图：用于绘制世界地图,5、定时：提供准确的时间,1、在林业管理方面的应用,GPS技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐木材面积，确定原始森林、道路位置，对森林火灾周边测量，寻找水源和测定地区边界方面可以发挥独特的重要作用,四、全球定位系统(GPS)的应用,在农业方面GPS也有用武之地以往飞机向农田喷洒农药，用人在地面摇动红旗做方位指示，经常由于不够准确造成喷洒效率低，而有GPS定位仪后，合理分布航线,飞机可以按
13、事先设计好的经纬度，利用定位仪确认坐标后喷洒，大大提高了喷洒效率 ,大大节省飞机作业的费用,喷杀化肥农药时,减少重叠,避免浪费,避免过多的用量影响农作物生长.,2、在农业方面的应用,四、全球定位系统(GPS)的应用,3、在交通方面的应用,四、全球定位系统(GPS)的应用,1、车载GPS的功用,使装有GPS的出租车配备合理，能最大程度的满足乘客的要求，从而减少了空载率，降低能源消耗，节省运行成本，并使行车、乘车安全系数大大提高等功能。,2、航海应用,4、在军事方面的应用,GPS最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国防部控制。它主要用来给航行中的军舰，飞机，导弹等设施提供定位和导航信息，同时也
14、广泛应用于野外行进中单兵和移动装备的定位和跟踪。,四、全球定位系统(GPS)的应用,全球定位系统的应用案例,以美国为首的北约悍然使用5枚导弹袭击了中国驻南斯拉夫大使馆，那5枚导弹均匀地分布在我们的大使馆楼顶的扇面上，其中4枚当场爆炸，另有1枚未爆炸，使馆被夷为焦土，3位新闻工作者邵云环、许杏虎、朱颖当场牺牲。,GPS 在测南极冰盖最高点中的应用,海拔4500米的定日GPS跟踪站也在与登顶测量同步进行观测。,队员王新光在大本营交会点与峰顶队员进行GPS同步测量。,陕西商洛千余客车装上GPS10月31日，记者从商洛市交通部门获悉，为了最大限度地减少和预防事故发生，要求19座以上客车和危险品运输车辆
15、全部安装GPS车载终端装置，以便于加强管理。到目前，全市已安装1094辆，安装率达到93%。据介绍，商洛山大沟深，道路状况复杂。经营业主受利益驱使，超速、超载等违章现象屡禁不止。加之营运车辆点多线长面广，流动性大，动态监管盲区过多，容易引发交通事故，给国家和人民生命财产造成极大损失。今年以来，交通部门在安监、交警等部门积极配合支持下迅速建立了道路运输GPS监控系统。该系统通过电子地图对车辆行驶的位置、方向、速度等运营情况进行实时跟踪，实现了对乘客、驾驶员和车辆进行事前、事中和事后的全方位安全监控，最大限度地减少和预防道路交通安全事故发生。,利用GPS定位技术，可对消防人员，救护人员，交通人员进
16、行紧急调谴，从而提高紧急事件处理部门对火灾，犯罪现场，交通事故等紧急事件的反应效率。,1.GPS系统在营救F-117A隐形战斗机飞行员之前，曾成功地营救过美国F-16战斗机的飞行员，1993年4月还曾营救过阿拉法特1993年4月，巴勒斯坦解放组织领导人阿拉法特的座机在飞行途中不幸遇上沙暴，飞机被迫降落在撒哈拉大沙漠里与阿拉法特失去联系的巴勒斯坦解放组织总部使尽浑身解数寻找未果，最后只好借助美国的侦察卫星十几小时之后，才在茫茫沙漠中找到了迫降飞机的准确位置，使阿拉法特获救美国使用的这种卫星救援系统正是屡见奇功的“导航星”全球定位系统，即GPS由于它全球定位及时准确，被称为“当代观音”,救援案例,
17、2. 最早为美国军方使用的全球定位系统，如今也担负起了保障日本儿童安全的责任。孩子们背上装有全球定位系统的书包，就可以随时随地处于被追踪的状态，即使不幸遭绑架，也便于警方营救。 这项技术还是儿童的乐趣。日本玩具制造商将报警器制成了“宠物小精灵”的动漫形象。当儿童感觉到危险时，只要把绑在书包上的宠物小精灵的脑袋揪下来，报警器就会发出报警声。 在横滨，一所学校的150名学生自愿参加了一套系统的测试：将一个像火柴盒般大小的“护身符”挂在身上。这种“护身符”中植有微芯片，其发出的无线电波通过天线给学生家长发送电子邮件，以确认学生是否安全。“护身符”上还有一个报警按钮，学生摁动后，“护身符”会向家人发送一系列信息，包括学生的姓名和所在位置。,1、无论是在陆地、海洋，还是在天空，全球定位系统都能为用户提供精确的三维坐标、速度和时间，这体现了全球定位系统的特点（ ）A、全能性 B、全球性 C、全天候 D、实时性2、全球定位系统的主要功能是（ ）地理事物定位海陆空导航 导弹精确制导 大地和工程测量寻找地下矿藏A、B、C、 D、,A,A,试试看,
