1.全球定位系統(tǒng)的組成
全球定位系統(tǒng)各組成部分的關(guān)系：
2.GPS進行空間定位的方法
由于衛(wèi)星的位置可精確得知，在GPS觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置(X,Y,Z)?？紤]到衛(wèi)星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經(jīng)緯度和高程。圖3—1—7顯示了GPS接收機的定位原理。
3.GPS信號的接收
當接收機處于3顆以上的衛(wèi)星交叉測量范圍時，就能顯示所處位置。圖3—
1—6顯示了所接收的衛(wèi)星信號情況，接收機處于某顆衛(wèi)星的精確測量范圍中時，它接收這顆衛(wèi)星的信號就較強。GPS接收機只收不發(fā)信號，故不受衛(wèi)星系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)的控制，用戶數(shù)量也不受限制。
探究二 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用
1.全球定位系統(tǒng)的特點
GPS技術(shù)具有全天候、高精度和自動測量的特點。
(1)全球、全天候工作。全天候指包括所有復(fù)雜天氣在內(nèi)的各種天氣。GPS全天候是指GPS不受天氣限制，在任何氣候條件下都能使用或工作。
(2)能為用戶提供連續(xù)、實時的三維位置、速度和精密時間，不受天氣的影響。
(3)定位精度高：單機定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達厘米級和毫米級。 (4)功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對GPS認識的加深，GPS不僅在測量、導(dǎo)航、測速、測時等方面取得更廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大。
2.全球定位系統(tǒng)的主要功能
主要功能是定位和導(dǎo)航。
3.全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用
全球定位系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，在應(yīng)用時主要利用了其定位和導(dǎo)航功能。具體如下表所示：
(1)GPS在汽車導(dǎo)航中的應(yīng)用
GPS系統(tǒng)的智能調(diào)度功能，使裝有GPS的出租汽車配備合理，能最大程度地滿足乘客的要求，從而減少了空載率，降低能源消耗，節(jié)省運行成本，并使行車、乘車安全系數(shù)大大提高。當車輛在營運途中出現(xiàn)機械故障、交通事故或人員意外受傷等情況時，可通過GPS及時采取救援措施。GPS系統(tǒng)還能監(jiān)控聲音，對于司機不文明用語或刁難、欺騙乘客等行為，通過GPS遙控監(jiān)督，對司機及時發(fā)出警告，責令其立即改正。一旦車輛遭劫或被盜，跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)和車載報警系統(tǒng)會不斷地將車輛位置、前進路線以及緊急報警信號等，發(fā)送到監(jiān)控中心，以便通過衛(wèi)星定位跟蹤，鎖定車輛的具體位置并報警，甚至發(fā)出遙控鎖車指令，使車輛強行熄火，停止行駛。?
(2)精準農(nóng)業(yè)
通過實施精準耕作，可在盡量不減產(chǎn)的情況下，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有效避免資源浪費，降低因施肥除蟲對環(huán)境造成的污染。
GPS可以應(yīng)用于土壤養(yǎng)分的分布調(diào)查，在播種前，可用一種適用于在農(nóng)田中運行的采樣車輛按一定的要求在農(nóng)田中采集土壤樣品。車輛上配置GPS接收機和
計算機，計算機中配置GPS軟件。采集樣品時，GPS接收機把樣品采集點的位置精確地測定出來，將其輸入計算機，計算機依據(jù)地理信息系統(tǒng)將采樣點標定，繪出一幅土壤樣品點位分布圖。
GPS可以監(jiān)測作物產(chǎn)量，在聯(lián)合收割機上配置計算機、產(chǎn)量監(jiān)視器和GPS接收機，就構(gòu)成了作物產(chǎn)量監(jiān)視系統(tǒng)。對不同的農(nóng)作物需配備不同的監(jiān)視器，例如監(jiān)視玉米產(chǎn)量的監(jiān)視器，當收割玉米時，監(jiān)視器記錄下玉米所結(jié)穗數(shù)和產(chǎn)量，同時GPS接收機記錄下收割該株玉米所處位置，通過計算機最終繪制出一幅關(guān)于每塊土地的產(chǎn)量分布圖。通過和土壤養(yǎng)分含量分布圖的綜合分析，可以找出影響作物產(chǎn)量的相關(guān)因素，從而進行具體的田間施肥等管理工作。 GPS幫助合理施肥，便于農(nóng)業(yè)管理。設(shè)置有GPS接收機的噴施器在GPS的控制下，依據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠精確地給田地的各點施肥，施用的化肥種類和數(shù)量由計算機根據(jù)養(yǎng)分含量分布圖控制。利用飛機進行播種、施肥、除草等工作，代價昂貴。利用GPS對飛機精密導(dǎo)航，合理地布設(shè)航線，將大大節(jié)省飛機作業(yè)費用，大約可以降低50%。具體應(yīng)用中，利用GPS定位技術(shù)可以使飛機在噴灑化肥和除草劑時減少重疊，節(jié)省化肥和除草劑用量，避免過多的用量影響農(nóng)作物生長，還可以減少轉(zhuǎn)彎重疊，避免浪費，對于在夜間噴施，更有其優(yōu)越性，因為夜間蒸發(fā)和漂移損失小，夜間植物氣孔張開，容易吸收除草劑和肥料，提高除草和施肥效率。依靠GPS進行精密導(dǎo)航，引導(dǎo)農(nóng)機具進行夜間噴施和田間作業(yè)，可以節(jié)省大量的農(nóng)藥和化肥。
(3)娛樂
旅游或野外考查，利用GPS，可以隨時知道自己所在的位置及行走速度和方向，使自己不迷失路途。
GPS接收機的小型化、操作簡便以及價格大幅度降低，使GPS手持機和手表式接收機等成為旅游、探險者的好幫手。利用GPS，旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在位置，確定前往目的地的最優(yōu)行進方式和路線。野外探險者攜帶GPS接收機，可快捷地找到合適的道路和宿營地點，并在發(fā)生險情時，迅速定位、報警，以便及時、有效地得到救援。GPS還能準確記錄每次攝影地點，并自動計算出該地點每天日出、日落時間，為出游者在最佳地點和最佳時間拍攝到最理想的畫面提供幫助?？梢灶A(yù)言，GPS將成為時尚的高科技產(chǎn)品，并不斷地改變。
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