全球定位系统各组成部分的关系：
2.GPS进行空间定位的方法
由于卫星的位置可精确得知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。图3—1—7显示了GPS接收机的定位原理。
3.GPS信号的接收
当接收机处于3颗以上的卫星交叉测量范围时，就能显示所处位置。图3—
1—6显示了所接收的卫星信号情况，接收机处于某颗卫星的精确测量范围中时，它接收这颗卫星的信号就较强。GPS接收机只收不发信号，故不受卫星系统和地面控制系统的控制，用户数量也不受限制。
探究二 全球定位系统的应用
1.全球定位系统的特点
GPS技术具有全天候、高精度和自动测量的特点。
(1)全球、全天候工作。全天候指包括所有复杂天气在内的各种天气。GPS全天候是指GPS不受天气限制，在任何气候条件下都能使用或工作。
(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：单机定位精度优于10米，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不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广泛的应用，而且其应用领域也在不断扩大。
2.全球定位系统的主要功能
主要功能是定位和导航。
3.全球定位系统的应用
全球定位系统被广泛应用于各种领域，在应用时主要利用了其定位和导航功能。具体如下表所示：
(1)GPS在汽车导航中的应用
GPS系统的智能调度功能，使装有GPS的出租汽车配备合理，能程度地满足乘客的要求，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。当车辆在营运途中出现机械故障、交通事故或人员意外受伤等情况时，可通过GPS及时采取救援措施。GPS系统还能监控声音，对于司机不文明用语或刁难、欺骗乘客等行为，通过GPS遥控监督，对司机及时发出警告，责令其立即改正。一旦车辆遭劫或被盗，跟踪监视系统和车载报警系统会不断地将车辆位置、前进路线以及紧急报警信号等，发送到监控中心，以便通过卫星定位跟踪，锁定车辆的具体位置并报警，甚至发出遥控锁车指令，使车辆强行熄火，停止行驶。
(2)精准农业
通过实施精准耕作，可在尽量不减产的情况下，降低农业生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥除虫对环境造成的污染。
GPS可以应用于土壤养分的分布调查，在播种前，可用一种适用于在农田中运行的采样车辆按一定的要求在农田中采集土壤样品。车辆上配置GPS接收机和
计算机，计算机中配置GPS软件。采集样品时，GPS接收机把样品采集点的位置精确地测定出来，将其输入计算机，计算机依据地理信息系统将采样点标定，绘出一幅土壤样品点位分布图。
GPS可以监测作物产量，在联合收割机上配置计算机、产量监视器和GPS接收机，就构成了作物产量监视系统。对不同的农作物需配备不同的监视器，例如监视玉米产量的监视器，当收割玉米时，监视器记录下玉米所结穗数和产量，同时GPS接收机记录下收割该株玉米所处位置，通过计算机最终绘制出一幅关于每块土地的产量分布图。通过和土壤养分含量分布图的综合分析，可以找出影响作物产量的相关因素，从而进行具体的田间施肥等管理工作。 GPS帮助合理施肥，便于农业管理。设置有GPS接收机的喷施器在GPS的控制下，依据土壤养分含量分布图，能够精确地给田地的各点施肥，施用的化肥种类和数量由计算机根据养分含量分布图控制。利用飞机进行播种、施肥、除草等工作，代价昂贵。利用GPS对飞机精密导航，合理地布设航线，将大大节省飞机作业费用，大约可以降低50%。具体应用中，利用GPS定位技术可以使飞机在喷洒化肥和除草剂时减少重叠，节省化肥和除草剂用量，避免过多的用量影响农作物生长，还可以减少转弯重叠，避免浪费，对于在夜间喷施，更有其优越性，因为夜间蒸发和漂移损失小，夜间植物气孔张开，容易吸收除草剂和肥料，提高除草和施肥效率。依靠GPS进行精密导航，引导农机具进行夜间喷施和田间作业，可以节省大量的农药和化肥。
(3)娱乐
旅游或野外考查，利用GPS，可以随时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接收机的小型化、操作简便以及价格大幅度降低，使GPS手持机和手表式接收机等成为旅游、探险者的好帮手。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，确定前往目的地的行进方式和路线。野外探险者携带GPS接收机，可快捷地找到合适的道路和宿营地点，并在发生险情时，迅速定位、报警，以便及时、有效地得到救援。GPS还能准确记录每次摄影地点，并自动计算出该地点每天日出、日落时间，为出游者在地点和时间拍摄到最理想的画面提供帮助。可以预言，GPS将成为时尚的高科技产品，并不断地改变。
