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1第三节全球定位系统及其应用1．GPS的概念、主要组成及工作过程。2．GPS的工作原理及主要功能。3．学会利用GPS的工作原理分析其主要的应用领域，学会使用GPS接收机。一、全球定位系统1．概念是具有在海、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(1)空间星座：由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成，高度约2万千米；定位星座有___4___颗。(2)地面控制系统：包括1个主控站，3个注入站和5个监控站。(3)用户系统：①功能：用于接收GPS卫星发射的信号。②组成：包括接收机硬件、GPS数据处理软件等。③接收机类型：a．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。b.测地型接收机：用于精密大地测量和精密工程测量。c．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。二、全球定位系统与定位导航21．最初设计目的军事目的。2．精度(1)静态导航定位：能达到厘米级甚至毫米级的精度。(2)动态定位：能达到___1___米以内的精度。(3)速度测量：能达到厘米级精度。(4)时间测量：能达到毫微秒级精度。3．应用领域(1)广泛应用：在交通、邮电、地矿、建筑，以及农业、气象、土地管理、金融、公安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，从而帮助预报地震。(3)综合应用：GPS与GIS、RS结合，可为资源调查，工程管理、精细农业服务。[问题探究]读教材P96图3－44，探究下列问题。探究1相邻的两个卫星轨道平面之间的夹角是多少度？提示：相邻的两个卫星轨道平面之间的夹角是60°。探究2每个卫星轨道上各有几颗卫星？它们两两相隔多少度。提示：每个卫星轨道上各有4颗卫星，两两相隔90°。[总结深化]1．全球定位系统的特点32．全球定位系统主要工作过程3．全球定位系统的构成及各自的功能[学法指导]图示法理解GPS三部分组成之间的关系[对点演练]中国北斗卫星导航系统是中国独立发展、自主运行，并与其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，是继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后的全球第四大卫星导航系统。结合下图回答1～2题。41．北斗卫星导航系统的用途是()①为用户提供实时的空间位置②为交通运输的调度指挥提供移动数据③服务于资源勘查、动态监测和有关部门的规划决策④为用户提供各种分类信息的查询A．①②B．①③C．①④D．②④2．下列属于北斗卫星导航系统组成部分的是()①卫星信号接收机②北斗卫星③传感器④车载移动电话A．①②B．①③C．①④D．③④解析：1.A2.A第1题，①②属于GPS的功能，③属于RS的功能，④属于GIS的功能。第2题，卫星导航系统由空间部分(导航卫星)、地面控制部分和用户设备部分(卫星信号接收机)组成。[问题探究]读教材P100图3－50，探究下列问题。探究1车辆监测中心是如何对车辆实施调度与监控的？提示：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，通过信息中转站将指令发出，车辆利用车载GPS接收指令。探究2车辆运行中出现紧急情况后，监控中心可以获取哪些信息？提示：车辆出现紧急情况后，司机启动车载GPS报警装置，监控中心可显示出车辆情况、出事地点、车辆人员等信息。[总结深化]GPS的最初设计主要是出于军事目的，随着对其技术的不断改进，GPS越来越多的应5用于生活当中。应用领域作用救援广泛应用于消防、救护、交通疏导、搜寻自然灾害及突发事故中失踪人员、渔船救助等突发事件方面交通航海①GPS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，也包括海图、航迹显示等；②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；③航路交通管理系统：主要用于近海和内河船舶导航和管理航空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的安全性和灵活性公共交通实时播放路况信息、自动匹配最优行车路线，能最大限度地满足乘客的要求，从而减少空载率，降低能源消耗旅游探险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、报警，以便及时、有效地得到救援军事为各种军事活动定位、导航，如许多高科技武器配备了GPS系统，精确制导，大大提高了命中率生产和工程建设可以利用GPS系统发展“精准农业”，精确地喷洒化肥和农药；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科学研究可以监测地壳运动等[对点演练]读下图，回答1～2题。1．上图是诺基亚的一款GPS手机的GPS功能显示图，该手机的出现说明了()A．GPS技术已经成为人们日常生活的必备工具B．随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快C．只有名牌的手机厂商才有能力开发GPS手机技术，中国目前还没有掌握此技术D．手机GPS导航不需要通过GPS卫星，有手机信号就行62．手机GPS功能的出现，说明了GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手，其原因正确的是()A．GPS手机成为时尚B．GPS技术可以帮助人们选择最合适的旅游线路，降低旅游成本C．GPS技术可以扩大人们的出行范围D．GPS技术可使旅游者更具安全感解析：1.B2.B第1题，GPS具有定位和导航功能，接收信号时，首先需要卫星进行定位；GPS手机的出现，说明GPS已融入人们的生活，但并不是人们日常生活的必备工具；中国已经掌握了研发GPS手机的技术。第2题，人们出行、旅游、探险时用到GPS技术，说明GPS技术具有定位、导航的实用价值，有利于旅游者选择旅游线路。读车载GPS导航监控原理示意图，回答1～2题。1．图中M表示()A．制作GPS接收机B．分析交通状况C．生成电子地图D．计算三维坐标2．车载GPS通过公共电信网络传给交通监控中心的信息是()A．车载GPS所在道路的拥堵状况B．车载GPS所在地的地理坐标C．车载GPS所在车辆的违章信息D．车载GPS规划的导航路线解析：1.C2.B第1题，纸质地图信息数字化与录入地名坐标信息可以生成电子地图。第2题，车载GPS传给交通监控中心的信息是车载GPS所在地的地理坐标。73．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个相对独立的部门组成，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解析：选B全球定位系统即GPS，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；全球定位系统具有全天候、高精度和自动测量的特点；目前GPS的主要功能是定位和导航，这在各个应用领域如军事、测量、交通、救援、农业、娱乐等方面都有所体现。4．无论是在飞机或汽车上，还是在野外考察旅行时，只要拥有手机大小的GPS信号接收器，你就能随时知道()A．自己所在地的地方时B．自己所在地的天气C．自己所在地的地理坐标D．自己所在地的气候解析：选CGPS是全球定位系统，能提供自己所在地的地理坐标，即经纬度和海拔，故C正确。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”。据此回答5～6题。5．GPS在“精准农业耕作”中可以()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．③④B．①④C．②③D．①②6．“精准农业”与“石油农业”相比，可以()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：5.B6.D第5题，“精准农业”利用GPS获取农田信息定位，包括产量监测、土样采集等，①对；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，属于GIS的功能，②③错；把产量和土壤状态信息装入带有GPS设备的喷施器中，从而精确地给农田地块施肥、喷药，属于GPS功能，④对。故选B。第6题，“精准农业”针对农作物的8差异，进行精准喷药、施肥，A、B错；通过实施精准耕作，可在尽量不减产的情况下，降低农业生产成本，有效避免资源浪费，降低因过度施肥除虫对环境造成的污染，C错、D对。7．随着我国小汽车的日益增多，汽车GPS导航服务已成为一种新兴的服务，汽车GPS导航定位管理系统主要由车载GPS自主定位，结合无线电通信系统对车辆进行调度管理和跟踪。该业务已经应用于城市公共汽车(出租车)调度管理、家用汽车出游导航等。下图为GPS工作原理图。读图回答下列问题。(1)根据材料说出GPS的主要功能。(2)目前，我国部分大城市堵车现象较严重。GPS对开车出行有什么作用？(3)旅游行车途中有突发事件时，GPS可以发挥什么作用？解析：第(1)题，GPS的主要功能是定位、导航，可为用户提供精确的位置信息，为行驶提供明确的方向。第(2)题，利用GPS可引导驾驶，掌握前方路况。第(3)题，旅游行车途中遇到突发事件时，利用GPS可把自己的位置告知施救人员；施救人员也可利用GPS找到受困人员的位置，并获得实施救援的最佳路线。答案：(1)为用户提供精确的三维坐标(经度、纬度、高程)和道路行进方向。(2)引导驾驶；随时掌握前方路况，提高出行效率。(3)确定突发事件的位置；为要赶赴突发事件现场的车辆、人员选择最佳路线并进行导航，有利于有关人员及时到达现场，处理、控制突发事件。一、选择题1．有关全球定位系统的叙述，正确的是()A．它不属于信息技术B．它属于遥感技术C．它由信息源、数据处理、数据库、空间分析、表达等主要程序组成D．具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点解析：选D全球定位系统简称GPS，是具有定位、导航功能的卫星系统，而由信息源、数据处理、数据库、空间分析、表达等主要程序组成的是地理信息系统，全球定位系统利用覆盖全球的24颗定位卫星，具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点。故选D。2．近年来，某高速客运公司引进了一套反超速系统，当司机行驶速度超过设定速度时，系统自动报警，司机的名字、车速、现处的位置全部都可以呈现。这是因为汽车上安装了()A．遥感技术B．全球定位系统9C．地理信息系统D．数字地球解析：选B本题考查地理信息技术的应用。全球定位系统能够确定地理事物的三维坐标、运动方向和运动速度等内容。故选B。“摩拜单车”是一款无桩共享单车，人们通过智能手机就能快速租用和归还一辆单车，完成一次几公里以内的市内骑行。如图为南昌市某用户在一天中不同时段查询到的同一区域共享单车分布状况。读图完成3～4题。3．图中不同时段单车分布差异明显，该地最可能靠近()A．办公区B．高速路口C．住宅区D．风景区4．图中所示的手机功能主要运用的地理信息技术是()A．GISB．GPS和GISC．RS和GPSD．RS和GIS解析：3.A4.B第3题，读图可知，该地单车数量在20点左右数量少，而在10点左右较多，极有可能为办公区，人们乘单车到办公区上班，导致10点时办公区附近单车停放多；下班后人们再乘单车离开，导致20点时办公区附近单车停放少，A正确。高速路口处不论任何时段共享单车数量都较少；住宅区数量应与该时刻相反，白天少，晚上多；风景区共享单车数量这种变化也不大，B、C、D错误。故选A。第4题，确定地理位置主要依靠GPS，数据的统计分析依靠GIS。故选B。目前，许多休闲俱乐部围绕GPS功能相继推出“穿越”“寻宝”“野外拓展”等都市游戏，丰富了人们的周末生活，提高了人们的生活品位，深得户外运动爱好者的欢迎。据此完成5～6题。5．这些户外运动爱好者手中的GPS接收机的硬件由________组成()①天线单元②接收单元③主控站④监控站A．①②B．③④C．②③D．①③6．若某户外运动爱好者手中的GPS接收机界面如图所示，则其位于()10A．江汉平原B．江淮平原C．华