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1第三节全球定位系统及其应用[学习目标定位]1.了解全球定位系统的概念、组成。2.能举例说明全球定位系统在定位导航中的作用。一、全球定位系统1．概念：具有在海、陆、空进行全方位、实时①三维导航与②定位功能的新一代卫星导航与定位系统。2．组成(1)空间星座：由③21颗工作卫星、3颗备用卫星组成。要获得准确的三维信息，必须接收到④4颗GPS卫星的信号。(2)地面控制系统：包括1个⑤主控站、3个注入站和5个监控站。(3)用户系统(接收设备)a．组成：包括接收机硬件、⑥GPS数据处理软件等。b.接收机类型导航型接收机：用于⑦运动载体导航，实时给出载体的位置和速度测地型接收机：用于精密⑧大地测量和精密工程测量，定位精度高授时接收机：利用GPS卫星提供的⑨高精度时间标准进行授时，多用于天文台及无线电通讯思维活动1．在上面图示的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高度。答案7颗。纬度：39°58′27.9″N；经度：116°18′50.2″E；高度：109米。二、全球定位系统与定位导航1．定位精度静态导航定位：⑩厘米级甚至毫米级精度动态定位：达到⑪1米以内精度速度测量：达到⑫厘米级精度时间测量：达到毫微秒级精度2．应用交通、⑬邮电、地矿、⑭建筑、农业、⑮气象、土地管理、⑯金融、公安等部门和行业监测⑰地壳的微小移动，帮助预报地震与GIS、RS结合，为⑱资源调查、工程管理、⑲精细农业服务思维活动2．举例说明GPS在大地测量中的作用。答案GPS定位不受地形、地物限制，用于大地测量准确方便。例如喜马拉雅山主峰珠穆朗玛峰最新高度8844.43米，就是运用GPS技术测得的。探究点一全球定位系统探究活动读“GPS卫星星座示意图”，回答下列问题。(1)GPS是________________的简称，是具有在海、陆、空进行________、________________与________功能的新一代卫星导航与定位系统。(2)GPS的空间星座由______颗工作卫星、________颗备用卫星组成，在全球的任何地方、任何时间都可监测到________颗以上的卫星。在GPS导航定位时，要想获得准确的三维信息，必须接收到________颗GPS卫星的信号，它们被称为________________。(3)全球定位系统可以提供哪些方面的信息？答案(1)全球定位系统全方位实时三维导航定位(2)21344定位星座(3)地球表面任何一点的经度、纬度、海拔高度和速度。反思归纳GPS的组成和工作原理探究点二全球定位系统与定位导航2探究活动读教材P100图3－50“GPS车辆监控管理与调度”，思考下列问题。(1)通过车载GPS，驾驶员可以获得哪些信息？(2)车载GPS与信息中心是如何进行信息传输的？[来源:学科网](3)出租车安装GPS有哪些作用？[来源:学科网]答案(1)及时查看车辆所在的位置、运行轨迹、速度、行进方向等。(2)车载电台把定位信息发送给车辆监控中心，监控中心将这些信息在电子地图上显示出来，并用文本、图形或语音等可对车辆进行调度指挥。(3)可以使出租车自动匹配最优行车路线，能最大限度地满足乘客的要求，从而减少空载率，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。反思归纳全球定位系统的应用对点训练一全球定位系统新华网洛杉矶2012年10月5日讯：据美国媒体5日报道，美国空军4日从佛罗里达州成功发射了全球卫星定位系统12颗新型卫星中第三颗“GPSIIF－3”。据此完成1～3题。1．下列不属于全球定位系统的是()A．空间星座B．用户系统C．地面控制系统D．传感器2．在对我国西部一些地区进行科考时，使用全球定位系统，其优点主要是()A．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C．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3．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．全球定位系统由3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.D2.A3.B对点训练二全球定位系统与定位导航4．下列有关GPS技术应用的叙述，不正确的是()A．军事是GPS技术最早的应用领域B．空中导航是GPS导航应用的最大用户C．可以使用GPS对交通车辆进行全面监控D．GPS接收机可以帮助旅客在陌生地迅速定位答案B5．一支地理考察队所用手持式全球定位系统信号接收机显示如下界面：地理坐标39°30′31.7″N82°30′50.2″E海拔1468m误差5.7m据此判断该考察队可能()A．在测量珠峰高度B．在河西走廊寻找地下水C．在柴达木盆地调查地质结构D．在塔里木盆地勘探石油答案D综合提升6．阅读材料，完成下列各题。挪威首都奥斯陆曾发生过一起救护车失窃事件。当时窃贼在奥斯陆市中心发现一辆救护车上空无一人，而且车门敞开，于是蹿上汽车扬长而去。没想到，他还没开多远就听见身后的警笛声越来越响，再抬头一看，空中竟然还有一架警察直升机在他头顶盘旋。原来，这辆救护车安装了GPS设备。(1)请描述出警察抓捕盗车贼的信息在GPS系统中各组成部分间的传递过程。(2)警察是如何追上窃贼的？答案(1)被盗救护车上的GPS将其三维坐标、运动速度和方向提供给空间星座，空间星座将信息传递给监测站，监测站将数据传递给主控站，主控站将数据传递给警方的GPS。(2)当救护车司机发现车辆被盗时，立即报警；警方启动GPS监控系统和该市的电子地图，确定被盗车辆的位置、速度以及行驶方向等信息，传递给警方，警方结合GIS系统，确定最佳抓捕路径并提供给地面警车和直升机驾驶员实施抓捕。[基础过关]阅读下列材料，完成1～4题。在伊拉克战争中，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．导航炸弹上的GPS接收机接收到的信息至少需要几颗空间卫星提供()A．3B．4C.5D．62．导航炸弹上的数据由________提供()A．空间卫星B．主控站]C．监控站D．信息注入站3．导航炸弹上的GPS接收机可获得工作卫星提供的()①三维坐标②速度③时间④轰炸城市的位置A．①②④B．①②③C．②③④D．①③④4．导航炸弹上的GPS接收机获取信息的过程是()①工作卫星获取信息②监控站③主控站计算和改正参数④信息注入站⑤空间卫星⑥GPS接收机接收信息A．①—②—③—④—⑤—⑥B．②—③—④—⑤—⑥—①3C．③—④—⑤—⑥—①—②D．④—⑤—⑥—①—②—③答案1.B2.A3.B4.A2012年10月25日，我国第16颗北斗导航卫星成功发射。结合“‘北斗’定位系统示意图”，完成5～6题。5．下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是()①信号接收机②北斗卫星③传感器④车载移动电话A．①②B．①③C．①④D．③④6．该系统适用的领域有()①铁路运输②渔业生产③勘探④森林防火A．①④B．②③C．①②③D．①②③④答案5.D6.D7．2013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，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．①②B．①③C．②③D．③④答案D8．GPS技术给测绘界带来了一场革命，下列说法不正确的是()A．利用GPS技术，测量精度可以达到毫米级的程度B．与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着测量精度高的优点C．GPS技术操作简便，仪器体积小，便于携带D．当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动观测等领域答案A9．读“GPS卫星定位示意图”，完成下列问题。(1)全球定位系统主要由空间星座、地面控制系统和用户系统三部分组成。它具有对海、陆、空进行全方位、实时____________________的功能。它最初设计主要是出于______目的。(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发射的信号。GPS接收机包括______________、______________等用户设备。(4)目前中国正积极参与__________合作开发研制的“伽利略”计划，该系统的空间星座由________颗卫星组成。答案(1)三维导航与定位军事(2)监控主控注入(3)接收机硬件GPS数据处理软件(4)欧洲联盟3010．阅读材料，回答问题。“下一辆车离本站还有1.2千米，约3分钟内到达。”这是记者2005年在上海公交71路凯旋路站看到的一块约1.1米高、2米长的智能化电子站牌上显示的内容。2分钟后，电子站牌再次显示：“下一辆车离本站400米，1分钟内到达。”40多秒后，记者看到离本站60米开外的一辆71路公交车缓缓驶来。(1)智能化电子站牌采用了哪一种高新的地理信息技术？(2)结合其他地理信息技术的使用，电子站牌将会更加智能化。请你设想一下，电子站牌还可以具备哪些智能化功能？答案(1)GPS技术(2)结合地理信息系统等的使用，电子站牌除了能告知乘客下班车位置、到站时间，还可以提供沿途施工、车辆抛锚、天气、新闻、广告等信息；还可以配备数字电视，解除乘客等车时的枯燥乏味。[能力提升]读“GPS手持机界面图”，界面上的时间为北京时间。读图，完成11～12题。11．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412．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分钟答案11.B12.D下图是华北地区某地实测的海拔高度数据分布，读图回答13～14题。13．测量图中各地海拔高度，所用最精准、便捷的技术是()A．遥感B．全球定位系统C．数字地球D．地理信息系统14．对图示区域地理特征的描述，正确的是()A．海拔：甲丙B．坡度：甲乙C．气温：丙丁D．降水：乙丁答案13.B14.D15．阅读材料，分析回答问题。云南的金丝猴大都生活在高山峡谷等人类很难接近的原始森林中，以往对滇金丝猴的研究主要以观察为主，而要看到一群猴的踪影，专家们甚至要等上两三个月。我国专家对野生动物的考察也曾采用过无线电信号定位，但效果不理想。后来动物专家使用GPS，进行持续的GPS信号追踪，掌握它们的活动范围，从而为设立保护区范围提供参考。(1)与无线电信号定位法相比，采用GPS有哪些突出的优点？(2)设计一个利用GPS研究滇金丝猴的具体方案。答案(1)使用GPS卫星定位技术，可以提供猴群全天候、连续、实时的活动信息。科研人员只要在办公室用互联网就可以查询到猴群移动的踪迹。有关专家使用随身携带的电脑通过无线上网，就可接收到猴群位置的信号。(2)由当地熟悉猴类习性的村民，给金丝猴脖颈上佩戴装有GPS信号发射装置的项圈，GPS信号发射装置每天都向卫星发送信号，科研人员只要用互联网就可以查询到项圈移动的踪迹。项圈设置自动脱落功能，当任务完成后，通过遥控使项圈自动脱落，最大限度地保护了动物的自由生活。