高中地理必修3第3章第1节全球定位系统及其应用示范课市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件

第一节全球定位系统的应用中国地图出版社SINOMAPSPRESS普通高中课程标准试验教科书地理必修•第3册第1页当你旅游或野外考查时，通惯用哪些方法来区分方向或确定你所在位置？这些方法有什么不足？思考？现在有没有更简单、更准确方法？手持型GPS机车载型GPS机第2页在伊拉克战争期间，中国中远企业有一条远洋货轮，经过马六甲海峡驶入印度洋后，被美国舰船拦阻，要求检验船只。美国在伊拉克作战，能够划临检区，但不能把临检区划到整个印度洋。中国货轮不买美国账，不停船受检。但以后这条船开时间不长，发觉船用GPS失效了，船被迫停下来进行检修，但没有发觉故障。以后才明白是美国海军对中国货轮GPS进行局部屏蔽。一个国家安全，不能依赖外国，必须依靠自己。

第3页中国全力打造“北斗系统”——咱们自己全球定位系统第4页探究：1.在一个平面直角坐标系上，确定点位置，需要知道几个值？2.在一个空间三维坐标系上，确定点位置，需要知道几个值？3.要准确知道一个人在地球上位置，必须知道几个值？最少需要几颗卫星？（分组讨论、主动探究）YXAXYZ第5页二、定位原理：颗卫星定位一点

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4S1S3S4S2（X、Y、Z、T）3第6页卫星定位基本原理

简单地说就是用户同时向已知其位置3个导航卫星分别进行距离测量，然后再以该卫星为球心，以所测得距离为半径，在空间画出3个球面，则该3个球面相交点，就是用户所在位置了。通常应用三颗卫星数据就能够进行定位，但要确保对目标实时观察（诸如提供目标运动数据等），则需要最少四颗卫星信号。第7页卫星定位技术发展回顾1957年世界上第一颗人造地球卫星发射成功，40多年来，人造地球卫星技术在通信、气象、资源勘察、导航、遥感、大地测量、地球动力学、天文学和军事科学等众多领域，得到了极广泛应用。人造地球卫星出现，首先引发了各国军事部门高度重视。1958年底，美国海军武器试验室，开始着手建立为美国海军舰艇导航卫星系统，即“海军导航卫星系统”（NavyNavigationSatelliteSystem——NNSS）。因为该系统卫星都经过地极，也称“子午(Transit)卫星系统”。1964年该系统建成，并在美国军方启用。1967年美国政府同意该系统解密，提供民用。该系统不受气象条件限制，自动化程度高，含有良好定位精度。第8页卫星定位技术发展回顾

尽管NNSS在导航技术发展中含有划时代意义，但因为该系统卫星数目少（5-6颗），运行轨道低（1000km）,观察时间长（1.5小时），无法提供连续实时三维导航，同时取得一次导航解读时间长，难以满足军事要求，尤其是高动态目标（飞机、导弹等）导航要求。

为满足军事和民用对连续实时和三维导航迫切要求，1973年美国国防部开始组织陆海空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统计划，这就是当前所称“导航卫星授时测距/全球定位系统”（NavigationSatelliteTimingandranging/GlobalPositioningSystem）简称全球定位系统（GPS）。第9页一、全球定位系统：1、全球定位系统：（GlobalPositioningSystem简称GPS

）是含有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功效新一代卫星导航与定位系统。第10页主控站：1个监测站：5个注入站：3个2、全球定位系统系统组成空间部分地面监控系统用户设备部分全球定位系统由24颗卫星组成（其中3颗备用），分布在6个轨道平面上。主要是GPS接收机提供与定位相关参数和时间信息主要用于监测和控制卫星及其各种设备运行能够确定接收机所在点位置、速度、到航路终点距离和航向等信息第11页GPS组成GPS卫星星座地面监控系统GPS信号接收机返回第12页

24颗卫星星座（21颗工作卫星3颗备用卫星）1个主控站3个注入站5个监控站空间部分用户设备地面控制第13页空间部分要取得准确信息，普通要求4颗卫星，用于定位4颗卫星称为定位星座。返回第14页地面监控系统卫星上各种设备是否正常工作以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统另一主要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准——GPS时间系统第15页用户设备第16页4.接收机信号解读与操作表示接收机所在经纬度位置。数字表示被接收信号卫星编号，黑色柱长短表示信号强弱。卫星分布图描绘了在接收机所处位置（圆心）仰视天空能搜索到卫星，大圆表示地平线，小圆为抬以45°角仰视天空范围，越靠近中心，卫星信号越强。第17页如图GPS接收机接收GPS卫星A、B、C传来信号，“绘制”3个巨大球体。3个球体会交于两点，其中那个与地球表面相交点就是这台GPS接收机所处位置，然后经过计算得到该接收机所处经纬度。卫星D测量GPS接收机所在高程。3、GPS定位原理GPS定位原理与“三边测量术”原理相同。不一样是3颗卫星代替了3个村子，地图上平面圆变成了三维球面。第18页GPS定位示意图卫星定位基本原理

GPS系统采取“时间同时、单程测距”原理来实现定位。简单地说就是用户同时向已知其位置3个导航卫星分别进行距离测量，然后再以该卫星为球心，以所测得距离为半径，在空间画出3个球面，则该3个球面相交点，就是用户所在位置了。第19页5.特点：

（1）全天候，不受天气影响；（2）全球覆盖；（3）三维定速定时高精度；（4）快速省时高效率；（5）应用广泛、多功效。（2）地面监控系统对卫星进行监测和调控。4.工作过程：（1）向GPS卫星发送导航定位信号（3）用户系统接收GPS卫星发射信号后进行导航、定位。第20页二、GPS应用军事:导弹飞行、飞机导航、准确打击实现测绘：有哪些优势？有哪些详细应用领域？交通：关键是导航救援：关键是定位农业：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？娱乐旅游第21页1.GPS在军事上应用

军事是GPS技术最早应用领域,主要是为各种军事活动提供定位导航.在当代战争中，不但陆、海、空三军，而且许多高科技武器弹药等，也都开始采取GPS技术进行定位导航。

伊拉克战争中GPS制导武器占有很大比重.

海湾战争中美军几乎全部坦克、装甲车、飞机、舰船、各级指挥部和陆军小分队都装备了GPS接收机，总数超出5万部。在轨16颗GPS卫星，天天可提供19小时三维数据，精度10-16米，测速精度0.1米/秒。第22页2、测量方面

此次测量除采取1975年时传统测量方法外，还采取GPS测量系统。

珠穆朗玛峰高度最新测量结果为8844.43米

参数：珠穆朗玛峰峰顶岩石面高程测量精度±0.21米；峰顶冰雪深度3.50米。

原1975年公布珠峰高程数据停顿使用。10月9日早晨10时，国家测绘局局长陈邦柱宣告珠穆朗玛峰高度最新测量结果：第23页

地处北回归线以北5°，在崇山峻岭之间，幽深而绵长地躺卧着一条“巨龙”——世界上最深和最长峡谷，1998年10月，中国国务院正式同意将这一世界最大峡谷科学地定名为——雅鲁藏布大峡谷。其峡谷关键河段平均深度为5000米，最深处达5382米，峡谷长496.3千米，远远超出了以前认为是世界第一秘鲁科尔卡大峡谷（深3200米）。雅鲁藏布大峡谷最窄处为74米，普通宽在80至200米之间。

世界上最大峡谷－－美国科罗拉多大峡谷,也是地球上自然界7大奇景之一。该大峡谷全长347千米,宽6至29千米,深1600米,位于美国西部亚利桑那州北部凯巴布高原。雅鲁藏布江大峡谷基本特点能够用十个字来概括：高、壮、深、润、幽、长、险、低、奇、秀。

第24页3、GPS在交通运输中作用

功效示意图第25页导航型接收机第26页

经过GPS定位和监控管理系统能够对遇有险情或发生事故车辆进行紧急援助。监控台电子地图可显示求援信息和报警目标，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。4、紧急援助案例：8月10日黄昏六点左右，飞达GPS监控中心接到要求查询粤S4HXXX车辆位置电话，原来驾驶该车辆赵先生当日下午被一伙歹徒劫持了，这伙歹徒打电话给赵先生亲人勒索金钱，飞达监控中心快速查出该车辆停放在惠州市惠环镇离莞惠公路约100米地方，并将情况通知了企业责任人。黄昏七点半，飞达企业人员抵达现场，利用先进专用设备，很快发觉该车辆，为了不打草惊蛇，指示监控中心将车辆断油断电。以后，在当地警察大力追捕下，将一名探听虚实贼抓获。警察依据他提供指示很快找回了被劫持了赵先生，人和车都完好无损。经审讯，该团伙共有八人，专门伺机对东莞车主进行绑架勒索，已屡次作案，想不到这次栽在卫星定位手里。第27页5、准确农业航空导航专业精准农业野外数据采集软准确自动导航、自动驾驶辅助系统专业农业平行收割、播种选项第28页四、全球定位系统应用5、农业方面（1）精准农业耕作

利用GPS技术，配合遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS），能够做到监测农作物产量分布、土壤成份和性质分布、做到合理施肥、播种和喷洒农药，节约费用、降低成本、到达增加产量提升效益目标。利用差分GPS技术能够做到：土壤养分分布调查、监测作物产量、合理施肥，准确农业管理。在作物生长久管理中，利用遥感图象并结合GPS可绘出作物色彩改变图。利用GPS定位采集一定数量土壤及作物样品进行分析，能够绘制出作物生长不一样时期土壤含量系列分布图。这么能够做到准确地对作物生长进行管理。第29页四、全球定位系统应用5、农业方面（2）在林业管理方面应用GPS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，对森林火灾周围测量，寻找水源和测定地域界限等方面能够发挥其独特主要作用。在森林中进行常规测量相当困难，而GPS定位技术能够发挥它优越性，准确测定森林位置和面积，绘制准确森林分布图。（3）GPS技术用于森林防火它是在飞机环动仪上安装热红外系统和GPS接收机，使用这些机载设备来确定火灾位置，并快速向地面站汇报。（4）鱼群定位第30页四、全球定位系统应用6、休闲娱乐

把全球定位系统（GlobalPositioningSystem-GPS）比喻成八爪鱼，是因为它所触及行业相当广泛，非“八爪”以蔽之，能够说人类想像力有多宽，其应用就有多广。当前掌上型导航接收机已经问世。可望很快会生产出手表式GPS导航接收机。携带和使用就更方便。能够说，GPS应用将进入人们日常生活，其应用前景非常辽阔。GPS应用，可能仅受人们想像力制约。第31页194月14日，英国大型豪华客船泰坦尼克号在北大西洋北纬40°46′，西经50°14′处与冰山相撞，于15日2时20分淹没

，是死亡人数最多海难。泰坦尼克号于19建成，194月10日载客1316人、船员885人，自英国南安普敦始航至美国纽约，也是该船建成后首次远航。航行中于14日9时至18时20分之前屡次收到关于流冰与冰山无线电报,因为报务员忙于旅客电报，未向船长汇报,至22时大副汇报已进