高中地理中图版必修三第三章第一节《全球定位系统的应用》(共38张PPT) (1)

1、SINOMAPS PRESS普通高中课程标准实验教科书 地理 必修第3册1.GPS（全球定位系统）（全球定位系统）2.RS（遥感技术）（遥感技术）3.GIS（地理信息系统）（地理信息系统）4.DE（数字地球）（数字地球）已经已经成熟成熟还只是还只是概念概念 第三章第三章 地理信息技术的应用地理信息技术的应用第一节第一节 全球定位系统的应用全球定位系统的应用当你旅游或野外考察时，通常用当你旅游或野外考察时，通常用哪些方法来哪些方法来辨别方向辨别方向或或确定确定你所在的你所在的位置位置？这些方法有什么不足？现在有？这些方法有什么不足？现在有没有更简单的方法？没有更简单的方法？教学目的：教学目的：.

2、了解全球定位系统的概念和工作原理了解全球定位系统的概念和工作原理.能举例说明全球定位系统在定位导航和能举例说明全球定位系统在定位导航和日常生活中的应用日常生活中的应用重点重点:定位导航与应用定位导航与应用难点难点:工作原理工作原理纬度纬度P1(x,y)P2(x,y,z)经度经度海拔海拔1. 1. 在一个平面直角坐标系上，确定点的位置，需在一个平面直角坐标系上，确定点的位置，需要知道几个值？要知道几个值？2. 2. 在一个空间三维坐标系上，确定点的位置，需在一个空间三维坐标系上，确定点的位置，需要知道几个值？要知道几个值？3. 3. 要精确知道一个人在地球上的位置，必须知道要精确知道一个人在地球

3、上的位置，必须知道几个值？至少需要几颗卫星？几个值？至少需要几颗卫星？（分组讨论、主动探究）（分组讨论、主动探究）1.1.概念概念全球定位系统全球定位系统，即，即GPSGPS（Global Positioning Global Positioning SystemSystem），是），是利用卫星网络利用卫星网络来获得地面某点的来获得地面某点的经纬经纬度度和和高程高程的系统。的系统。一、全球定位系统一、全球定位系统 全球定位系统是美国从全球定位系统是美国从2020世纪世纪7070年代开始研制，年代开始研制，历时历时2020年，耗资年，耗资200200亿美元，于亿美元，于19941994年全面建成

4、，具年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。的新一代卫星导航与定位系统。目前的全球覆盖率为目前的全球覆盖率为98%98%。 在美国在美国, ,GPSGPS全球卫星定位技术全球卫星定位技术与与“阿波罗阿波罗”飞飞船登月船登月, ,航天飞机升空航天飞机升空, ,共同给列为共同给列为2020世纪世纪“三大航天三大航天工程工程” ” 2.2.组成及作用组成及作用一、全球定位系统一、全球定位系统三大子系统组成：空间部分、地面控制系统、用户部分三大子系统组成：空间部分、地面控制系统、用户部分（1 1）空间部分）空

5、间部分各轨道平面相对于赤道平面的倾角为各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55，轨道平面间距，轨道平面间距60。在每一轨道平面内，各卫星升交角距差在每一轨道平面内，各卫星升交角距差90 2.2.组成及作用组成及作用一、全球定位系统一、全球定位系统作用：作用：提供与定位相提供与定位相关的参数和时间信息。关的参数和时间信息。组成组成作用：作用：主要用于监测和控制卫星及其各种主要用于监测和控制卫星及其各种设备是否正常运行。设备是否正常运行。（2 2）地面监控部分）地面监控部分2.2.组成及作用组成及作用一、全球定位系统一、全球定位系统组成：组成：1个个主控站主控站位于美国科罗拉多的斯平市（位于美国科罗拉

6、多的斯平市（Colorado Springs）的联合空间执行中心（）的联合空间执行中心（CSOC），），3个个注入站注入站分别设在大西洋、印度洋和太平洋的三个美国军事分别设在大西洋、印度洋和太平洋的三个美国军事基地上，即大西洋的阿松森（基地上，即大西洋的阿松森（Ascension）岛、印度洋的狄）岛、印度洋的狄哥哥伽西亚伽西亚(Diego Garcia)和太平洋的卡瓦加兰和太平洋的卡瓦加兰(Kwajalein),5个监测站个监测站设在设在主控站和三个注入站以及夏威夷岛主控站和三个注入站以及夏威夷岛。（3 3）用户设备）用户设备2.2.组成及作用组成及作用一、全球定位系统一、全球定位系统组成：组

7、成： 主要是主要是GPS接收机接收机能接收卫星信息，显示接收机所在的能接收卫星信息，显示接收机所在的位置位置（经度、纬度、高程）（经度、纬度、高程）、运动、运动速度速度，还，还可显示可显示到航路终点的距离和航向到航路终点的距离和航向。作用：作用：返回返回2.2.组成及作用组成及作用一、全球定位系统一、全球定位系统三大三大子系子系统统组成和分布组成和分布作用作用全全球球定定位位系系统统1个主控站、个主控站、3个注个注入站和入站和5个监控站个监控站空间空间部分部分地面监地面监控系统控系统用户用户设备设备由由21颗工作卫星颗工作卫星和和3颗在轨备用卫颗在轨备用卫星组成星组成GPS接收机接收机提供与定

8、位相关的参数提供与定位相关的参数和时间信息和时间信息主要用于监测和控制卫星及主要用于监测和控制卫星及其各种设备的运行其各种设备的运行显示接收机所在的显示接收机所在的位置（经位置（经度、纬度、高程）、速度度、纬度、高程）、速度，到航路终点的到航路终点的距离距离和和航向航向。纬度纬度P1(x,y)P2(x,y,z)经度经度海拔海拔1. 1. 在一个平面直角坐标系上，确定点的位置，需在一个平面直角坐标系上，确定点的位置，需要知道几个值？要知道几个值？2. 2. 在一个空间三维坐标系上，确定点的位置，需在一个空间三维坐标系上，确定点的位置，需要知道几个值？要知道几个值？3. 3. 要精确知道一个人在地

9、球上的位置，必须知道要精确知道一个人在地球上的位置，必须知道几个值？至少需要几颗卫星？几个值？至少需要几颗卫星？（分组讨论、主动探究）（分组讨论、主动探究）要精确知道一个人在地球上的要精确知道一个人在地球上的位置位置，必须知道这，必须知道这个人所处的个人所处的经度、纬度和海拔高度经度、纬度和海拔高度三个值。即通常应三个值。即通常应用用3颗颗卫星的数据就可以进行定位，但要卫星的数据就可以进行定位，但要保证对目标保证对目标实时观测实时观测（诸如提供目标运动数据等），（诸如提供目标运动数据等）， 则需要则需要至至少少4颗卫星颗卫星的信号。的信号。3.3.全球定位系统的基本原理全球定位系统的基本原理一

10、、全球定位系统一、全球定位系统3.3.全球定位系统的基本原理全球定位系统的基本原理GPS定位示意图定位示意图GPSGPS系统采用系统采用“时间时间同步同步、单程测距单程测距”的原的原理来实现定位。理来实现定位。简单地说就是用户简单地说就是用户同时向已知其位置的同时向已知其位置的3 3个个导航卫星导航卫星分别进行距离分别进行距离测量，然后再以测量，然后再以该卫星该卫星为球心，以所测得的距为球心，以所测得的距离为半径，在空间画出离为半径，在空间画出3 3个球面，则该个球面，则该3 3个球面的个球面的相交点，就是用户的所相交点，就是用户的所在位置了。在位置了。 一、全球定位系统一、全球定位系统名词链

11、接：名词链接： “时间同步时间同步”: :是指卫星上的时钟与用户设备内是指卫星上的时钟与用户设备内的时钟是精确同步的（譬如说校准到两者之间几万年的时钟是精确同步的（譬如说校准到两者之间几万年才差才差1 1秒钟）秒钟） 。“单程测距单程测距”: :是指从导航卫星上发出的无线电是指从导航卫星上发出的无线电测距信号在传播到用户设备的这一单向行程中，就可测距信号在传播到用户设备的这一单向行程中，就可以把它们之间的距离测量出来。以把它们之间的距离测量出来。 一、全球定位系统一、全球定位系统3.3.全球定位系统的基本原理全球定位系统的基本原理4.4.接收机信号的解读与操作接收机信号的解读与操作表示接收机所

12、在表示接收机所在的经纬度位置。的经纬度位置。 数字表示被接收信号的数字表示被接收信号的卫星编号，黑色柱长短表示卫星编号，黑色柱长短表示信号的强弱。信号的强弱。卫星分布图描绘卫星分布图描绘了在接收机所处位置了在接收机所处位置（圆心）仰望天空能（圆心）仰望天空能搜索到的卫星，大圆搜索到的卫星，大圆表示地平线，小圆为表示地平线，小圆为抬以抬以4545角仰望天空角仰望天空的范围，越靠近中心的范围，越靠近中心，卫星信号越强。，卫星信号越强。一、全球定位系统一、全球定位系统特点：特点：全球性、全天候、高精度、连续性、实全球性、全天候、高精度、连续性、实时性、自动测量时性、自动测量。提供精密的三维坐标、速度

13、。提供精密的三维坐标、速度和时间信息。和时间信息。二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用1.1.全球定位系统的特点全球定位系统的特点二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用2.2.全球定位系统的主要功能全球定位系统的主要功能定位和导航定位和导航（1 1）GPSGPS在军事中的应用在军事中的应用GPSGPS导航的舰载导航的舰载飞弹飞弹 配备配备GPSGPS的士兵的士兵 美国海军核潜艇美国海军核潜艇 二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用3.GPS3.GPS的应用的应用主要用来给航空中的军舰、飞机导主要用来给航空中的军舰、飞机导弹等设施弹等设施提供定位和导航信息提供定位和导航信息，

14、同，同时也广泛应用于野外行军中单兵和时也广泛应用于野外行军中单兵和移动设备的移动设备的定位及跟踪定位及跟踪。u协同作战方面协同作战方面GPSGPS可为各级指挥系统提供可为各级指挥系统提供各种目标及事件所发生的时间和地点各种目标及事件所发生的时间和地点u导弹的制导，提高命中目标的精度导弹的制导，提高命中目标的精度美伊战争美伊战争70%70%左右使用左右使用GPSGPS辅助制导，使战斧式巡航导辅助制导，使战斧式巡航导弹从弹从1 6001 600千米的地方准确打击一个小房子的目标。千米的地方准确打击一个小房子的目标。二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用（1 1）GPSGPS在军事中的应用在军

15、事中的应用3.GPS3.GPS的应用的应用 GPSGPS具有的巨大优势：具有的巨大优势：二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用（2 2）GPSGPS在测量中的应用在测量中的应用3.GPS3.GPS的应用的应用测量精度高、操测量精度高、操作简便、仪器便作简便、仪器便于携带、全天候于携带、全天候操作、信息自动操作、信息自动接收、存储等优接收、存储等优势。势。大地测量大地测量资源勘探资源勘探地壳运动观测地壳运动观测地籍测量地籍测量二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用（3 3）GPSGPS在交通中的应用在交通中的应用3.GPS3.GPS的应用的应用利用利用GPS技术可以对车辆进行技术可以

16、对车辆进行跟踪、调度管跟踪、调度管理，合理分配车辆理，合理分配车辆，降低能源消耗，节省营，降低能源消耗，节省营运成本。运成本。同时，同时，GPS对车辆还有对车辆还有导航导航功能。功能。车辆跟踪车辆跟踪利用利用GPSGPS和电子地图可以实时显示出车辆的实和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并任意放大、缩小、还原、换图；可以际位置，并任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪，利用该功现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪，利用该功能可对重要车辆和货物运输进行跟踪。能可对重要车辆和货物运输进行跟

17、踪。 二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用（3 3）GPSGPS在交通中的应用在交通中的应用3.GPS3.GPS的应用的应用提供出行路线的规划和导航提供出行路线的规划和导航 规划出行路线是汽车导航系统的一项重要辅助功规划出行路线是汽车导航系统的一项重要辅助功能，包括：能，包括： 自动线路规划自动线路规划：由驾驶员确定起点和终点，由计：由驾驶员确定起点和终点，由计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线，包括最快算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线，包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线等。的路线等。 人工线路设计人工线路设

18、计：由驾驶员根据自己的目的地设计：由驾驶员根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等，自动建立线路库。线路规划起点、终点和途经点等，自动建立线路库。线路规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计线路，并完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计线路，并同时显示汽车运行路径和运行方法。同时显示汽车运行路径和运行方法。二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用（3 3）GPSGPS在交通中的应用在交通中的应用3.GPS3.GPS的应用的应用信息查询信息查询 为用户提供主要物标，如旅游景点、宾馆、为用户提供主要物标，如旅游景点、宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地图上根据需要进医院等数据库，用户能够在电

19、子地图上根据需要进行查询。查询资料可以文字、语言及图像的形式显行查询。查询资料可以文字、语言及图像的形式显示，并在电子地图上显示其位置。同时，监测中心示，并在电子地图上显示其位置。同时，监测中心可以利用监测控制台对区域内任意目标的所在位置可以利用监测控制台对区域内任意目标的所在位置进行查询，车辆信息将以数字形式在控制中心的电进行查询，车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。子地图上显示出来。 二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用（3 3）GPSGPS在交通中的应用在交通中的应用3.GPS3.GPS的应用的应用话务指挥话务指挥 指挥中心可以监测区域内车辆的运行状况指挥中心可以

20、监测区域内车辆的运行状况，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟踪目标通话，实行管理。时与被跟踪目标通话，实行管理。二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用（3 3）GPSGPS在交通中的应用在交通中的应用3.GPS3.GPS的应用的应用紧急救援紧急救援 通过通过GPSGPS定位和监控管理系统可以对遇有险定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图可显示求助信息和报警目标，规划出最优子地图可显示求助信息和报警目标，规划出最优援助方案，并以报警声、光提醒值班人员进行

21、应援助方案，并以报警声、光提醒值班人员进行应急处理。急处理。 二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用（3 3）GPSGPS在交通中的应用在交通中的应用3.GPS3.GPS的应用的应用二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用（4 4）GPSGPS在救援中的应用在救援中的应用3.GPS3.GPS的应用的应用GPS可对消防人员可对消防人员、救护人员、交通、救护人员、交通警察进行警察进行应急调遣应急调遣，从而提高对紧急，从而提高对紧急事件的反应效率。事件的反应效率。在渔业中的应用二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用（5 5）GPSGPS在农业中的应用在农业中的应用3.GPS3.GPS的应用的应用GPS引入农业生产后产生了引入农业生产后产生了“精准农业耕作精准农业耕作”。旅游考察者 当你户外旅游或者野外探险的时候，为了不当你户外旅游或者野外探险的时候，为了不迷失方向，请问你通常用哪些方法来辨别方向或迷失方向，请问你通常用哪些方法来辨别方向或确定你所在的位置？确定你所在的位置？ 在旅游和野外考察中，利用在旅游和野外考察中，利用GPSGPS作向导，可作向导，可以随时知道所在地的位置及行走速度和方向。以随时知道所在地的位置及行走速度和方向。二