项目三 任务六 全球卫星导航系统（教案）-《电子商务物流管理》同步教学（中国人民大学出版社）

项目三 电子商务物流技术 任务六 全球卫星导航系统 授课时间 第*周第6次课 授课地点 建议学时 2学时 授课方式 理实一体化教学 教学目标 知识目标： ※掌握GPS的功能 ※掌握GPS的六大特点 ※明确GPS在物流中的应用 ※熟识北斗卫星导航系统 能力目标 ※能够熟悉并适应企业信息化运作管理模式 ※熟悉相关软件操作以及硬件设备使用 ※能够在电子商务物流中应用典型现代信息技术 素养目标 ※培养能够将所学与所用有机结合，具备良好的职业素养并完成任务，遵守各种行为规范和操作规范，承担相应的社会责任，在公平和平等的基础上做出决定的学生 教学重点和 难 点 重点：GPS的各项功能 难点：北斗导航与GPS导航的区别 媒介选用 多媒体教学系统、教学软件、PPT、APP 教学方法与 手 段 通过讲授、演示、练习、讨论总结实现边讲边练 教学实施 1.全球定位系统 全球卫星导航系统也叫全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS），是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。包括一个或多个卫星星座及其支持特定工作所需的增强系统。 1.1简介 全球定位系统（Global Positioning System，通常简称GPS）是一个中距离圆形轨道卫星导航系统，它可以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。系统由美国国防部研制和维护，可满足于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星；地面上的一个主控站、三个数据注入站和5个监测站及作用为用户端的GPS接收机。最少只需要其中4颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能连接到的卫星数越多，解码出来的位置就越准确。 该系统是由美国政府于20世纪70年代开始进行研制，于1994年全面建成。使用者只需要拥有GPS接收机，无需另外付费。GPS信号氛围民用的标准定位服务（SPS，Standard Positioning Service）和军规的精确定位服务（PPS，Precise Positioning Service）两类。由于SPS无需任何授权即可任意使用，原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击，故在民用信号中认为的加入误差以降低其精确度，使其最终定位的精确度大概在100米左右，军规的精度在10米以下。2000年后，克林顿政府决定取消对民用信号的干扰，因此，现在民用的GPS也可以达到10米左右的定位精度。 GPS系统拥有如下多种优点：全天候，不受任何天气的影响；全球覆盖（高达98%）；三维定速定时高精度；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。 1.2 GPS的功能 （1）精确定时：广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台中； （2）工程施工：道路、桥梁隧道的施工中大量采用GPS进行工程测量； （3）勘探测绘：野外勘探及城区规划中都有用到； （4）导航：包括诸如精确制导导弹、巡航导弹等武器导航；车辆调度、监控系统等车辆导航；远洋导航、港口/内河引水等船舶导航；航线导航、进场着陆控制等飞机导航；卫星轨道定位等星际导航；个人旅游以及野外探险等个人导航； （5）定位：可应用于车辆防盗系统、手机、PPC（Pocket PC）等通信移动设备防盗，电子地图，定位系统、儿童及特殊人群的防走失系统，农机具导航、自动驾驶、土地高精度平整等精准农业导航。 1.3 GPS的六大特点 （1）全天候：不受任何天气的影响； （2）全球覆盖（高达98%）； （3）三维定点定速定时高精度； （4）快速、省时、高效率； （5）应用广泛、多功能； （6）可移动定位。 1.4 GPS在物流中的应用 （1）车辆跟踪：通过GPS和电子地图可以实时显示车辆的实际位置，这样就可以对配送车辆和货物进行有效的跟踪。 （2）路线规划和导航：根据配送需求，系统可以在电子地图上设计出最优路线，并显示车辆的运行路径和方向。 （3）指挥调度：指挥中心可以监控区域内车辆的运行状况，根据实际情况进行合理的调度，以优化运输效率。此外，指挥中心还可以随时与跟踪目标进行通话，实施远程管理。 （4）信息查询：用户可以根据需要在电子地图上查询相关信息。例如，被查询目标会显示在电子地图上，指挥中心可以使用监控台查询区域内任何目标的位置，车辆信息将以数字形式显示在控制中心的电子地图上。 （5）紧急救援：通过GPS定位和监控管理系统，可以对遇到危险或事故的配送车辆提供紧急援助。 （6）办公自动化：物流信息平台可以完全规划物流网络各网点之间的进出口操作，实现完全无纸化操作，所有信息都可以通过Internet准确及时地到达对方手中。 （7）费用管理：实时监控车辆交费登记和救援情况，有效杜绝乱报费用的问题。 （8）信息共享：客户可以通过网络实时查询车辆运输途中的运行情况以及车辆所处的位置，接货方只需要通过发货方提供的相关资料和权限，就可以通过网络实时查看车辆和货物的相关信息，掌握货物在途中的情况以及大概的到达时间。以此来提前安排货物的接收、存放以及销售等环节，使货物的销售链可提前完成。 2.格洛纳斯卫星导航系统 2.1格洛纳斯卫星导航系统简介 格洛纳斯（GLONASS）是俄语“全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System)”的缩写。该系统最早开发于苏联时期，后由俄罗斯继续该计划。该系统于2007年开始运营，当时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务。到2009年，其服务范围已经拓展到全球。该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。 GLONASS星座共有24颗卫星：21颗工作星和3颗备份星。24颗星均匀地分布在3个近圆形的轨道平面上，这3个轨道平面两两相隔120°，每个轨道面有8颗卫星，同平面内的卫星之间相隔45°，轨道高度2.36万千米，运行周期11小时15分，轨道倾角64.8°。 2.2主要功能 GLONASS技术，可为全球海陆空以及近地空间的各种军、民用户全天候、连续地提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息。GLONASS在定位、测速及定时精度上优于施加选择可用性（SA）之后的GPS，俄罗斯向国际民航和海事组织承诺将向全球用户提供民用导航服务。 2.3在物流中的应用 由于GLONASS与GPS一样可为全球海、陆、空以及近地空间的各种用户提供全天候、连续、高精度的各种三维位置、三维速度和时间信息（PVT信息），因而该系统同样可应用于汽车自动定位和跟踪调度、铁路运输的管理以及军事物流等。 3.欧洲伽利略系统 3.1欧洲伽利略系统简介 伽利略计划，实际上是一个欧洲的全球导航服务计划。它是世界上第一个专门为民用目的设计的全球性卫星导航定位系统，与现在普遍使用的GPS相比，它将更先进、有效、可靠。 它的总体思路具有4大特点：自成独立体系；能与其他的GNSS系统兼容互动；具备先进性和竞争能力；公开进行国际合作。欧洲伽利略系统是欧洲计划建设的新一代民用全球卫星导航系统，按照规划伽利略计划将耗资约27亿美元，系统由30颗卫星组成，其中24颗卫星为工作卫星，6颗为候补卫星。卫星高度为24126千米，位于3个倾角为56°的轨道平面内。该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外，还有2个地面控制中心。 3.2主要功能与服务 虽然提供的信息仍是位置、速度和时间，但是伽利咯系统提供的服务种类远比GPS多。GPS仅有标准定位服务（SPS）和精确定位服务（PPS）两种，而伽利路系统则提供5种服务：公开服务(OS)——与GPS的SPS相类似，免费提供、生命安全服务（SOLS)、商业服务（CS)、公共特许服务（PRS）以及搜救（SAR）服务。 3.3在物流中的应用 伽利略系统在物流中具有广泛的应用价值。首先，它可以提供高精度、高可靠性的定位服务，帮助物流企业实现实时监控、优化运输路径、提高运输效率等目标。其次，通过与全球导航卫星系统兼容，伽利略系统可以为用户提供多模式、多频段的导航定位服务，满足不同物流应用场景的需求。此外，由于伽利略系统的可靠性较高，它可以确保物流运输过程中的安全性和稳定性，减少事故和延误。 具体应用场景包括： 1. 实时监控：通过接收来自卫星的信号，伽利略系统可以实时监测车辆和货物的位置，帮助物流企业掌握运输过程中的动态信息。 2. 路径规划：基于卫星定位数据，伽利略系统可以提供准确的地图信息，帮助物流企业优化运输路径，降低运输成本和时间。 3. 货物追踪：通过伽利略系统，物流企业可以实时追踪货物的位置和运输状态，为客户提供准确的货物信息。 4. 紧急救援：在遇到紧急情况时，物流企业可以利用伽利略系统快速定位并找到货物，及时采取救援措施。 5. 智能物流：结合物联网技术和大数据分析，伽利略系统可以帮助物流企业实现智能化管理和运营，提高物流效率和降低成本。 4.北斗卫星导航系统 4.1北斗卫星导航系统简介 中国的北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。 4.2功能 北斗系统具有四大功能。第一，短报文通信。北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。第二，区城导航。北斗卫星导航系统能够为用户提供精准的导航服务，包括实时路线规划、导航指引、电子地图等功能。用户只需要输入目的地，北斗卫星导航系统就能够为其提供最优的路线规划，并提供导航指引，帮助用户准确到达目的地。第三，精密授时。北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns~100ns时间同步精度。随着北斗系统加速走向全球组网，高精度和统一的北斗时间系统应用的领域越来越广泛，例如在电力、通信、金融、测量等行业更是发挥着至关重要的作用。第四，定位精度。北斗系统水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。系统容纳的最大用户数为540000户/小时。 4.3在物流中的应用 北斗系统在物流中的应用主要包括以下几个方面。 （1）道路交通管理。卫星导航将有利于减缓交通阻塞，提升道路交通管理水平。通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机，车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路交通管理。 （2）铁路智能交通。卫星导航将促进传统远输方式实现升级与转型。例如，在铁路运输领域，通过安装卫星导航终端设备，可极大缩短列车行驶间隔时间，降低运输成本，有效提高运输效率。未来，北斗卫星导航系统将提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务，促进铁路交通的现代化，实现传统调度向智能交通管理的转型。 （3）海运和水运。海运和水运是全世界最广泛的运输方式之一，也是卫星导航最早应用的领域之一。在世界各大洋和江河湖泊行驶的各类船舶大多都安装了卫星导航终端设备，使海上和水路运输更为高效和安全。北斗卫星导航系统将在任何天气条件下，为水上航行船舶提供导航定位和安全保障。同时，北斗卫星导航系统特有的短报文通信功能将支持各种新型服务的开发。 （4）航空运输。当飞机在机场跑道着陆时，最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离。利用卫星导航精确定位与测速的优势，可实时确定飞机的瞬时位置，有效减小飞机之间的安全距离，甚至在大雾天气情况下，可以实现自动盲降，极大提高飞行安全和机场运营效率。通过将北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合，将为航空运输提供更多的安全保障。 考核评价 综合成绩评定：平时成绩(40%)+期末成绩(60%)两部分。 （1）平时成绩占总成绩的40%，由学生出勤率、学习态度、项目作业、平时测验组成； （2）期末成绩占总成绩的60%，以期末考试为准。 教学效果 案例引入调动了学生的学习兴趣，学生积极性较高，积极配合了教学。但是由于知识点较多，课后仍需巩固提高。 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $$