全球定位系統及其功能
全球定位系統(GPS)是一導航系統,在六十年代籌劃,七十年代測試,而一系列的人造衛星則在1989至1993年間發射升空。最初,美國政府發展這系統的目的是防衛,從1983年起,才開放給民間使用。全球定位系統已製造了十萬多個職位,成為一個數以億元計算的工業。系統是由二十四顆圍繞地球的人造衛星所組成,每顆衛星距離地球表面約12,000哩,使人可以確定自己在地球上的位置,準確程度是幾百尺以內。
全球定位系統的應用
利用全球定位系統,可以求出我們的地理位置(經度及緯度)、高度、速度及方向,全球定位系統在陸地、海上及空中都有很多用途。
全球定位系統可用於 ? 飛機導航 ? 船隻導航 ? ? ? ? ? ? ?
汽車導航 測量
戶外活動,例如︰遠足 追蹤
緊急救援,例如︰救護及火警 繪製地圖 軍事用途
全球定位系統的三個主要部份
全球定位系統包括以下三個主要部份 一、 太空部份(人造衛星) 二、 地面控制部份(地面控制站) 三、 使用者接收部份(使用者及衛星接收機)
太 空 部 份 SPACE SEGMENT 地面控制部份 CONTROL SEGMENT使用者接收部份 USER SEGMENT 太空部份包括最少二十四顆人造衛星(二十一顆加三顆備用衛星)。衛星距離地球表面約12,000哩,每十二小時圍繞地球運行一周,衛星不斷地播放無線電信號,顯示它的位置及時間。
地面控制部份包括地面控制站,負責監測及控制衛星。
使用者接收部份包括使用者及衛星接收機,接收機量度衛星信號及求出使用者的位置。
全球定位系統是如何定位?
衛星是平均分佈,使地球上任何一個位置,都可觀看到最少四顆衛星。每顆衛星不斷地傳送無線電信號,播放它的位置及時間。
全球定位系統以衛星的位置作為參考,求出我們在地球上的位置。衛星接收機量度信號由衛星傳送到接收機所需的時間,從而計算出接收機與衛星的距離,這距離是等於所需時間乘以光速,即是
距離=所需時間x光速
地面接收機準確量度與三顆衛星的距離,再利用電腦便可求出本身的位置,其地理位置可以經度及緯度顯示。
如果可以接收到第四顆衛星的信號,接收機除了可以顯示我們的地理位置,也可顯示我們的高度。
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全球定位系統的限制
在接收不到衛星信號的地方,例如︰山洞、大廈內、地底、水底等,我們便不能使用全球定位系統,此外,全球定位系統接收機所提供的位置可能有誤差。