第三章第一节全球定位系统应用_中图版必修3

1、中国地图出版社SINOMAPS PRESS普通高中课程标准实验教科书 地理 必修第3册课程标准课程标准举例说明全球定位系统在定位导航中的应用。举例说明全球定位系统在定位导航中的应用。学习目标学习目标了解：了解：GPS的主要组成部分及其主要工作原理。的主要组成部分及其主要工作原理。理解：理解：的功能及的功能及一、全球定位系统一、全球定位系统(GPS)1概念：利用卫星网络来获得地面某点概念：利用卫星网络来获得地面某点_和和_的系统。的系统。2组成：由组成：由3个相对独立的部分组成。个相对独立的部分组成。(1)空间部分：即空间部分：即GPS卫星星座，由卫星星座，由_颗工作卫星，颗工作卫星，3颗颗_，

2、共同运行在，共同运行在_个轨道面上。个轨道面上。GPS卫星不间断地发送各自与定位相关的卫星不间断地发送各自与定位相关的_和和_信息。信息。基础自主梳理基础自主梳理经纬度经纬度高程高程21备用卫星备用卫星6参数参数时间时间(2)地面监控系统：主要用于地面监控系统：主要用于_和和_卫星卫星上的各种设备的工作及卫星的运行。上的各种设备的工作及卫星的运行。(3)用户设备部分：即用户设备部分：即GPS接收机，能显示接收接收机，能显示接收机的机的_、高度、运动方向和、高度、运动方向和_等信息。等信息。监测监测控制控制经纬度经纬度速度速度全球定位系统的系统组成全球定位系统的系统组成空间空间部分部分地面地面监

3、控监控系统系统用户用户设备设备部分部分全球定位系统全球定位系统由由24颗卫星组成（其颗卫星组成（其中中3颗备用），分布颗备用），分布在在6个轨道平面上个轨道平面上主要是主要是GPS接收机接收机提供与定位提供与定位相关的参数相关的参数和时间信息和时间信息主要用于监测和主要用于监测和控制卫星及其各控制卫星及其各种设备的运行种设备的运行可以确定接可以确定接收机所在点收机所在点的位置、速的位置、速度、到航路度、到航路终点的距离终点的距离和航向等信和航向等信息息合作探究合作探究1卫星定位的基本原理卫星定位的基本原理(提示：对地面上任意一点进行定位需要几颗卫星？提示：对地面上任意一点进行定位需要几颗卫星？

4、对地面上任一点进行实时观测需要几颗卫星？对地面上任一点进行实时观测需要几颗卫星？)卫星定位的基本原理卫星定位的基本原理简单地说就是用简单地说就是用户同时向已知其位置户同时向已知其位置的的3个导航卫星分别个导航卫星分别进行距离测量，然后进行距离测量，然后再以该卫星为球心，再以该卫星为球心，以所测得的距离为半以所测得的距离为半径，在空间画出径，在空间画出3个个球面，则该球面，则该3个球面个球面的相交点，就是用户的相交点，就是用户的所在位置了。的所在位置了。学以致用学以致用二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用1GPS的特点：的特点：_、_、自动测量。、自动测量。2GPS的主要功能：的主要功能

5、：_和和_。3GPS的应用领域的应用领域(1)军事：军事：GPS最初建立的目的是为了军事应用。最初建立的目的是为了军事应用。(2)测量：具有测量测量：具有测量_、操作简便、仪器便于、操作简便、仪器便于携带、携带、_操作、信息自动操作、信息自动_等优势。等优势。全天候全天候高精度高精度定位定位导航导航精度高精度高全天候全天候接收、存储接收、存储(3)交通：交通：GPS可对车辆进行可对车辆进行_，合理分配车辆。，合理分配车辆。 (4)救援：救援：GPS可对消防人员、救护人员、交通可对消防人员、救护人员、交通警察进行警察进行_。 (5)农业：农业：GPS引入农业生产后产生了引入农业生产后产生了“_”

6、。 (6)娱乐：娱乐：GPS走进了人们的日常生活，成为人走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手。们出行、旅游、探险的好帮手。跟踪跟踪调度管理调度管理应急调遣应急调遣精准农业耕作精准农业耕作1、军事方面、军事方面 随着卫星技术在军事领域的广泛运用，战争的陆、海、随着卫星技术在军事领域的广泛运用，战争的陆、海、空三维空间已发展到陆、海、空、天、电（磁）五维空间。空三维空间已发展到陆、海、空、天、电（磁）五维空间。在海湾战争中，美国航天司令部统一指挥了约在海湾战争中，美国航天司令部统一指挥了约70颗卫星，颗卫星，支援陆海空作战，海湾战争也因此被称为支援陆海空作战，海湾战争也因此被称为

7、“第一次空间战第一次空间战争争”。显然，谁拥有。显然，谁拥有“制信息权制信息权”，谁就能掌握高技术战，谁就能掌握高技术战场的主动权，而场的主动权，而“制信息权制信息权”又离不开又离不开“制天权制天权”。“制天权制天权”与美国国家导弹防御系统也有着密不可分的联与美国国家导弹防御系统也有着密不可分的联系，如果卫星被毁或系，如果卫星被毁或“致盲致盲”它就会瘫痪，因此，美国在它就会瘫痪，因此，美国在打打“卫星战卫星战”方面比谁都起劲。方面比谁都起劲。作用：给航行中的军舰、飞机及导弹等设施提供定位作用：给航行中的军舰、飞机及导弹等设施提供定位和导航信息；同时也应用于野外行进中的单兵和移动和导航信息；同时

8、也应用于野外行进中的单兵和移动装置的定位及跟踪装置的定位及跟踪车载型车载型GPS机机2、交通方面、交通方面3、测量方面、测量方面 本次测量除采用本次测量除采用1975年时的传统测量方法外，还采年时的传统测量方法外，还采取取GPS测量系统。测量系统。珠穆朗玛峰高度最新测量结果为珠穆朗玛峰高度最新测量结果为8844.43米米参数：珠穆朗玛峰峰顶岩石面高参数：珠穆朗玛峰峰顶岩石面高程测量精度程测量精度0.21米；峰顶冰雪米；峰顶冰雪深度深度3.50米。米。 原原1975年公布的珠峰高程数据停年公布的珠峰高程数据停止使用。止使用。2005年年10月月9日上午日上午10时，国家时，国家测绘局局长陈邦柱宣

9、布珠穆朗测绘局局长陈邦柱宣布珠穆朗玛峰高度最新测量结果：玛峰高度最新测量结果：通过通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生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。监控台的电子地图可显示求助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，规划出最优援助方案，并以报警声、光信息和报警目标，规划出最优援助方案，并以报警声、光提醒值班人员进行应急处理。提醒值班人员进行应急处理。4、紧急援助、紧急援助案例：案例：2005年年8月月10日傍晚六点左右，飞达日傍晚六点左右，飞达GPS监控中心接到要求查监控中心接到要求查询粤询粤S4HXXX车辆位置的电话，原来驾

10、驶该车辆的赵先生当天下午车辆位置的电话，原来驾驶该车辆的赵先生当天下午被一伙歹徒劫持了，这伙歹徒打电话给赵先生的亲人勒索金钱，飞被一伙歹徒劫持了，这伙歹徒打电话给赵先生的亲人勒索金钱，飞达监控中心迅速查出该车辆停放在惠州市惠环镇离莞惠公路约达监控中心迅速查出该车辆停放在惠州市惠环镇离莞惠公路约100米的地方，并将情况通知了公司的负责人。傍晚七点半，飞达公司米的地方，并将情况通知了公司的负责人。傍晚七点半，飞达公司人员到达现场，利用先进的专用设备，很快发现该车辆，为了不打人员到达现场，利用先进的专用设备，很快发现该车辆，为了不打草惊蛇，指示监控中心将车辆断油断电。后来，在当地警察的大力草惊蛇，指

11、示监控中心将车辆断油断电。后来，在当地警察的大力追捕下，将一名探听虚实的贼抓获。警察根据他提供的指示很快找追捕下，将一名探听虚实的贼抓获。警察根据他提供的指示很快找回了被劫持了的赵先生，人和车都完好无损。经审讯，该团伙共有回了被劫持了的赵先生，人和车都完好无损。经审讯，该团伙共有八人，专门伺机对东莞的车主进行绑架勒索，已多次作案，想不到八人，专门伺机对东莞的车主进行绑架勒索，已多次作案，想不到这次栽在卫星定位手里。这次栽在卫星定位手里。5、农业方面、农业方面（1）精准农业耕作）精准农业耕作 利用利用GPS技术，配合遥感技术（技术，配合遥感技术（RS）和地理信息系统）和地理信息系统（GIS），能

12、够做到监测农作物产量分布、），能够做到监测农作物产量分布、 土壤成分和性土壤成分和性质分布、做到合理施肥、播种和喷洒农药，节约费用、降质分布、做到合理施肥、播种和喷洒农药，节约费用、降低成本、达到增加产量提高效益低成本、达到增加产量提高效益 的目的。利用差分的目的。利用差分GPS技术可以做到：技术可以做到：土壤养分分布调查土壤养分分布调查 、 监测作物产量监测作物产量 、合、合理施肥，精确农业管理理施肥，精确农业管理。 在作物生长期的管理中，利用遥感图象并结合在作物生长期的管理中，利用遥感图象并结合GPS可可绘出作物色彩变化图。利用绘出作物色彩变化图。利用GPS定位采集一定数量定位采集一定数量

13、 的土的土壤及作物样品进行分析，可以绘制出作物生长的不同时期壤及作物样品进行分析，可以绘制出作物生长的不同时期的土壤含量的系列分布图。的土壤含量的系列分布图。 这样可以做到精确地对作物这样可以做到精确地对作物生长进行管理。生长进行管理。（2）在林业管理方面的应用）在林业管理方面的应用GPS技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐木材技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐木材面积，确定原始森林、道路位置，面积，确定原始森林、道路位置， 对森林火灾周边测量，对森林火灾周边测量，寻找水源和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要的寻找水源和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要的作用。作用。 在

14、森林中进行常规测量相当困难，而在森林中进行常规测量相当困难，而GPS定位技定位技术可以发挥它的优越性，精确测定森林位置术可以发挥它的优越性，精确测定森林位置 和面积，绘和面积，绘制精确的森林分布图。制精确的森林分布图。（3）GPS技术用于森林防火技术用于森林防火它是在飞机的环动仪上安装热红外系统和它是在飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机，接收机， 使用这些机载设备来确定火灾位置，并迅速向地面站报告。使用这些机载设备来确定火灾位置，并迅速向地面站报告。（4）鱼群定位）鱼群定位6、休闲娱乐、休闲娱乐 把全球定位系统（把全球定位系统（Global Positioning System - G

15、PS）比喻成八爪鱼，是因为它所触及的行业相当广）比喻成八爪鱼，是因为它所触及的行业相当广泛，非泛，非“八爪八爪”以蔽之，可以说人类的想像力有多宽，以蔽之，可以说人类的想像力有多宽，其应用就有多广。目前掌上型导航接收机已经问世。其应用就有多广。目前掌上型导航接收机已经问世。可望不久会生产出手表式的可望不久会生产出手表式的GPS导航接收机。携带和导航接收机。携带和使用就更方便。可以说，使用就更方便。可以说，GPS的应用将进入人们的日的应用将进入人们的日常生活，其应用前景非常广阔。常生活，其应用前景非常广阔。GPS的应用，也许仅的应用，也许仅受人们的想像力制约。受人们的想像力制约。 合作探究合作探究

16、2能否应用能否应用GPS对台风中心进行定位？对台风中心进行定位？提示：提示：全球定位系统由三部分组成，这三部分缺全球定位系统由三部分组成，这三部分缺一不可。台风中心没有用户设备部分，故不能用一不可。台风中心没有用户设备部分，故不能用GPS定位。定位。 美国认为这是对它的威胁，这是和美国美国认为这是对它的威胁，这是和美国GPS系统的脆弱性相联系统的脆弱性相联系的。与欧洲的系的。与欧洲的“伽利略伽利略”、俄罗斯的、俄罗斯的“格洛纳斯格洛纳斯”（GLONASS）系统相比，美国系统相比，美国GPS系统的抗干扰能力较弱，因为在一般情况下，系统的抗干扰能力较弱，因为在一般情况下，从卫星反馈到地面的信号很小

17、，如果对方采取瞄准式干扰、阻塞式从卫星反馈到地面的信号很小，如果对方采取瞄准式干扰、阻塞式干扰或欺骗式干扰，都会使干扰或欺骗式干扰，都会使GPS接收机无法正常工作，从而使其导接收机无法正常工作，从而使其导航定位精度降低或产生误导。例如对方用装有模仿航定位精度降低或产生误导。例如对方用装有模仿GPS信号发生装信号发生装置的飞机不断在特定空域飞行，因飞机离地面近信号比卫星强得多，置的飞机不断在特定空域飞行，因飞机离地面近信号比卫星强得多，就可以干扰就可以干扰GPS终端的信号接收。特别是美国终端的信号接收。特别是美国GPS系统各星之间信系统各星之间信号频率和调制方式相同。号频率和调制方式相同。其他国

18、家的卫星定位系统其他国家的卫星定位系统欧洲的欧洲的“伽利略伽利略”、俄罗斯的、俄罗斯的“格洛纳斯格洛纳斯”、中国的、中国的“北北斗斗”等全球卫星导航定位系统也在发展，等全球卫星导航定位系统也在发展， “格洛纳斯格洛纳斯”系统在上世纪系统在上世纪70年代就开始研制、年代就开始研制、1984年首颗年首颗卫星就已入轨、从卫星就已入轨、从1993年到年到2000年先后有年先后有24颗卫星并网，它在其颗卫星并网，它在其他性能方面也不是吃素的，而他性能方面也不是吃素的，而“伽利略伽利略”系统也大有后来居上的系统也大有后来居上的味道。味道。1、1999年年3月月27日，北约部队一架日，北约部队一架F117A

19、隐形战斗机被隐形战斗机被南联盟防空部队击落。飞行员跳伞后在脚触地的一刹那，南联盟防空部队击落。飞行员跳伞后在脚触地的一刹那，通过手持式信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把通过手持式信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约空袭南联盟指挥所后，美军立即安排呼救信号传送到北约空袭南联盟指挥所后，美军立即安排了救援行动。了救援行动。6小时后，当一架小时后，当一架EA6B电子干扰机发现飞电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架行员的准确位置时，一架MH60G搜索与救援直升机降搜索与救援直升机降落在飞行员面前，将飞行员接上直升机并安全返回基地。落在飞行员面前，将飞行员接上直升机并安全返回基地。据此回答：据此回答：飞行员发出的呼救信号是飞行员发出的呼救信号是 系统信号，该系统包系统信号，该系统包括三大部分括三大部分 、 、 。 当堂检测：当堂检测：GPS空间部分空间部分 地面监控部分地面监控部分 用户设备部分用户设备部分3.利用利用GPS卫星定位时，地面上任何一点，在任一时刻，卫星定位时，地面上任何一点，在任一时刻，地面上空至少有（）地面上空至少有（）A.一颗一颗GPS卫星卫星B.二颗二颗GPS卫星卫星C.三颗三颗GPS卫星卫星D.四颗四颗GPS卫