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)的應用
1.全球定位系統(tǒng)的特點
GPS技術具有全天候、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雜天氣在內的各種天氣。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，應用廣：隨著人們對GPS認識的加深，GPS不僅在測量、導航、測速、測時等方面取得更廣泛的應用，而且其應用領域也在不斷擴大。
2.全球定位系統(tǒng)的主要功能
主要功能是定位和導航。
3.全球定位系統(tǒng)的應用
全球定位系統(tǒng)被廣泛應用于各種領域，在應用時主要利用了其定位和導航功能。具體如下表所示：
(1)GPS在汽車導航中的應用
GPS系統(tǒng)的智能調度功能，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)精準農業(yè)
通過實施精準耕作，可在盡量不減產的情況下，降低農業(yè)生產成本，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可以應用于土壤養(yǎng)分的分布調查，在播種前，可用一種適用于在農田中運行的采樣車輛按一定的要求在農田中采集土壤樣品。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)測作物產量，在聯(lián)合收割機上配置計算機、產量監(jiān)視器和GPS接收機，就構成了作物產量監(jiān)視系統(tǒng)。對不同的農作物需配備不同的監(jiān)視器，例如監(jiān)視玉米產量的監(jiān)視器，當收割玉米時，監(jiān)視器記錄下玉米所結穗數(shù)和產量，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于每塊土地的產量分布圖。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量的相關因素，從而進行具體的田間施肥等管理工作。 GPS幫助合理施肥，便于農業(yè)管理。設置有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對飛機精密導航，合理地布設航線，將大大節(jié)省飛機作業(yè)費用，大約可以降低50%。具體應用中，利用GPS定位技術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作物生長，還可以減少轉彎重疊，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進行精密導航，引導農機具進行夜間噴施和田間作業(yè)，可以節(jié)省大量的農藥和化肥。
(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言，GPS將成為時尚的高科技產品，并不斷地改變。
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