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第三章地理信息技术的应用第一节全球定位系统的应用课标要求课标解读举例说明全球定位系统在定位导航中的应用。知道：GPS的主要组成部分及其主要工作原理。理解：GPS的功能。应用：收集有关GPS的相关信息，明确GPS在定位导航中的应用，并提出新应用设想。知识点一全球定位系统2018年3月2日，6名来自沈阳的驴友自发组织的野外探险团在龙岗子山迷路，北镇市公安局富屯派出所民警在山里进行了长达4个小时的搜救，于凌晨将驴友护送到达山脚。思考探究：当你旅游或野外考察时，通常用哪些方法来辨别方向或确定你所在的位置？这些方法有什么不足？现在有没有更简单的方法？提示：罗盘仪，指南针，手表，北极星，太阳。受天气、地球磁场、昼夜变化影响较大。现在可使用GPS全球定位系统。全球定位系统(GPS)(1)概念：利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。(2)组成：由三个相对独立的部分组成。①空间部分：即GPS卫星星座，由21颗工作卫星，3颗备用卫星，共同运行在6个轨道面上。GPS卫星不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息。②地面监控系统：主要用于监测和控制卫星上的各种设备的工作及卫星的运行。③用户设备部分：即GPS接收机，能显示接收机的经纬度、高度、运动方向和速度等信息。1．阅读材料，结合教材有关内容，完成下列各题。材料一全球定位系统的卫星星座图。材料二GPS接收机显示的信息图。(1)材料一显示了全球定位系统的哪个组成部分？其主要功能是什么？(2)材料二中的GPS接收机属于全球定位系统的哪个组成部分？其主要功能是什么？(3)材料二中的接收机所在位置仰望天空能搜索到的卫星有几颗？其中信号较强的是哪几颗？信号最弱的是哪几颗？(写代号)(4)材料二中的接收机所在位置的地理坐标是什么？答案：(1)空间部分。GPS卫星星座的主要功能是不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息。(2)用户设备部分。GPS接收机可以接受卫星信息，确定接收机所在点的位置及运动速度等。(3)8颗卫星，其中8号、11号、28号三颗卫星的信号较强，2号、20号两颗卫星的信号较弱。(4)纬度为39°58′27.9″N，经度为116°18′50.2″E，海拔为109米。全球定位系统的组成、工作原理1．工作原理全球定位系统定位原理是：工作卫星不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息，GPS接收机接收到信息后，经计算便可求出其三维位置、三维方向及运动速度和时间信息等。2．构成与功能项目组成功能空间卫星系统24颗卫星(21颗工作卫星，3颗备用卫星)保证地面上任何地点、任何时间都可观测到4颗以上卫星，并接收到无线电发射机连续播发的GPS导航信号地面监控系统主控站①根据各监控站提供的GPS卫星观测数据，计算星历和卫星钟的改正参数；②控制卫星并在发生故障时及时调度备用卫星，以保证整个系统正常运行；③兼有监控站的功能监控站数据采集中心，获取GPS卫星观测数据，并将数据传送至主控站信息注入站每天将主控站计算出的改正参数等注入每颗GPS卫星用户设备部分GPS卫星接收机接收GPS卫星发射的信号GPS数据处理软件对GPS卫星接收机接收的信号进行数据处理，完成定位和导航功能1．阅读材料，完成(1)～(3)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________颗空间卫星提供()A．3B．4C．5D．6(2)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．①③④解析：第(1)题，为获取运动物体的位置、速度和时间信息，至少需要4颗卫星提供信息。第(2)题，GPS接收机捕获的信号由GPS卫星提供。第(3)题，GPS接收机可实时计算出炸弹的三维坐标、速度以及时间，但不能提供轰炸城市的位置。答案：(1)B(2)A(3)B知识点二全球定位系统的应用快递公司对车辆行驶路线及其时间都要求的比较严格，而恰恰这又一直是快递公司管理人员的一片盲区。而今天GPS车载终端的出现使曾经的这片盲区清楚地出现在管理人员的屏幕上。只要装备GPS车载终端，管理人员就可以随时查看本公司车辆状态、所在位置、街道及其附近建筑，同时有高清晰卫星云图和平面地图可交换进行选择查看；还可对装备GPS车载终端的车辆设置电子栅栏，规定行车路线，对车辆进行准确的管理调度，使货车能够及时、准确地到达目的地。准确、及时其实就是快递公司赖以生存的生命线，装备GPS对于快递公司来说不言而喻。思考探究：GPS技术还能在哪些方面发挥作用？提示：①船舶远洋导航和进港引水；②飞机航路引导和进场降落；③汽车自主导航；④地面车辆跟踪和城市智能交通管理；⑤紧急救生；⑥个人旅游及野外探险；⑦军事；等等。全球定位系统的应用(1)GPS的特点：全天候、高精度、自动测量。(2)GPS的主要功能：定位和导航。(3)GPS的应用领域：①军事：GPS最初建立的目的是为了军事应用。②测量：具有测量精度高，操作简便，仪器便于携带，全天候操作，信息自动接收、存储等优势。③交通：GPS可对车辆进行跟踪、调度管理，合理分配车辆。④救援：GPS可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣。⑤农业：GPS引入农业生产后产生了“精准农业耕作”。⑥娱乐：GPS走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手。2．阅读材料，完成下列各题。材料一上海世博会期间，GPS导航服务被广泛应用于出租车等各类社会车辆中。材料二2014年8月22日，福州市公安局摧毁一盗销电动车团伙，通过“车卫士”GPS轨迹追踪，共抓获26名嫌疑人。材料三我国旅游业在发展过程中，出现了两种现象：一是随着私家车的增多，“自驾游”越来越多，尽管人们对某地道路一点也不熟，但只要有车载导航系统，一切都迎刃而解；二是将目光投向人迹罕至的地区，过去人们在这些地区极易迷失方向，遭遇危险，现在只要配有GPS接收机，安全得到了极大保障。(2)上海世博会期间，GPS对开车出行有什么作用？(3)旅游行车途中若有突发事件，GPS可以发挥什么作用？答案：(1)交通、打击犯罪、旅游、娱乐、救援(任选两个)。军事、测量、救援(任选两个，救援不能重复)。(2)规划出最佳路线；引导驾驶；随时掌握前方路况，提高出行效率；了解出行目的地的停车状况。(3)确定突发事件的位置；为要赶赴突发事件现场的车辆、人员选择最佳路线，进行导航，有利于有关人员及时到达，处理、控制突发事件。全球定位系统的应用领域GPS技术因其具有全天候、高精度、自动测量等特点，被广泛应用于多个领域，并且在应用时主要利用了其定位和导航功能。具体如下所示：2．目前，发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，即所谓的“精准农业耕作”。结合所学知识，完成(1)～(2)题。(1)GPS在“精准农业耕作”中可()①获取农田信息②分析处理获取的信息③决策管理措施④将产量和土壤状态信息装入带GPS设备的喷药、施肥设备A．①②③④B．①④C．②③④D．①②(2)“精准农业”与“石油农业”相比，可()A．忽视农田内农作物的差异B．对同一农田内的作物统一施药C．在不减产的情况下，增加生产成本D．降低因施肥、除虫对环境造成的污染解析：GPS主要是获取空间数据以进行空间定位，而决策管理措施是人的工作。“精准农业耕作”就是将GPS技术引入农业生产实施精准耕作，可以在尽量不减产的情况下，降低生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥、除虫对环境造成的污染。答案：(1)B(2)D