搜索
第三章地理信息技术的应用第一节全球定位系统的应用知识结构学习目标精准学习导航知识结构学习目标1．结合教材相关内容，了解全球定位系统的工作原理。2．通过阅读教材中全球定位系统的卫星星座图及有关内容，掌握全球定位系统的组成。3．联系生活中的实例，说明全球定位系统在不同领域中的应用。自主学习梳理知识课前基础梳理知识点一|全球定位系统1．概念：利用__________来获得地面某点__________和高程的系统。2．组成及作用(1)空间部分①组成：分布在距地面20200千米的6个轨道面上的__________颗卫星(其中3颗备用)。②功能：不间断地发送各自与定位相关的参数和__________信息。卫星网络经纬度24时间(2)地面监控系统①组成：5个地面站。②功能：__________和控制卫星上各种设备是否正常工作，以及卫星是否沿预定轨道运行。(3)用户设备部分①组成：__________。②功能：显示接收机所在点的__________、高度、时间和速度等信息。监测GPS接收机经纬度1．GPS由哪几个相对独立的部分构成？空间部分、地面监控系统、用户设备部分。2．说明GPS空间部分卫星的数量、轨道、周期。共24颗卫星，21颗工作卫星，3颗备用卫星；轨道接近于正圆的椭圆；运行周期约为11小时58分。全球定位系统(GPS)充分利用教材图示和文字，有条件的可以利用实物，思考领悟全球定位系统的组成和工作原理以及GPS接收机的使用方法。GPS的构成和作用系统结构组成及位置作用空间部分由24颗卫星(其中3颗备用)组成，它们均匀分布在距地面20200千米的6个轨道上这些卫星不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息系统结构组成及位置作用地面监控系统由分布在全球的5个地面站(包括5个监控站，1个主控站和3个注入站，主控站和注入站位于监控站里)组成主要用于监测和控制卫星上各种设备是否正常工作，以及卫星是否沿预定轨道运行系统结构组成及位置作用用户设备部分主要由GPS接收机和卫星天线组成，分布在各个用户手中能接收卫星信息，显示接收机所在点位的位置(3颗卫星)、运动速度(4颗或以上)，还可显示到航路终点的距离和航向应用提示——查盲点补遗漏点拨技巧GPS接收机的类型与应用GPS接收机种类很多，按照不同的标准，有不同的分类方法。根据用途可将GPS接收机分为下列类型。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、航空型和星载型能够实时给出载体的位置和速度。价格一般较便宜，应用广泛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，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信利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时读“全球定位系统的卫星星座示意图”，完成(1)～(2)题。(1)本图显示了全球定位系统中的()A．空间部分B．地面监控系统C．GPS信号接收机D．用户设备部分(2)24颗GPS卫星分布于6个轨道面上，相邻两个卫星轨道面之间的夹角为()A．60°B．90°C．120°D．30°【解析】第(1)题，全球定位系统即GPS是由24颗人造卫星、地面站和用户部分组成的全球无线导航与定位系统。GPS系统包括三大部分：空间部分——GPS卫星(21颗工作卫星，3颗备用卫星)；地面控制部分——地面监控系统(1个主控站，3个注入站，5个监测站)。第(2)题，组成全球定位系统的24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，由此可知，相邻两个卫星轨道平面的夹角为60度。【答案】(1)A(2)A1．读“GPS手持机界面图”，界面上的时间为当地的区时，回答(1)～(3)题。(1)GPS技术的最初研发地应该是()A．鲁尔区B．五大湖工业区C．硅谷D．班加罗尔(2)收星界面图中信号最强的卫星是()A．25B．14C．30D．23(3)据数据查询界面中的信息可以得出的正确判断为()A．该手持机用户此时位于北京B．图中的时间是国际标准时间C．此时该地太阳位于西南方D．日影朝向西北解析：第(1)题，GPS技术诞生于美国，属于高新技术产业，最初研发地应在硅谷地区。第(2)题，靠近收星界面图中心信号最强，23号卫星接近中心。第(3)题，根据图中的经纬度可知A项错，图中时间为北京时间，该地位于118°45′54.6″E，北京时间为120°E的地方时，此时北京时间为16：59：11，正值下午，太阳位于西南方，日影朝向东北。答案：(1)C(2)D(3)C知识点二|全球定位系统的应用1．GPS的特点：__________、__________、自动测量。2．GPS的主要功能：__________和导航。3．GPS的应用领域(1)军事：GPS最初建立的目的是为__________应用。(2)测量：具有测量精度__________、操作简便、仪器体积小，便于携带、__________操作、信息自动接收、存储等优势。全天候高精度定位军事高全天候(3)交通：GPS可对车辆进行跟踪、调度管理，合理分配车辆→降低能源消耗，节省营运成本(4)救援：GPS可对消防人员、救护人员、交通警察进行__________。(5)农业：GPS引入农业生产后产生了“_____________”。(6)娱乐：GPS走进了人们的日常生活，成为人们出行、__________、探险的好帮手。应急调遣精准农业耕作旅游1．利用GPS如何实现“精准农业耕作”？利用GPS进行农田信息定位获取，包括产量监测、土样采集等；计算机系统通过对数据的分析处理，决策出农田地块的管理措施；然后把产量和土壤状态信息装入带有GPS设备的喷施器中，精确地给农田地块施肥、喷药。2．在2016年4月日本熊本县大地震中，GPS可以为抢险救灾提供哪些服务？主要为救援车队、飞机提供定位导航功能，同时为救援工作的开展提供准确的定位服务。1．全球定位系统的应用领域作用军事主要用来给航行中的军舰、飞机及导弹等设施提供定位和导航信息，同时也广泛应用于野外行进中单兵和移动装备的定位及跟踪测量测量精度可以达到厘米级的程度，广泛应用于大地测量、资源勘探、地壳运动观测、地籍测量等领域领域作用交通可以对车辆进行跟踪、调度管理，合理分配车辆，为汽车进行导航服务救援利用全球定位系统对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故、交通堵塞等紧急事件的反应效率；装有GPS设备的特种车辆、渔船可在遇到突发事件时进行报警、定位；对失踪人员实施有效搜寻、救援领域作用农业利用GPS进行农田信息定位获取，经计算机系统分析处理，决策出农田地块的管理措施，从而精确地给农田地块施肥、喷药；渔民利用GPS可以准确地测定鱼群的位置领域作用娱乐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、报警，以便及时、有效地得到救援应用提示——查盲点补遗漏点拨技巧GPS在导航中的作用应用类型应用领域应用作用车辆应用城市公共汽车、旅游区车辆、海关、公安、海防、私家车等车辆向用户提供车辆的经纬度、运行轨迹、速度、行进方向等；可对车辆进行统一调度和管理应用类型应用领域应用作用向用户提供船舶位置、航速、航向、时间信息、海图、航迹显示避免船只冲撞，确保航行安全航海应用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、搜寻和救援航空应用空域航路、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2.全球定位系统的优势优势含义全能性不管是陆地上，还是海洋上，都可以依靠GPS进行定位、导航；不管是航空活动还是航天活动(低轨航天器)，都可以使用GPS进行定位、导航全球性GPS所服务和覆盖的空间范围，遍及地球上的每一个角落优势含义全天候不管是在什么样的气象、气候条件下，都能提供服务连续性GPS能够连续不断地提供定位、导航服务实时性GPS提供的信息是瞬时的、同步的，不是历史上的、过去的信息应用提示——查盲点补遗漏点拨技巧我国的卫星导航系统1983年，我国航天专家创造性地提出了利用两颗地球静止轨道卫星实现区域性导航定位的设计方案，经过多次演示实验证明，该系统方案正确可行。2000年10月31日和12月31日，我国相继发射了两颗“北斗一号”卫星，作为导航定位的工作卫星。2003年5月25日，我国发射了第三颗“北斗一号”卫星，作为导航定位的备用卫星。这三颗“北斗一号”卫星组成了中国的卫星导航定位系统。该系统是我国独立自主开发、研制和建立的，可以提供全天候、高精度、大范围、快速实时的导航定位服务。目前，我国已有十六颗北斗导航卫星进入太空。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。完成(1)～(3)题。(1)造成该区域东西部积雪深度差异的主要因素是()A．降雪量B．温度C．光照D．地形(2)图中M地积雪深度低于周围地区，该地可能是()A．农田B．林地C．城区D．乡村(3)道路积雪会影响交通，应用GPS技术可以()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】第(1)题，积雪深度受降雪量与温度的影响，图中东西部地区降雪量差异不大，但积雪深度差异显著，西部积雪厚，应该是由于温度低，积雪消融少，而东部温度高，积雪消融多。第(2)题，M地区积雪厚度小，反映出当地气温高，应位于城区。第(3)题，GPS具有空间定位功能，能够确定救援车辆位置。【答案】(1)B(2)C(3)D2．读世界最大候鸟种群迁徙路线示意图，回答(1)～(2)题。(1)鸟类学家研究候鸟迁徙路线所用的主要地理信息技术是()A．RSB．GPSC．GISD．数字地球(2)最有利于候鸟作为迁徙途中栖息地的生态环境是()A．湿地B．草原C．森林D．耕地解析：第(1)题，对候鸟迁徙进行定位跟踪要利用GPS技术。第(2)题，湿地淡水丰富，食物充足，最有利于候鸟迁徙途中栖息。答案：(1)B(2)A对接教材指点疑难活动思考点拨一、教材P74探索【点拨】1.在一个平面直角坐标系中，确定点A的位置，需要知道两个值。2．在一个空间三维坐标系中，确定点B的位置，需要知道三个值。3．要确定一个人在地球上的位置，至少得知道三个值：经度、纬度和高程(海拔)，需要3颗卫星定位。如果是一个人(或一辆车、一艘轮船)在地表上运动，那么精确了解其位置需要4颗卫星，定出经度、纬度、高程和运动速度等。二、教材P80探索【点拨】这个案例主要反映了GPS两方面的用途：一是保证飞机编队的队形始终如一；二是保证飞机在规定的时间准时通过天安门广场。它说明GPS对飞机编队具有很好的定位与导航作用。GPS应用领域十分广泛，测量领域：主要用于大地测量、资源勘查、地壳运动观测、地籍测量等；农业领域：主要用于作物产量监测、土样采集、农田施肥、喷药、对鱼群定位等；娱乐领域：主要用于出行、旅游、探险活动中目的地的查找定位、最优线路选择等。适时训练巩固双基课内基础达标知识点一全球定位系统1．2014年12月12日南水北调中线工程正式通水，通水现场施放“大黄鸭”测量水速。“大黄鸭”携带的测速设备运用的地理信息技术是()A．全球定位系统(GPS)B．遥感技术(RS)C．地理信息系统(GIS)D．数字地球(DE)解析：全球定位系统(GPS)具有定位、导航、测速功能，因此A项正确；遥感技术(RS)主要功能是拍摄遥感影像，获取信息，不能测速；地理信息系统(GIS)主要功能是分析、处理数据，不能测速；数字地球(DE)是将获取的各种信息进行数字化处理，实现网络上的流通共享。答案：A欧盟计划在2016年完成欧洲伽利略全球卫星导航系统全部卫星的组网。伽利略系统建成后，将和美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯系统、中国北斗卫星导航系统共同构成全球四大卫星导航系统，为用户提供更加高效和精确的服务，据此完成2～3题。2．GPS最初是为军队应用而建立的，提供美国士兵配备的GPS接收机接收到信号的空间卫星至少()A．3颗B．4颗C．5颗D．6颗解析：对目标实时观测，如提供目标运动数