单元活动课件2(四) 全球定位系统及交通运输(鲁教版必修2)

单元活动全球定位系统与交通运输【民生新闻】GPS的出现，为军事现代化提供了强有力的支持。现代战争中，GPS被成功地应用于导弹的精确制导、军事部署与调度、战略决策与指挥等一系列军事行动中。GPS的应用远不止军事方面，它还可以用于飞机、汽车、船舶行驶中的定位与导航；可以为行人、探险者、旅游者确定方位及目标；能够帮助邮递员、送货商迅速找到目的地……信息社会中，GPS正在步入我们的日常生活。【学习目标】1.结合实例，掌握GPS的基本工作原理。2.结合实例，理解GPS在交通、旅游、军事、野外勘测等领域中的应用。3.学会使用GPS手持机定位和导航的操作步骤。一、全球定位系统的构成1．概念：是利用________来获取地面____________及

其______并用于____________的系统。2．组成(1)空间卫星系统：由_____颗卫星组成，其中工作卫

星21颗，备用卫星3颗，保证地面上任何地点、任何

时间都可观测到____颗以上卫星，并接收到卫星连续

播发的______________。(2)地面监控系统：由_________、_________和______

_________组成。(3)用户设备系统：主要由_______________机和GPS

数据处理软件等组成。卫星群经纬度坐标高程定位和导航244GPS导航信号主控站监控站信息注入站GPS卫星接收星历参数三维位置全方位高精度高效益二、GPS的应用1．军事：是GPS技术最早的应用领域，主要是为

各种军事活动提供___________。2．交通(1)民用GPS主要用于交通车辆导航管理、航空器

的____________。(2)航海是GPS的最大用户，有___________系统、

港口管理和进港引导系统、航路交通管理系统、

___________系统等。(3)GPS空中导航：实现了________________与管

理、空中交通流量管理以及______________。定位导航定位及导航自主导航跟踪监视最佳空域划分飞行路线管理4．其他应用领域：__________、野外勘测、紧

急救援、___________生态研究等方面。三、学用GPS手持机1．熟悉GPS_________。2．定位(1)首先应选择室外无_________的地点，以确保

能够同时接收到的卫星数量不低于____颗，而且

卫星信号良好。(2)按[开机键]，显示[收星]界面，切换至[数据查

询]界面，屏幕中即显示_____________________

(三维位置)。大地测量农业监控功能键障碍物4纬度、经度、海拔高度经、纬度导航全球定位系统的工作原理下图是GPS卫星星座图。读图，回答下列问题。(1)GPS由三大子系统组成，除空间部分外，还有哪些部分？(2)空间部分共有多少颗卫星，其中工作卫星多少颗？备用卫星多少颗？(3)GPS用户接收机接收到这些信息后，经过计算便可以求出自身所在地点的哪些信息？读材料，根据所学知识，完成下列问题。材料一各国卫星导航系统比较。卫星导航系统卫星数量定位精度系统进展研制国家北斗系统35颗10米2007年发射两颗北斗导航卫星，2008年左右满足中国及周边地区用户需求中国伽利略系统30颗小于1米1999年欧盟公布了“伽利略”计划，现在“伽利略”系统正在建设中欧盟格洛纳斯(GLONASS)系统24颗10～15米目前GLONASS系统已有17颗卫星在轨运行，计划2008年全部部署到位俄罗斯GPS系统24颗5米1994年，GPS卫星导航系统已布设完成。现在正研制第二代GPS系统，需再发射8颗卫星美国材料二

2007年11月28日新华网电欧洲议会近期为发展“伽利略”卫星系统提供24亿欧元(约合35亿美元)资金预算，随后，美国军方计划大幅升级全球定位系统(GPS)以抗衡不久前获得重要资助的欧洲“伽利略”卫星定位系统研发计划。(1)美国计划升级全球定位系统的原因是什么？(2)美国计划升级后的全球定位系统包括多少颗卫星？其由哪几部分组成？(3)全球定位系统有哪两大功能？解析：

美国计划升级全球定位系统是与欧洲“伽利略”卫星定位计划相抗衡。美国计划升级的全球定位系统共有32颗卫星。无论哪个国家的卫星定位系统都是由三部分组成。全球定位系统的功能是定位和导航。答案：

(1)与欧洲“伽利略”卫星定位计划相抗衡，保持美国在全球定位系统领域内的优势。(2)32颗。由空间部分、地面控制系统、用户设备(接收设备)三部分组成。(3)定位和导航两大功能。1.读GPS卫星定位示意图，回答下列问题。(1)全球定位系统主要由空间星座、________系统和用户设备部分三部分组成。它具有对海、陆、空进行全方位、实时__________的功能。(2)地面监控系统包括5个________站、1个________站和3个________站，主要担负着对卫星及其各种设备监测与调控的任务。(3)用户系统用于接收GPS卫星发射的信号。GPS接收机包括________、________等用户设备，能够捕获到GPS卫星的信号，实时计算出________、速度以及________。(4)目前中国正积极参与________合作开发研制的“伽利略”计划，该系统空间星座由________颗卫星组成。解析：

本题考查了GPS的用途、系统组成、工作原理等知识，我们可采用联想和对比的方法进行归纳解答。答案：

(1)地面监控三维导航与定位(2)监控主控注入(3)接收机硬件GPS数据处理软件三维坐标时间(4)欧洲联盟30全球定位系统的应用阅读下列材料，回答相关问题。1998年10月，国家测绘局选派精干得力的测量员参加了1998年雅鲁藏布大峡谷科学探险考察，主要目的是对大峡谷进行实地测量。最终测得大峡谷的极值深度有6

009米，长度为504.6千米，用实测数据证明了大峡谷为世界峡谷之最。(1)这次测量所得的峡谷极值深度可靠性强，原因是测量过程中运用了什么技术？该技术的最大优势是什么？(2)雅鲁藏布大峡谷从板块构造观点看，位于什么处？(3)该峡谷生物资源丰富的原因是什么？中国国家GPS技术研究中心首次借助GPS高科技手段，为目前正处于地壳活跃期的青藏高原进行“体检”。科学家们经过10年观察，精确地测定出了目前青藏高原的垂直运动和水平运动的年平均速率。测定结果表明，青藏高原地壳整体上在向北、向东运动。喜马拉雅山块体以每年大约3.4厘米的速率相对亚欧板块北偏东30°左右的方向运动，隆升的平均速率为每年8～12毫米；西藏板块以每年2.8厘米左右的速率相对亚欧板块的东北方向移动，隆升速率为每年4～7毫米。这种运动速率的差异，导致青藏高原现今地质构造应以南北方向的挤压为主，东西方向的拉张为辅。(1)请你运用板块构造学说解释一下青藏高原是如何形成的。(2)请你大体说说科学家是如何利用GPS来研究青藏高原岩体的运动方向和运动速度的。解析：

本题主要考查GPS在大地测量、地壳运动监测等方面的应用，因GPS系统具有连续性、全天候、实时性等方面的优点，故经连续性的定位测量，可以发现地壳运动现象，能精确计算出地壳运动的速度及方向。答案：

(1)青藏高原的形成是由印度洋板块和亚欧板块相互挤压碰撞形成的。(2)方法大体是：把测地型GPS接收机固定在三个适当地点的岩石上，构成三角形监测网，GPS卫星不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息，地面接收机收到这些信息，并测得接收到的每个卫星信号的时间，便可自动计算出接收机所在地点的纬度、经度和高程。通过长时间地检测，便可以精确计算出青藏高原岩体的运动速度和运动方向。2．读以下材料，完成下列问题。材料2008年5月8日，北京奥运圣火成功登上世界最高峰——珠穆朗玛峰(8

844.43

m)，这是奥运史上的伟大壮举。严酷的自然条件对圣火登顶珠峰带来很多的技术挑战。珠峰常规条件下的风速为16至17米/秒，相当于八、九级大风，气温均在－30℃左右。为做好气象保障工作，气象部门在珠峰地区建成了立体气象自动观测站，运用GPS、RS等技术及时、高效地获取所需要的气象资料。(1)读下列“GPS数据显示屏”图，说出GPS的主要功能。(2)根据材料和所学知识，简述地形、气候条件对火炬手持圣火登顶、火炬燃烧、电视转播的不利影响。答案：

(1)GPS的主要功能：为用户提供精密的三维坐标、速度和时间等。(2)高海拔、低气温、突发暴风雪等增大了火炬手的体力消耗、增加了技术难度；低气压、缺氧、大风影响火炬的燃烧和传递；山地影响信号传输的质量；低温影响各种仪器设备的正常运转。一、GPS定位原理：GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息等。要实现地面接收机的定位，地面观测者最少要见到4颗卫星，因为要解算观测站点的三维坐标，必须观测到4颗以上GPS卫星，这4颗卫星称为定位卫星。二、GPS的优点：由于卫星信号传播和接收不受天气等因素影响，GPS与其他定位、导航系统相比，具有海、陆、空全方位、全天候、高精度、自动化、高效益等优点。三、GPS的组成及功能四、PS、GIS和GPS的关系PS、GIS、GPS三者之间既相互联系，又有区别，现归纳如下：遥感技术(RS)地理信息系统(GIS)全球定位系统(GPS)概念利用一定的技术装备在航空器或航天器上对地物进行感知专门处理地理空间数据的计算机系统利用卫星在全球范围内实时进行导航、定位的系统技术装备遥感平台、传感器、遥感信息的传输与处理计算机软件、硬件GPS空间卫星系统(空间部分)、地面监控系统(地面控制部分)、GPS信号接收机(用户设备)工作流程电磁波→收集→传输→处理分析→成果信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达特征范围大、速度快、周期短、限制少、应用广①采集、管理、分析、输出地理空间信息；②空间分析、多要素综合、动态预测；③计算机系统支持海、陆、空全方位、全天候、高精度、自动化、高效益作用较短时间内获得全面资料，以便及时安排防灾、救灾工作能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达能为各类用户提供精确的三维坐标、速度和时间应用领域农业、林业、水利、通讯、国土资源、地矿、军事、交通、测绘、公安、能源、教育等各行业只有美国才有GPS全球定位系统的全称是“授时与测距导航系统——全球定位系统”，简称GPS，是以卫星为基础的无线电导航与定位系统，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。目前，美国的GPS是世界上最成熟的卫星导航定位系统，其他国家也开始研发或已建立了类似的卫星导航定位系统。如俄罗斯的GLONASS、中国的“北斗导航系统”、欧洲的“伽利略”计划等，另外，印度、日本也正在建立自己的卫星导航定位系统。一、选择题GPS最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国防部控制。下图是装备了军用GPS接收机的美国驻伊士兵图。结合所学知识完成1～2题。1．为GPS系统中提供观测数据的是(

)A．空间卫星 B．主控站C．监控站 D．注入站2．配备GPS接收机的美国士兵随时都可获得工作卫星提供的(

)①三维位置

②三维方向③运动速度和时间

④伊军士兵位置A．①②④ B．①②③C．②③④ D．①③④解析：监测站的功能是获取GPS卫星的观测数据并传给主控站。美国士兵可获得工作卫星提供的自身所在地点的三维位置、三维方向、运动速度、时间信息，而不是伊军士兵的位置。答案：

1.C

2.B目前，发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，即所谓的“精准农业耕作”。结合所学知识，完成3～4题。3．GPS在“精准农业耕作”中可(

)①获取农田信息②分析处理获取的信息③决策管理措施④将产量和土壤状态信息装入带GPS设备的喷药、施肥设备A．①②③④ B．①④C．②③④ D ．①②4．“精准农业”与“石油农业”相比，可(

)A．忽视农田内农作物的差异B．对同一农田内的作物统一施药C．在不减产的情况下，增加生产成本D．降低因施肥、除虫对环境造成的污染解析：该题组主要考查GPS系统在农业中的应用。GPS主要是获取空间数据以进行空间定位，而决策管理措施是人的工作。“精准农业耕作”就是将GPS技术引入农业生产实施精准耕作，可以在尽量不减产的情况下，降低生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥、除虫对环境造成的污染。答案：

3.B

4.D二、综合题5．阅读下列材料回答问题。材料北京奥运期间，GPS导航服务也被广泛应用于出租车等车辆中，司机出门前将出行的起点、终点输入GPS系统平台，便可以规划出最佳路径，引导驾驶，提高效率。GPS按“距离最短”、“时间最短”、“沿重要道路行驶”、“是否要避开高速公路”等多种路径规划的算法，提供路线引导。当车辆行驶到路口或拐弯处时，系统会根据事先设置好的最佳路径给司机语音提示，当车辆偏离规划路径一定距离时，系统也会给出语音提示，用户可根据需要重新规划路径或根据地图的引导回到事先规划好的路径上。对经常行驶的最佳路径可进行保存，下次用时可直接调出使用。用户不仅可以在出门前查阅实时路况网站，检查自己的计划线路；还可以使用带有动态交通信息接收功能的导航仪，随时掌握前方路况；另外，目前也有移动电话运营商开通了实时路径播报的服务，只要发送一条短信，就可以得到前方路段交通状况的反馈信息，为奥运期间人们的日常出行提供了很大的便利。出行的时候，可以通过查询这样的信息系统，了解到自己所