初中地理-湘教版-必修3-第三章-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目标导航预习引导目标导航预习引导一、全球定位系统1.概念: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。2.组成:GPS由空间星座、地面控制系统和用户系统三部分组成,它们具有不同的空间位置、组成和分布特点。目标导航预习引导目标导航预习引导3.接收机类型(根据用途分)。(1)导航型接收机:用于运动载体的导航,实时给出载体的位置和速度。(2)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。(3)授时接收机:利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时,多用于天文台及无线电通讯。目标导航预习引导预习交流1在图示的GPS接收界面上显示同时接收了几颗卫星信号?读出接收机所在位置的经纬度和海拔。目标导航预习引导二、全球定位系统与定位导航1.定位精度。(1)静态导航定位:厘米级甚至毫米级精度。(2)动态定位:1米以内精度。(3)速度测量:厘米级精度。(4)时间测量:毫微秒级精度。2.应用。(1)交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。(2)监测地壳的微小移动,帮助预报地震。(3)与GIS、RS结合,为资源调查、工程管理、精细农业服务。提示7颗。纬度:39°58'27.9″N;经度:116°18'50.2″E;海拔:109米。

目标导航预习引导预习交流2举例说明GPS在大地测量中的作用。提示GPS定位不受地形、地物限制,用于大地测量准确方便。例如喜马拉雅山脉主峰珠穆朗玛峰最新高度8844.43米,就是运用GPS技术测得的。问题导学当堂检测主题一全球定位系统的组成及工作原理活动与探究材料GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统,GPS卫星信号传播和接收不受天气等因素的影响。如今,GPS已经成为当今世界上最实用,也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。从GPS卫星星座(图甲)可以看到有6个卫星轨道,每个轨道上有4颗卫星。对于地平面上的观测者来说,最少可见到4颗卫星。图乙为全球定位系统的组成及其关系图。问题导学当堂检测问题导学当堂检测问题导学当堂检测结合材料探究:①GPS定位和导航的原理是什么?②运用数学原理,要计算出地面静止物体的位置,至少根据几颗卫星提供的资料?要进一步提高定位精度,并迅速计算出运动物体的空间位置、运行速度和运行方向,至少有几颗卫星提供资料?③GPS定位和导航有哪些优点?提示①工作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。②3颗;4颗。③全球性、全能性(陆地、海洋、航空、航天)、全天候、连续性、实时性。问题导学当堂检测迁移与应用例1关于GPS组成的说法,正确的是(

)。A.空间星座由21颗卫星组成B.用户系统就是电脑设备C.地面控制系统由1个主控站、3个注入站和5个监控站D.空间星座由20颗工作卫星、4颗备用卫星组成解析空间星座由24颗卫星组成,其中21颗工作卫星、3颗备用卫星;用户系统也就是接收设备;地面控制系统由1个主控站、3个注入站和5个监控站组成。答案C问题导学当堂检测全球定位系统的组成及功能全球定位系统是由空间星座、地面控制系统和用户系统三部分组成,其各自的功能可用下图所示:问题导学当堂检测问题导学当堂检测主题二全球定位系统的应用领域活动与探究材料一在第二次世界大战中,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,跟我玩游戏机没啥两样。”(1)结合材料探究:①全球定位系统的基本功能是什么?②GPS在现代军事上有哪些应用?提示①定位和导航。②主要是为各种军事活动提供定位导航。在现代战争中,许多高科技武器、弹药等也都开始采用GPS技术进行定位导航。问题导学当堂检测材料二GPS航海自主导航系统,可以说给了船舶一双“慧眼”。GPS自主导航系统适于远洋导航、海岸导航、港口导航、内河导航、湖泊导航五种航路的任何一种,它基本上是一种单纯的导航系统,其主要特征是仅向用户提供位置、航速、航向和时间信息,也可包括海图航迹显示,不需通信系统,适应于任何海面、湖面和内河上航行的船舶,从大型远洋货轮到私人游艇。(2)结合材料探究:从定位、导航、交通管理等方面谈谈GPS航海自主导航系统有哪些功能。提示一是向用户提供船舶位置、航速、航向和时间信息,以及海图航迹显示等。二是港口管理和进港引导系统,主要用于港口、码头的船舶高度整理,进港船舶引导,以确保航行安全和秩序。三是航路交通管理系统,主要用于近海和内河船舶导航和管理。问题导学当堂检测材料三某盗窃犯罪嫌疑人在青岛市市南区盗窃了一辆汽车,30分钟后,在他行驶到青岛市城阳区时被警察拦住,自认为没有泄露蛛丝马迹的犯罪嫌疑人在被逮捕的时候还有些莫名其妙。他怎么也想不到,被盗的那辆汽车安装了GPS,从他盗窃该汽车的那一刻起,就成了警察的监控目标。下图为GPS车辆监控管理与调度示意图。问题导学当堂检测问题导学当堂检测(3)结合材料探究:①警察是怎样根据全球定位系统(GPS)提供的信息将盗车犯罪嫌疑人逮捕的?请你大体说说警察破案的经过。②在GPS汽车导航中,信息在汽车、卫星和服务中心之间是怎样传递的?GPS在交通方面有哪些作用?提示①车载GPS(全球定位系统)随时监控、报告每一辆安装了GPS的汽车精确的经纬度位置,当车主发现汽车被盗报案后,警察就可以根据全球定位系统(GPS)提供的信息,准确定位被盗汽车所在的位置,发现、追踪并逮捕盗车犯罪嫌疑人。②汽车中GPS用户设备接收了GPS卫星信息,计算出车的位置、速度等信息,并通过无线电信号传送到服务中心,服务中心再根据汽车所在的位置,及时通过语音提示为汽车导航。GPS在交通方面可以实时播发路况信息,自动匹配最优行车路线;降低能源消耗,节省运行成本,并使行车、乘车安全系数大大提高。问题导学当堂检测材料四2012年8月,安徽某“驴友”团(如下图)先到福建漳州旅游,然后到武夷山野外旅游探险,不幸被山洪围困于山中,由于配备有GPS的手机,及时将确切位置信息发送出去,从而及时得到救援。他们在遇险前还利用GPS功能为拍摄落日提供帮助。问题导学当堂检测(4)结合材料探究:GPS在安徽某“驴友”团旅游探险过程中发挥了哪些作用?提示旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在的位置,确定前往目的地的最优行进方式和路线;野外探险者可快捷地找到合适的道路和宿营地点,并在发生险情时迅速定位,以便及时、有效地得到救援;能准确记录每次摄影地点,并自动计算出该地点每天的日出、日落时间,为旅游者在最佳地点和最佳时间拍摄到最理想的画面提供帮助。问题导学当堂检测迁移与应用例2(2014·山东文综)下图为我国某区域冬季某日8时至次日8时的降雪量和积雪深度分布图,该时段该区域风向主要为偏东风,云量分布差异不明显。道路积雪会影响交通,应用GPS技术可以(

)。问题导学当堂检测A.获取道路积雪影像数据B.解译积雪遥感影像C.分析道路积雪空间分布D.确定待救援车辆位置解析本题考查GPS技术的应用。获取道路积雪影像数据应用RS技术,解译积雪遥感影像和分析道路积雪空间分布应用GIS技术,确定待救援车辆位置应用GPS技术。答案DGPS的主要应用领域问题导学当堂检测问题导学当堂检测123456近年来,针对中国“北斗”导航系统的发展,美国航天专家则建议美方尽快升级GPS(全球定位系统),以确保其在卫星导航领域的绝对优势。据此完成第1~2题。1.下列不属于全球定位系统组成部分的是(

)。

A.空间星座B.用户系统C.地面控制系统D.传感器问题导学当堂检测1234562.关于全球定位系统的说法正确的是(

)。A.全球定位系统只能获得地面某点的经纬度,不能确定其高程B.野外旅行,只要用GPS信号接收机,可随时知道自己所处的经纬度C.全球定位系统具有高精度和自动测量的特点,但是受地形、天气等自然因素影响较大D.目前GPS主要应用于军事领域答案1.D

2.B问题导学当堂检测1234563.2015年4月25日17时17分,在西藏自治区日喀则地区定日县发生里氏5.9级地震,震源深度20千米。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,是继美国全球定位系统(GPS)和俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)之后的第三个成熟的卫星导航系统。BDS在抗震救灾中发挥的主要作用有(

)。①提供灾区的影像②统计灾区的经济损失③确定救灾人员的位置④提供短文联络A.①② B.①③C.②③ D.③④答案D解析北斗卫星导航系统属于定位导航系统,主要用于位置方面的定位和导航。根据题目叙述:BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统。问题导学当堂检测123456读材料,完成第4~5题。材料一精准农业是当今世界农业发展的新潮流,它是由信息技术支持、根据空间定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统。它包括精准播种、精准施肥、精准灌溉、精准收获等环节,是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。它将农业带入数字和信息时代,是今后农业的重要发展方向。问题导学当堂检测123456材料二下表为“精准施肥与常规施肥效益比较”。问题导学当堂检测1234564.为了精确和快速地对大面积的田区进行频繁监测,判断田间作物生长情形和产量的空间分布,需要使用的地理信息技术是(

)。A.GPS B.GISC.RS D.数字地球问题导学当堂检测1234565.为了对农业生产用地进行精准施肥,减小化肥施用总量,提高经济效益,需要借助的地理信息技术是(

)。A.GPS B.GISC.RS D.数字地球答案4.C

5.A解析第4题,结合“精确”“快速”和“监测”等关键词可以判断,需要使用的地理信息技术是RS。第5题,精准施肥就是根据不同地块土壤的肥力状况、农作物生长情况,精确、定点地投放肥料,需要借助GPS。问题导学当堂检测1234566.读GPS系统工作流程图,完成下列各题。问题导学当堂检测123456(1)图中甲、乙分别代表:甲

,乙

。

(2)GPS卫星星座中有

颗工作卫星,要想获得准确的三维信息,需要

颗定位卫星提供数据。

(3)如果你要进行一次探险活动,需要

型接收机,该类型接收机按具体用途又可分为哪几种?

(4)如果某人自驾车旅游时出现紧急情况,监控中心可通过车载GPS获取哪些信息?问题导学当堂检测123456答案