1、第第三三章章地地理理信信息息技技术术应应用用课前预习课前预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通设计设计1 1设计设计2 2知识点一知识点一知识点二知识点二第三第三节节全球全球定位定位系统系统及其及其应用应用创新演练创新演练大冲关大冲关知道：知道：GPS的概念、主要组成及工作过程的概念、主要组成及工作过程理解：理解：GPS的工作原理及主要功能的工作原理及主要功能应用：应用：学会利用学会利用GPS的工作原理分析其主要的工作原理分析其主要 的应用领域，学会使用的应用领域，学会使用GPS接收机接收机 一、全球定位系统一、全球定位系统 1概念概念 全球定位系统，即全球定位系统，即GPS，是具有在海
2、、陆、空进行全，是具有在海、陆、空进行全方位、实时方位、实时 与定位功能的卫星导航与定位系统。与定位功能的卫星导航与定位系统。三维导航三维导航 2组成组成 (1)空间星座：由空间星座：由 颗工作卫星、颗工作卫星、3颗备用卫星组成，颗备用卫星组成，高度约高度约2万千米；定位星座有万千米；定位星座有 颗。颗。(2)地面控制系统：包括地面控制系统：包括1个主控站，个主控站，3个注入站和个注入站和5个个 。(3)用户系统：用户系统：功能：用于功能：用于 发射的信号。发射的信号。214监控站监控站接收接收GPS卫星卫星导航导航授时授时二、全球定位系统与定位导航二、全球定位系统与定位导航1最初设计目的最初
3、设计目的 目的。目的。军事军事2精度精度(1)静态导航定位：能达到厘米级甚至静态导航定位：能达到厘米级甚至 级的精度。级的精度。(2)动态定位：能达到动态定位：能达到 米以内的精度。米以内的精度。(3)速度测量：能达到速度测量：能达到 精度。精度。(4)时间测量：能达到时间测量：能达到 级精度。级精度。毫米毫米1厘米级厘米级毫微秒毫微秒 3应用领域应用领域 (1)广泛应用：在广泛应用：在 、邮电、地矿、建筑，以及农业、邮电、地矿、建筑，以及农业、气象、土地管理、金融、气象、土地管理、金融、等部门和行业中应用广泛。等部门和行业中应用广泛。(2)科学应用：监测地壳的微小移动，从而帮助预报科学应用：
4、监测地壳的微小移动，从而帮助预报 。(3)综合应用：综合应用：GPS与与 、结合，可为资源调查，工结合，可为资源调查，工程管理、精细农业服务。程管理、精细农业服务。交通交通公安公安地震地震GISRS一、教材一、教材P96图图344探究探究1相邻的两个卫星轨道平面之间的夹角是多少度？相邻的两个卫星轨道平面之间的夹角是多少度？提示：提示：相邻的两个卫星轨道平面之间的夹角是相邻的两个卫星轨道平面之间的夹角是60。2每个卫星轨道上各有几颗卫星？它们两两相隔多少度。每个卫星轨道上各有几颗卫星？它们两两相隔多少度。提示：提示：每个卫星轨道上各有每个卫星轨道上各有4颗卫星，两两相隔颗卫星，两两相隔90。二、
5、教材二、教材P100图图350探究探究 3车辆监测中心是如何对车辆实施调度与监控的？车辆监测中心是如何对车辆实施调度与监控的？提示：提示：主要通过调度与监控网络技术获取车辆运行的基主要通过调度与监控网络技术获取车辆运行的基本信息，传输给网络服务中心，生成监控、调度指令，通过本信息，传输给网络服务中心，生成监控、调度指令，通过信息中转站将指令发出，车辆利用车载信息中转站将指令发出，车辆利用车载GPS接收指令。接收指令。4车辆运行中出现紧急情况后，监控中心可以获取车辆运行中出现紧急情况后，监控中心可以获取哪些信息？哪些信息？提示：提示：车辆出现紧急情况后，司机启动车载车辆出现紧急情况后，司机启动车
6、载GPS报报警装置，监控中心可显示出车辆情况、出事地点、车辆人警装置，监控中心可显示出车辆情况、出事地点、车辆人员等信息。员等信息。1全球定位系统的特点全球定位系统的特点2GPS主要工作过程主要工作过程3图示法理解全球定位系统的构成及各自的功能图示法理解全球定位系统的构成及各自的功能 例例1读读GPS卫星星座图，回答下列问题。卫星星座图，回答下列问题。(1)GPS由三大子系统组成，除空间星座系统外，还有由三大子系统组成，除空间星座系统外，还有_ 系统和系统和_系统。系统。(2)空间星座系统共有空间星座系统共有_ 颗卫星，其中，工颗卫星，其中，工作卫星作卫星_颗，备用卫星颗，备用卫星_颗，平颗，
7、平均分布在均分布在_个轨道平面上，每个卫星轨道上个轨道平面上，每个卫星轨道上有有_ 颗卫星。空间星座系统保证地面上任何颗卫星。空间星座系统保证地面上任何地点、任何时间都可监测到地点、任何时间都可监测到_颗以上卫星。颗以上卫星。(3)GPS工作卫星不间断发送信号，工作卫星不间断发送信号，GPS用户接收机接用户接收机接收到这些信号后，经过计算便可以求出收到这些信号后，经过计算便可以求出_、_及及_。(4)GPS与其他定位、导航系统相比，具有与其他定位、导航系统相比，具有_、_、_、_、_等特点。等特点。解析解析GPS主要由空间星座、地面控制系统、用户系主要由空间星座、地面控制系统、用户系统三部分组
8、成。空间星座统三部分组成。空间星座24颗卫星平均分布在颗卫星平均分布在6个轨道平面个轨道平面上，即每个轨道上，即每个轨道4颗。颗。GPS工作时，工作卫星不间断地发送工作时，工作卫星不间断地发送信号，用户系统中的信号，用户系统中的GPS接收机收到信号后，经过计算便可接收机收到信号后，经过计算便可求出自身所在地点的三维坐标、速度和时间信息等。求出自身所在地点的三维坐标、速度和时间信息等。GPS的的特点是全能性、全球性、全天候、连续性、实时性等。特点是全能性、全球性、全天候、连续性、实时性等。答案答案(1)地面控制用户地面控制用户(2)24213644(3)三维坐标速度时间三维坐标速度时间(4)全能
9、性全球性全天候连续性实时性全能性全球性全天候连续性实时性12011年年10月月12日在深圳举办的中国国际物流与交通运日在深圳举办的中国国际物流与交通运输博览会上，由中国移动联合输博览会上，由中国移动联合GPS厂商合力打造的一厂商合力打造的一款便携式导航机，成为最抢眼的一环，结合所学知识，款便携式导航机，成为最抢眼的一环，结合所学知识，回答回答(1)(3)题。题。(1)下列不属于全球定位系统的是下列不属于全球定位系统的是 ()A空间星座空间星座B用户系统用户系统C地面控制系统地面控制系统 D传感器传感器(2)在对我国西部一些地区进行科考时，使用全球定位系在对我国西部一些地区进行科考时，使用全球定
10、位系统，其优点主要是统，其优点主要是 ()A能为科学家提供准确精密的三维坐标能为科学家提供准确精密的三维坐标B对陆地、天空和地下可以直接拍摄图片对陆地、天空和地下可以直接拍摄图片C服务过程有定时、间断性特点服务过程有定时、间断性特点D通过全球定位系统可以随时读取各种信息资料通过全球定位系统可以随时读取各种信息资料(3)关于全球定位系统的说法正确的是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 定其高程定其高程B全球定位系统由全球定位系统由3个相对独立的部门组成，即空间个相对独立的部门组成，即空间 星座、地面控制系
11、统和用户系统部分星座、地面控制系统和用户系统部分C全球定位系统具有高精度和自动测量的特点，但是受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地形、天气等自然因素影响较大D目前目前GPS主要应用于军事领域主要应用于军事领域解析：解析：第第(1)题，传感器是遥感技术系统的主要设备。第题，传感器是遥感技术系统的主要设备。第(2)题，全球定位系统可以提供准确精密的三维坐标。第题，全球定位系统可以提供准确精密的三维坐标。第(3)题，题，全球定位系统即全球定位系统即GPS，它是利用卫星网络来获得地面某点的，它是利用卫星网络来获得地面某点的经纬度和高程的系统；全球定位系统由经
12、纬度和高程的系统；全球定位系统由3个相对独立的部分个相对独立的部分组成，即空间星座、地面控制系统和用户系统；全球定位系组成，即空间星座、地面控制系统和用户系统；全球定位系统具有全天候、高精度和自动测量的特点；目前统具有全天候、高精度和自动测量的特点；目前GPS的主要的主要功能是定位和导航，这在各个应用领域如军事、测量、交功能是定位和导航，这在各个应用领域如军事、测量、交通、救援、农业、娱乐等方面都有所体现。通、救援、农业、娱乐等方面都有所体现。答案：答案：(1)D(2)A(3)B应用领域应用领域作用作用救援救援广泛应用于消防、救护、交通疏导、搜寻自广泛应用于消防、救护、交通疏导、搜寻自然灾害及
13、突发事故中失踪人员、渔船救助等然灾害及突发事故中失踪人员、渔船救助等突发事件方面突发事件方面应用领域应用领域作用作用交通交通航海航海(1)GPS航海自主导航系统：向用户提供船舶航海自主导航系统：向用户提供船舶的位置、航速、航向和时间信息，也包括海的位置、航速、航向和时间信息，也包括海图、航迹显示等图、航迹显示等(2)港口管理和进港引导系统：主要用于港口、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保航行安全和秩序(3)航路交通管理系统：主要用于近海和内河航路交通管理系统：主要用于近海和内河船舶导航和管理船舶导
14、航和管理应用领域应用领域作用作用交交通通航空航空实现最佳空域划分与管理、空中交通流量管实现最佳空域划分与管理、空中交通流量管理以及飞行路线管理，保证了空中交通管制理以及飞行路线管理，保证了空中交通管制的安全性和灵活性的安全性和灵活性公共公共交通交通实时播放路况信息、自动匹配最优行车路线，实时播放路况信息、自动匹配最优行车路线，能最大限度地满足乘客的要求，从而减少空能最大限度地满足乘客的要求，从而减少空载率，降低能源消耗载率，降低能源消耗应用领域应用领域作用作用旅游探险旅游探险旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在位置，确定前往目的地的最优行进方式和在位置
15、，确定前往目的地的最优行进方式和路线；野外探险者可以快捷地找到合适的道路线；野外探险者可以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、路和宿营地点，并在发生险情时，迅速定位、报警，以便及时、有效地得到救援报警，以便及时、有效地得到救援应用领域应用领域作用作用军事军事为各种军事活动定位、导航，如许多高科技武为各种军事活动定位、导航，如许多高科技武器配备了器配备了GPS系统，精确制导，大大提高了命系统，精确制导，大大提高了命中率中率生产和生产和工程建设工程建设可以利用可以利用GPS系统发展系统发展“精准农业精准农业”，精确地，精确地喷洒化肥和农药；同时也广泛运用在工程定位、喷洒化肥和
16、农药；同时也广泛运用在工程定位、测量领域，提高工程建设的效率和精确性测量领域，提高工程建设的效率和精确性科学研究科学研究 可以监测地壳运动等可以监测地壳运动等GPS接收机的使用方法接收机的使用方法 例例2阅读阅读GPS系统工作流程图，回答问题。系统工作流程图，回答问题。(1)图中甲、乙分别代表：图中甲、乙分别代表：_、_。(2)GPS卫星星座中由卫星星座中由_ 颗工作卫星，要想获颗工作卫星，要想获得准确的三维信息，需要得准确的三维信息，需要_颗定位卫星提供数据。颗定位卫星提供数据。(3)如果你要进行一次探险旅游，需要如果你要进行一次探险旅游，需要_型接型接收机，该型接收机按具体用途又可分为哪几
17、种？收机，该型接收机按具体用途又可分为哪几种？(4)如果某人驾车自驾游时出现紧急情况，监控中心如果某人驾车自驾游时出现紧急情况，监控中心可通过车载可通过车载GPS获取哪些信息？获取哪些信息？解析解析第第(1)题，根据图中箭头的指向，具有监测控题，根据图中箭头的指向，具有监测控制功能的是地面监控系统、接收信号的是制功能的是地面监控系统、接收信号的是GPS接收机。第接收机。第(2)题，在题，在GPS系统中有系统中有21颗工作卫星；要获取精确的三维颗工作卫星；要获取精确的三维信息，需要信息，需要4颗工作卫星提供数据。第颗工作卫星提供数据。第(3)题，探险需要导题，探险需要导航型接收机。第航型接收机。
18、第(4)题，监控中心可通过题，监控中心可通过GPS获取车辆情况、获取车辆情况、出事地点、车辆人员等信息。出事地点、车辆人员等信息。答案答案(1)地面监控系统地面监控系统GPS接收机接收机(2)214(3)导航车载型、航海型、航空型、星载型。导航车载型、航海型、航空型、星载型。(4)车辆情况、出事地点、车辆人员等。车辆情况、出事地点、车辆人员等。2中新网中新网2011年年4月月11日消息我国第日消息我国第8颗颗“北斗北斗”卫星于卫星于昨天下午昨天下午4时时47分发射成功，这标志着区域性的北斗卫分发射成功，这标志着区域性的北斗卫星导航系统的基本系统建成。据此回答星导航系统的基本系统建成。据此回答(
19、1)(2)题。题。(1)下列不属于北斗卫星导航计划应用范畴的是下列不属于北斗卫星导航计划应用范畴的是 ()A野外考察时用以空间定位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为飞行中的民航客机提供三维坐标(2)“北斗一号北斗一号”曾在舟曲泥石流中起了重要作用，有关其作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用的叙述不正确的是 ()A确定泥石流的方向、速度确定泥石流的方向、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 情和救援信息情和救援信息C监测救援部队的位置信息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可监测房屋倒塌及道路损毁状况解析：解析：第第(1)题，我国北斗卫星导航系统的主要功能是区域题，我国北斗卫星导航系统的主要功能是区域性定位导航；第性定位导航；第(2)题，房屋倒塌及道路损毁状况监测主要题，房屋倒塌及道路损毁状况监测主要应用遥感技术。应用遥感技术。“北斗一号北斗一号”可进行定向测速定位。可进行定向测速定位。答案：答案：(1)C(2)D
