全球定位系统及其应用

1、（2007广东地理卷）在沙漠中迷路时，可用哪种方式获知自己所处的具体位置信息 A指南针 BGPS设备 C遥感影像 D地形图（2007山东文综卷）我国既有铁路干线第六次大面积提速后，在提速干线上旅客列车追踪间隔5分钟。这标志着我国既有铁路干线提速已经跨入世界先进行列。该次铁路大提速主要运用到的地理信息技术是 A地理信息系统 B遥感技术 C遥感技术和全球定位系统 D全球定位系统和地理信息系统（2007年上海地理卷）当今，3S（RS、GPS、GIS）技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。运用有关3S知识，回答下列问题。（1）城市道路建设速度越来越快，地图测绘部门为了及时更新城市道路变化信息，需要

2、利用 技术。若某地发生事故，交通监控与救援管理系统根据交通发生地点，利用 技术，快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线，而交通事故发生地与警车、救护车的精确位置是利用 技术获取的。为了能对运动中的汽车精确定位，至少需要接收 颗卫星的信息。（2）图2-2中箭头指向线分别表示3S技术的不同应用功能，其中表示“提供影像信息功能”的是和 ，表示“提供空间定位信息功能”的是和 ，表示“反馈影像信息处理结果”的是 。（3）图2-2中各个圆的重叠部分分别代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用，其中重叠部分乙代表GIS与RS技术的组合，丙代表 技术的组合。在上图所示的各个组合应用中任选一种组合，并

3、写出应用实例。高考经典试题地理信息系统及其应用地理信息系统地理信息系统与城市管理应用领域：资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、 邮电通信、交通运输、公安、公共设施、商业金融等GIS与城市管理城市规划和管理:城市规划的设计、选址、城市管理、辅助决策基础设施管理：工程设计、应急抢修、日常维护土地利用与管理：土地利用状况的监控和管理生态环境管理：城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续 发展的决策分析、环保设施的管理概念：GIS是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与 地理分布有关数据的空间信息系统。组成：硬件、软件、地理数据、GIS人员、应用模型工作过程：地理数据的输入、存储，

4、地理数据的操作和分析，地理信 息的输出发展我国：20世纪80年代初 90年代 21世纪 （开始起步） （快速发展）（重大进展）世界：20世纪60年代 70年代 80年代 90年代 （开拓期） （巩固发展期）（大发展期）（用户时代）地理信息系统及其应用A教材内容解析遥感技术及其应用遥感与环境灾害监测环境监测：包括荒漠化、土壤盐碱化、海上冰山漂流、海洋生态、 全球气候变化、植被变化、水体污染、大气污染等灾害监测：包括旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、 森林火灾等遥感技术遥感技术系统与遥感类型遥感概念与发展概念：借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况 下，记录目标物对电磁波的辐射

5、、反射、散射等信息， 揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。发展：是随着工作平台、传感器和探测器的发展而发展的现代遥感技术的特点：监测范围大，瞬时成像、实时传输、快 速处理、迅速获取信息和实施动态监测技术系统：由遥感平台、传感器、信息传输接收装置、数 字或图像处理设备以及相关技术等组成按运载工具：航天遥感、航空遥感、近地遥感按辐射源：主动式遥感、被动式遥感按波谱范围：紫外、可见光、红外、微波、多谱段遥感按应用领域：环境、大气、资源、海洋、地质、林业遥感类型遥感与资源普查:勘探矿产资源、调查生物资源、水资源等遥感技术及其应用B教材内容解析全球定位系统及其应用全球定位系统概念：是具有在海、

6、陆、空进行全方位、实时三维导航与定 位功能的新一代卫星导航与定位系统。特点：全球，全天候工作；能提供连续、实时的三维位置、 三维速度和精密时间；定位精度高；功能多，应用广空间星座(24颗卫星：21颗工作卫星+3颗备用卫星）地面监控系统（1个主控站、3个注入站、5个监控站）用户系统（接受设备） 组成全球定位系统与定位导航军用GPS：主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的 坐标、给海中的军舰导航、为军用飞机提供位置和 导航信息、导弹导航等。民用GPS：应用于交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土 地管理、金融、公安等部门科学研究：预报地震、资源调查、工程管理、精细农业服务等全球定位系统及其应

7、用C教材内容解析 在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行员：“你知道去轰炸哪个城市吗？” 飞行员回答：“不知道。” “那你怎么去轰炸呢？” “容易，上级给我一个坐标，我按计算机的指引，投下采用GPS导航的炸弹掉头就走，跟我玩游戏机没哈两样。”这个例子是现代战争中引用GPS系统的典型案例。我们反对战争，但要想能更好的维护世界和平，我们也需要了解GPS全球定位系统这种现代地理信息技术。全球定位系统及其应用C世界七大奇迹之一亚历山大灯塔古代判断方向的方法罗盘 六分仪可以通过测量太阳、星辰的天体高度变化来确定观察者的纬度，但却无法确定经度。（一）导航与定位技术的发展 在卫星定位系统出现之前，远程导航与定

8、位主要用无线电导航系统。 （1）无线电导航系统 缺点：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不高。 （2）卫星定位系统（美国子午仪系统）（3）全球定位系统缺点：无法提供连续的实时三维导航；精确度不高。 卫星导航定位系统的新时代全球定位系统及其应用C新课教学一、全球定位系统阅 读全球定位系统及其应用C（二）全球定位系统的概念 全球定位系统（简称GPS）是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。（三）GPS的系统组成空间星座（24颗卫星）用户系统（接收设备）地面控制系统（1个主控站、3个注入站、5个监控站）空间卫星1.空间卫星星座（24颗卫星） 21颗

9、工作卫星，3颗备用卫星； 每4颗卫星工作在同一轨道平面内， 24颗卫星均匀分布在6个轨道平面， 彼此夹角为60； 地球上任何地方任何时刻同时可收到4颗以上GPS卫星的信号。(三）GPS的系统组成全球定位系统及其应用C2.地面控制部分 负责卫星控制、时间同步、卫星的跟踪和监测。 GPS的地面控制系统由位于美国科罗拉多的主控站、以及分布全球的三个注入站和五个监测站组成。 (三）GPS的系统组成全球定位系统及其应用C类型应用特点导航型接收机用于运动载体的导航，分为车载型、航海型、航空型和星载型能够实时给出载体的位置和速度，价格便宜，应用广泛测地型接收机用于精密大地测量和精密工程测量定位精度高，仪器结

10、构复杂，价格较贵授时接收机用于天文台及无线电通讯利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时GPS接收机包括接收机硬件、GPS数据处理软件等，硬件如下： 天线、接收机、微处理机、输入输出设备(三）GPS的系统组成3.用户系统（接收设备）全球定位系统及其应用C图片直观教学法（四）全球定位系统的特点（1）全球，全天候工作。（2）能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，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，而且其应用领域不断

11、扩大。全球定位系统及其应用C二、全球定位系统与定位导航1 . GPS 静态导航定位与动态导航定位静态定位中， GPS 接收机在捕获和跟踪 GPS 卫星的过程中固定不变，接收机高精度地测量 GPS 信号的传播时间，利用 GPS 卫星在轨的已知位置，计算出接收机天线所在位置的三维坐标。动态定位则是用 GPS 接收机测定一个运动物体的运行轨迹。 GPS 信号接收机所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。载体上的 GPS 接收机天线在跟踪 GPS 卫星的过程中相对地球而运动，接收机用 GPS 信号实时地测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）。全球定位系统及其应用

12、C信息接收信息发射应用领域通过车载 GPS,可以在显示屏上及时查看车辆所在的经纬度、运行轨迹、速度、行进方向等车载电台把定位信息发送给监控中心，在电子地图上 显示出来，可对车辆进行调度指挥城市公共汽车调度管理，旅游区车辆报警与调度，海关、公安、海防等部门对车辆的调度与监控全球定位系统及其应用C列表归纳法 车载 GPS 的功用 某窃贼在青岛市盗窃了一辆轿车，自认为没有留下蛛丝马迹的他30分钟后就被警察抓获，原来该辆轿车上安装了GPS。车载GPS现在越来越受到大家的追捧，你知道它的工作原理吗？ 阅 读案例情境法GPS与汽车导航向用户提供船舶位置、航速、航向信息、海图、海迹显示避免船只冲撞，确保航行

13、安全把自己的位置和航向发送到航海管理中心便于中心的跟踪、搜寻和救援空域航路、着陆、机场监视和管理 实现空域划分、空中交通流量管理、飞行路径管理 GPS 在航海、航空导航中的应用全球定位系统及其应用CGPS与航海、航空2.GPS的用途全球定位系统及其应用C纲要信号法全球定位系统及其应用全球定位系统概念：是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定 位功能的新一代卫星导航与定位系统。特点：全球，全天候工作；能提供连续、实时的三维位置、 三维速度和精密时间；定位精度高；功能多，应用广空间星座(24颗卫星：21颗工作卫星+3颗备用卫星）地面监控系统（1个主控站、3个注入站、5个监控站）用户系统（接受

14、设备） 组成全球定位系统与定位导航军用GPS：主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的 坐标、给海中的军舰导航、为军用飞机提供位置和 导航信息、导弹导航等。民用GPS：应用于交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土 地管理、金融、公安等部门科学研究：预报地震、资源调查、工程管理、精细农业服务等全球定位系统及其应用C教材内容解析课标内容了解数字地球的含义。课标解读“数字地球”是一个全新的信息概念，也是一个计算机技术综合概念，所以，课程不要求掌握数字地球的具体技术内容，只要求简单了解其基本概念，对“数字地球”的应用有所认识；着重理解数字地球与生活的紧密相关性，展望科技带给人类的美好前景。同时要理

15、解“数字地球”与GIS、GPS、RS之间的关系。 数字地球D课标内容及解读数字地球数字地球的含义数字地球与我们的生活：虚拟外交、打击犯罪、保护生态多样性、 预报气候变化、提高农业生产力等含义：数字地球是信息化的地球 地球的虚拟对照体。数字 地球将有关地球上每一点的信息，按地球的地理坐标 加以整理，然后构成一个全球的信息模型。人们可以快 速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息， 从而实现“信息就在指尖上”的梦想。核心：是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方 面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够 通过一定方式，方便地获得有关地球的信息。特点：嵌人海量地理数据，实现多分辨率

16、、三维的地球的描 述，即“虚拟地球”。关键技术：信息高速公路与高速网络技术、高分辨率卫星、 遥感技术、空间信息技术与空间数据基础设施、 大容量数据存储技术、可视化与虚拟现实技术、 高性能计算能力数字地球D教材内容解析知识技能1.能够用自己的语言说出数字地球的概念和提出背景。2.能列举数字地球的关键技术。3.能阐述数字地球与GIS、RS、GPS之间的关系。过程方法1.通过阅读与分析资料，能够对地理资料与信息进行提炼与整理。2.能利用网络相关平台，体验数字地球和地理信息给我们生活带来的便利，例如利用网络虚拟技术，浏览数字地形和立体建筑等。数字地球D教学目标的确定教学重点：1.数字地球的含义 2.3

17、S技术的综合应用和数字地球的应用教学难点：1.数字地球的关键技术 数字地球D教学重点、难点的确定 情感态度价值观1.在漫游数字生活的体验中，学会继承传统情感交流和正确的生活态度与生活价值观。2.学会遵守网络道德，体验和掌握数字化的技能，同时遵守数字化生存伦理和科学观念，形成正确的人生观和价值观。新课导入数字地球D教学建议案例情境法戴上数据仪器，可以在虚拟空间中体验太空漫步的美妙滋味一个儿童正在NICE虚拟花园中活动 儿童如果独自外出，他的母亲可以打开实时跟踪屏，利用接收到的信息来看护自己的孩子。（一）数字地球的概念 数字地球是信息化的地球 地球的虚拟对照体。数字地球将有关地球上每一点的信息，按

18、地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型。人们可以快速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息，从而实现“信息就在指尖上”的梦想。一、数字地球的含义数字地球D新课教学（二）数字地球的核心 用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式，方便地获得他们所想了解的有关地球的信息。（三）数字地球的特点 嵌人海量地理数据，实现多分辨率、三维的地球的描述，即“虚拟地球”。一、数字地球的含义数字地球D1998 年 1 月31 日时任美国副总统的阿尔戈尔 数字地球：展望21世纪我们这颗行星 是一种可以嵌人海量地理数据的、多分辩率的和三维的

19、地球的表示，可以在其上添加许多与我们所处星球有关的数据。遥感技术、地理信息系统、网络技术、虚拟现实技术可持续发展，农业、灾害、资源、教育等方面（四）“数字地球”的提出数字地球D阅 读列表归纳法信息高速公路与高速网络技术可视化与虚拟现实技术高分辨率卫星遥感技术（数字地球的重要信息源）空间信息技术与空间数据基础设施（五）数字地球的技术基础大容量数据存储技术高性能计算能力数字地球D图解法头戴式虚拟现实成像设备图片直观教学法数字地球D数字地球从应用到采集的全过程数据采集建立数字地球的工具和技术应用国际间数据共享数字化图解法数字地球D二、数字地球的应用虚拟外交：为了支持波斯尼亚的和平谈判，五角大楼开发出一种虚拟现实场景，它能使谈判代表做一次虚拟的边界旅游。在谈判中，当塞尔维亚总统通过虚拟边界旅游看到原来的那条狭窄走廊是不切实际的之后，同意在萨拉热窝和伊斯兰教戈拉日德被占领土之间提供一条宽阔的走廊。打击犯罪：加利福尼亚莎利纳市的警方已通过使用GIS跟踪犯罪