第三节 全球定位系统及其应用

第三节全球定位系统及其应用1.了解全球定位系统（GPS）的概念、基本组成和工作过程。（重点）2.了解GPS的主要应用领域。3.了解GPS接收机的主要种类和用途。【自主学习】一、全球定位系统1.概念:具有在海、陆、空进行全方位、___________与_____功能的新一代卫星导航与定位系统。实时三维导航定位2.组成：空间星座、地面控制系统、用户系统（1）空间星座。由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成。在全球的任何地方，任何时间都可监测到4颗以上的卫星。要想获得准确的三维信息（经度、纬度、高程），必须接收到4颗GPS卫星的信号，这4颗卫星称为定位星座。(2)地面监控系统。主要用途：监测和调控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。组成：包括1个主控站、3个注入站和5个监控站。关系：监测站——获取GPS数据,并将数据送至主控站。

主控站——控制、调度卫星。注入站——将主控站的改正参数等注入每颗卫星。(3)用户系统。（接收设备）GPS接收机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工程、大地测量定位精度高，仪器结构复杂，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信号接收机手持型GPS接收机应用领域性能优点功能手持型GPS

接收机多为导航使用液晶显示,导航画面清晰,配有背景灯,方便夜间操作，功能键齐全不需要地面辅助设备，只要收到卫星信号，就能快速定位，不受天气、行政区域的限制能够计算当地的国际标准时间，如果处于运动状态还能指出正北方向，并将经过的地点、路线一一记录下来，方便返回时用；计算两点间的距离，实现坐标系间的相互转换；计算日出、日落时间等②地面控制系统对卫星进行监测和调控。3.GPS卫星的工作过程：①向GPS卫星发送导航定位信号。③用户系统接收GPS卫星发射的信号后进行导航、定位。4.我国卫星导航定位系统我国也成功地研制了“北斗导航系统”，并投入运营，这标志着中国在这一领域也已经处于世界先进水平。北斗卫星导航系统示意图“北斗”卫星的战略运用二、全球定位系统与定位导航1.最初设计目的:_____目的。2.精度:(1)静态导航定位:能达到厘米级甚至毫米级精度。(2)动态定位:能达到1米内的精度。(3)速度测量:能达到厘米级精度。(4)时间测量:能达到毫微秒级精度。军事3.应用领域:(1)在_____、邮电、地矿、建筑、_____、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业得到广泛应用。(2)监测地壳的微小移动,帮助预报_____。(3)GPS与GIS、RS结合,为_________、工程管理、精细农业服务等。交通农业地震资源调查二、全球定位系统与定位导航4.GPS静态导航定位与动态导航定位静态定位：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卫星在轨道上的已知位置，计算出接收机天线所在位置的三维坐标。动态定位：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）。5.GPS的用途GPS的最初设计主要出于军事目的。目前GPS应用领域不断拓展，在交通、邮电、地矿、建筑以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业得到广泛应用。（1）车载GPS的功能与应用。信息接收信息发射应用领域通过车载GPS,

驾驶员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(2)GPS在航海、航空导航中的应用。应用类型应用领域应用作用航海应用航空应用向用户提供船舶位置、航速、航向和时间信息、海图、航迹显示避免船只冲撞，确保航行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在测南极冰盖最高点中的应用(3)GPS在其他方面的应用。精准农业读图，回答(1)、(2)题。(1)右图是一款智能手机的GPS功能显示图，这说明了()A.GPS技术已经成为人们日常生活中的必备工具B.随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快C.只有名牌的手机厂商才有能力开发GPS手机技术，中国目前还没有掌握此技术D.手机GPS导航不需要通过GPS卫星，有手机信号就行【对点训练】B(2)手机GPS功能的出现，说明GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手，其原因分析正确的是()A.GPS手机成为时尚B.GPS技术可以帮助人们选择最合适的旅游线路，降低旅游成本C.GPS技术可以扩大人们的出行范围D.GPS技术可使旅游者更具安全感B全球定位系统及其应用全球定位系统全球定位系统与定位导航概念组成地面控制系统导航分类用途空间星座用户系统车载GPS工作过程我国成就航海航空其他1.利用GPS定位时，地面上任何一点，在任一时刻，地面上空至少要有几颗卫星（）A.1颗B.2颗C.3颗D.4颗2.无论是在飞机或汽车上,还是在野外旅行考察,只要拥有手机大小的GPS信号接收机,你就能随时知道自己所在地的（）A.季节B.天气C.地理坐标D.气候DC3.无论是在陆地、海洋，还是在天空，全球定位系统都能为用户提供精确的三维坐标、速度和时间，这体现了全球定位系统的什么特点（）A.全能性B.全球性C.全天候D.实时性4.全球定位系统的主要功能是（）①地理事物定位②海陆空导航③导弹精确制导④大地和工程测量⑤寻找地下矿藏A.①②③④B.①②④⑤C.②③④⑤D.①②③⑤AA5.下图有一断层经过甲海，可用于监测该断层移动速度的地理信息技术是(

)A.遥感B.全球定位系统C.地理信息系统D.遥感和地理信息系统B

你不能要求结果，但你可以把握过程；你不能样样顺利，但你可以事事尽力。【过关题组】1.(2015·运城高二检测)在美国,GPS(全球卫星定位系统)与“阿波罗”飞船登月、航天飞机升空,共同被列为“三大航天工程”,据此回答(1)、(2)题。(1)在沙漠中搜寻救助迷路的人,应用的救援系统最好是(

)A.数字地球系统B.遥感系统C.地理信息系统D.全球定位系统C地理信息系统有分析处理信息的功能。在沙漠中搜寻救助迷路的人,要找到人员所在位置,找出适当的救助线路,需要对拍摄的遥感图片或定位的信息进行综合处理、分析,所以最好是用地理信息系统。全球定位系统能定位,但不能选择营救线路。(2)通过手持信号系统,救援队可以不断地得知遇险人员的位置,并很快到达遇险人员所在地,这主要是利用了GPS技术的哪一特征(

)A.全天候B.连续性 C.全能性D.全球性B确定遇险人员的位置信息,利用的是GPS的连续性定位特征2.(2015·哈尔滨高二检测)2015年的达喀尔拉力赛从2015年1月4日开始,结束于1月17日。赛事发车地点为阿根廷的首都布宜诺斯艾利斯,比赛先后经过阿根廷、智利、玻利维亚3个国家,总里程9000余千米,最后返回布宜诺斯艾利斯。据此回答(1)、(2)题。(1)假设某选手在2015年达喀尔拉力赛上携带了一个GPS信号接收机,该设备不可能完成的任务是(

)A.测定该选手所处的位置B.测定所经地区的海拔C.确定该选手行进的方向D.获取实时自然景观变化DGPS能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息,因此,该设备不可能获取实时自然景观变化。(2)赛事过程中,如果某选手想利用现代信息技术确定线路,需要利用的技术是(

)A.RS和GISB.GIS和GPSC.RS和GPSD.数字地球A选手可利用遥感寻找道路,再利用GIS分析选择合适的线路。3.读我国大陆部分地壳运动观测网图,回答(1)、(2)题。(1)对地壳运动进行精确观测采用的主要技术是(

)A.遥感技术B.全球定位系统C.地理信息系统D.数字地球B图中对地壳运动进行精确观测的基准站、基本站与区域站在我国分布的范围较广,但又相对集中在我国地质不稳定的地区,显然是通过对地壳运动的精确观测,判断各站点之间的距离位移,进行地震监测和预报,而各站点之间距离位移的监测则需要用GPS。(2)根据观测站的分布特点判断,建立地壳运动观测网最主要的目的是(

)A.泥石流、滑坡的监测和预报B.大地高程测量C.地震监测和预报D.为电离层研究、气象预报提供数据C【补偿训练】北京时间2013年6月26日8时7分许,搭乘3名中国航天员的“神舟十号”载人飞船返回舱,在位于内蒙古中部草原上的“神十”任务主着陆场预定区域顺利着陆。在“神舟十号”飞船返回舱座椅的边上,放置着两个白色的包,这就是飞船紧急情况下着陆时保护航天员生命安全的救生包,在救生包中有GPS定位仪等。据此回答(1)、(2)题。(1)救生包中GPS定位仪的作用是(

)A.随时知道所在地的气候B.随时知道所在地的地理坐标C.随时知道所在地的天气D.随时知道所在地的季节A(2)目前GPS的主要功能是(

)A.定位和导航B.定位和找矿C.天气预报 D.地质测量A【解析】(1)选B,(2)选A。第(1)题,GPS能够提供准确的地理坐标,不能提供气候、季节、天气状况等信息。第(2)题,GPS用途广泛,目前的主要功能还是集中在定位和导航上。找矿、天气预报、地质测量只是间接的功能。【针对训练】读GPS手持机界面图,界面上的时间为北京时间。读图,完成(1)、(2)题。(1)此时,持有GPS手持机者所在地形区为(

)A.江汉平原B.江淮平原C.华北平原D.江南丘陵(2)如果此日全球昼夜平分,那么此地离日落还约有

(

)A.56分钟B.1小时C.1小时1分钟D.1小时5分钟BD【解析】(1)选B,(2)选D。第(1)题,从手持机界面图上可以看到的信息有:海拔17米,纬度32°03′23.2″N,经度118°45′54.6″E,北京时间16时59分11秒。根据经纬度很容易判断该地位于江淮地区。第(2)题,如果此日全球昼夜平分,那么该地应该地方时18时日落,根据该地与120°E相差1°14′5.4″,该地地方时比北京时间晚大约5分钟,所以此地离日落还约有1小时5分钟。课时提升作业(十三)全球定位系统及其应用一、选择题(每小题3分,共30分)1.下列不属于全球定位系统组成部分的是(

)①信号接收机 ②北斗卫星③传感器 ④车载移动电话A.①② B.①③ C.①④ D.③④2.(2015•浙江学考)沙漠中的探险者要确定自己所处的位置,可以借助的地理信息技术是(

)A.遥感 B.全球定位系统C.地理信息系统 D.数字地球DB北斗卫星导航系统(BDS)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,致力于向全球用户提供高质量的定位、导航、授时服务,并能向有更高要求的授权用户提供进一步服务,军用与民用目的兼具。中国计划至2020年完成全球系统的构建。据此回答3、4题。3.下列不属于北斗卫星导航系统计划应用范畴的是(

)A.野外考察时用以空间定位B.为行驶的汽车提供精确的速度、时间信息C.为无线电移动手机用户提供实时的通信服务D.为飞行中的民航客机提供三维坐标C北斗卫星导航系统(BDS)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,致力于向全球用户提供高质量的定位、导航、授时服务,并能向有更高要求的授权用户提供进一步服务,军用与民用目的兼具。中国计划至2020年完成全球系统的构建。据此回答3、4题。4.“北斗一号”曾在舟曲泥石流中起了重要作用,有关其作用的叙述不正确的是(

)A.确定泥石流的方向、速度B.救灾部队利用携带的北斗卫星导航系统发回各种灾情和救援信息C.监测救援部队的位置信息D.可监测房屋倒塌及道路损毁状况D(2015·苏州模拟)2015年,我国的电子网络零售总额超过15000亿元,成为世界上最大的网购市场。某消费者在淘宝网上购买了一台笔记本电脑,他利用网店的货物追踪查询功能,得到表的结果,回答5、6题。日期时间监控记录2015-2-1215:23:23东莞科技园收货2015-2-1215:55:02快件到达东莞货场2015-2-1219:10:15深圳机场收货2015-2-1221:40:10到达北京机场2015-2-1223:02:01快件到达北京朝阳区货场2015-2-1310:20:06货物发出上门派送5.网购的兴起促进了我国(

)A.商业网点密度的增加 B.第三产业的发展C.高速铁路密度的增加 D.服装业的飞速发展B(2015·苏州模拟)2015年,我国的电子网络零售总额超过15000亿元,成为世界上最大的网购市场。某消费者在淘宝网上购买了一台笔记本电脑,他利用网店的货物追踪查询功能,得到表的结果,回答5、6题。日期时间监控记录2015-2-1215:23:23东莞科技园收货2015-2-1215:55:02快件到达东莞货场2015-2-1219:10:15深圳机场收货2015-2-1221:40:10到达北京机场2015-2-1223:02:01快件到达北京朝阳区货场2015-2-1310:20:06货物发出上门派送6.物流是网购的主要环节,其中货物追踪查询系统运用了(

)A.GIS和数字地球 B.RS和数字地球C.GPS和GIS D.RS和GPSC(2015·衡阳高二检测)2015年3月底,搭载首颗新一代北斗导航卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射,标志着北斗卫星导航系统已由区域运行向全球拓展。据此回答7、8题。7.北斗卫星导航系统能提供服务的领域,不包括(

)A.交通运输 B.气象、渔业、林业C.电信、水利、测绘 D.人口普查8.跟北斗卫星导航系统具有相同功能的是(

)A.RS B.GPSC.GIS D.以上均不同DB

(2015·漳州模拟)2014年3月24日当地时间22时,马来西亚总理纳吉布·拉扎克宣布,根据最新收到的卫星分析数据,可以判定马来西亚航空公司MH370航班在印度洋南部海域(42°S,92°E)“终结”。此时该海域风大浪高,多恶劣天气,给海上搜救带来极大困难。据此完成9、10题。9.获取卫星分析数据运用的地理信息技术是(

)A.RS B.RS和GPSC.GPS和GIS D.RS和GISC

(2015·漳州模拟)2014年3月24日当地时间22时,马来西亚总理纳吉布·拉扎克宣布,根据最新收到的卫星分析数据,可以判定马来西亚航空公司MH370航班在印度洋南部海域(42°S,92°E)“终结”。此时该海域风大浪高,多恶劣天气,给海上搜救带来极大困难。据此完成9、10题。10.该海域此时风大浪高的主要原因是(

)A.地处热带,海水温度高B.温带海域,西风强盛C.副高控制,上升气流强D.大洋中部,洋流强大B二、非选择题(共20分)11.下图是GPS卫星星座图。读图,回答下列问题。(20分)(1)GPS由三大部分组成,除空间星座外,还有________系统和________系统。(2)空间星座系统共有________颗卫星,其中,工作卫星______颗,备用卫星________颗,平均分布在______个轨道平面上,每个卫星轨道上有________颗卫星。空间星座系统保证地面上任何地点、任何时间都可监测到________颗以上的卫星。地面控制用户24

21

3

6

4

4

二、非选择题(共20分)11.下图是GPS卫星星座图。读图,回答下列问题。(20分)(3)GPS工作卫星不间断地发送信号,GPS用户接收机接收到这些信号后,经过计算便可以求出______________、________及________。时间三维坐标速度一、选择题(每小题4分,共28分)

(2015·福州高二检测)下图为120急救指挥中心对某次马拉松比赛出救示意图,读图完成1～4题。1.组委会接到赛道某地点一个急救电话,需要通过120急救指挥中心在最短的时间内指挥救护车到达事故地点,指挥中心要确定哪一辆救护车离事故地点最近,所利用的技术是(

)A.RS B.GPS、RS

C.GPS、GIS D.GIS、RS2.救护车司机要想随时确定自己所处的地理坐标,需要拥有(

)A.计算机技术 B.GPS信号接收机C.地理信息系统 D.遥感CB3.通常确定地球上任何一点的地理位置应该具备以下三个数据(

)A.经度、距离、海拔B.经度、纬度、海拔C.纬度、相对高度、距离D.到两极、赤道的距离和等高线4.关于全球定位系统在交通运输中的作用的说法错误的是(

)A.车辆跟踪 B.合理分配车辆C.降低能耗 D.提高运营成本BD(2015·福州高二检测)2013年4月20日,四川雅安芦山县发生7.0级地震。在震后救灾中,北斗卫星导航系统(BDS)发挥了重要作用。BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统。据此回答5、6题。5.BDS在抗震救灾中发挥的主要作用有(

)①提供灾区的影像 ②确定救灾人员的位置③统计灾区的经济损失 ④提供短文联络A.①② B.①③ C.②④ D.③④C(2015·福州高二检测)2013年4月20日,四川雅安芦山县发生7.0级地震。在震后救灾中,北斗卫星导航系统(BDS)发挥了重要作用。BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统。据此回答5、6题。6.芦山地震与2008年汶川8.0级地震震中位置同处龙门山断裂带,但芦山地震造成的损失较小,主要原因有(

)①提前预报 ②震级较低③防震意识强 ④救援及时A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④C7.(2014·泉州高二检测)我国一探险队相隔一个小时看到GPS接收机分别显示如下界面。关于该考察队的叙述正确的是