单元活动　 全球定位系统与交通运输

导 入 新 课

　　我们来了解全球定位系统(GPS)与交通运输的关系

1957年10月,世界上第一颗人造地球卫星的发射成功,标志着空间科技的发展跨入了一个崭新的时代,随着人造地球卫星的不断发射,利用卫星定位测量已成为现实。定位技术的发展经历了卫星定位技术,卫星多普勒测量到现在的全球定位系统(GPS)。全球定位系统是美国从本世纪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。在美国,GPS全球卫星定位技术与"阿波罗"飞船登月,航天飞机升空,共同给列为20世纪"三大航天工程"。

　　板书

　　GPS与交通运输的关系

　　一、全球定位系统的构成

　　GPS的组成:空间卫星系统,地面监控系统,用户设备系统。

出示投影片

Ppt1,GPS卫星,空间GPS系统,GPS地面监控站示意图(根据内容逐一展示)

讲课

　　GPS的全称是"授时与测距导航系统-全球定位系统"(navigation system timing and ranging-global positioning system)。它主要由三大子系统构成:空间卫星系统,地面监控系统,用户设备系统。

　　我们来逐一介绍:

　　(1)空间卫星系统作为空间部分,由均匀分布在6个轨道平面上的24颗高轨道工作卫星构成,各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55 ,轨道平面间距60 .在每一轨道平面内,各卫星升交角距差90 ,任一轨道上的卫星比西边相邻轨道上的相应卫星超前30 .事实上,空间卫星系统的卫星数量要超过24颗,以便及时更换老化或损坏的卫星,保障系统正常工作.该卫星系统能够保证在地球的任一地点向使用者提供4颗以上可视卫星.GPS工作卫星组网保障全球任一时刻,任一地点都可对4颗以上的卫星进行观测(最多可达11颗),实现连续,实时地导航和定位。

　　看GPS卫星图,它的两侧有两块双叶太阳能板,能自动双向定位,以保证卫星正常工作用电。

　　(2)地面支撑系统作为地面监控部分,由均匀分布在美国本土和三大洋的美军基地上的一个主控站,五个监测站和三个信息注入站构成。

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 Garcia)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。①主控站是根据各监控站提供的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:如及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站;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;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。②监测站是用GPS接收系统测量每颗卫星的伪距和距离差,采集气象数据,并将观测数据传