2018-2019版高中地理 第三章 地理信息技术的应用 第一节 全球定位系统的应用学案 中图版必修3

第一节全球定位系统的应用课程标准举例说出全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用。学习目标1.结合教材相关内容，了解全球定位系统的基本工作原理和组成。2.联系生活中的实例，说明全球定位系统在定位导航中的应用。基础知识梳理教材梳理1全球定位系统阅读教材P74P76“全球定位系统”，填写下列知识。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：系统结构组成功能空间部分21颗工作卫星，3颗备用卫星，共同运行于6个轨道面上不间断地向地面监控系统发送各自与定位相关的参数和时间信息地面监控系统1个主控站，3个注入站，5个监控站监测和控制卫星上的各种设备的工作及卫星的运行用户设备部分GPS接收机显示接收机的经纬度、高度、运动方向和速度等信息【图表解读】1.读教材“图3-1-3全球定位系统的卫星星座”，据图说明全球定位系统的空间部分的组成及作用。提示全球定位系统的空间部分由分布在距地面20 200千米的6个轨道面上的24颗卫星(其中3颗备用)组成，每个卫星轨道面上各有4颗卫星。卫星轨道均为接近正圆的椭圆，运行周期约为11小时58分。卫星的分布使全球的任何地点、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，这就提供了在时间上和空间上连续的全球导航能力。2.读教材“图3-1-6GPS接收机的信号解读”，据图分析：(1)说出该地经纬度和高度及误差。(2)说出图示卫星数量及信号强度。提示(1)该图表示接收机所在的经度为116°1850.2E、纬度为39°5827.9N。接收机所在的高度为109 m，误差为5.7 m。(2)卫星分布图描绘了在你所处位置(圆心)仰望天空能搜索到的8颗卫星，大圆表示地平线，小圆为抬头以45°角仰望天空的范围，越靠近圆心，卫星信号越强。数字表示被接收到信号的卫星编号，黑色柱的长短表示信号强弱，一般能收到48颗卫星的信号。教材梳理2全球定位系统的应用阅读教材P76P79“全球定位系统的应用”，填写下列知识。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；仪器体积小，便于携带；全天候操作；信息自动接收、存储等优势。(3)交通：(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。预习效果自测在第36届世界空间科学大会上，武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任、中国两院院士李德仁指出，我国的二代导航定位系统将由12颗卫星组成，到2020年建成我国类似的独立自主的全球导航定位系统。据此回答12题。1.GPS卫星星座的工作卫星和在轨备用卫星分别是()A.21颗和3颗 B.22颗和2颗C.21颗和4颗 D.22颗和4颗2.有关全球定位系统的功能或特点的叙述，错误的是()A.服务过程有定时、间断性特点B.对陆地、海洋、航空和航海领域均能服务C.能为用户提供精密的三维坐标D.服务范围有全球性、实时性特点解析第1题，GPS卫星星座由24颗卫星组成，其中21颗工作卫星，3颗备用卫星。第2题，GPS具有能够为海、陆、空提供全方位、全天候、高精度的三维位置、速度及时间数据等的特点。答案1.A2.A3.已知GPS卫星的运行周期约为11小时58分，则地面观测者要见到同一颗GPS卫星，应该()A.每天推迟4分钟B.每天同一时刻C.每天提前4分钟D.每天提前13小时2分钟解析GPS卫星的运行周期约为11小时58分，运行2周则为23小时56分，同人们日常使用的一个太阳日(24小时)相差4分钟，因此，地面观测者要见到同一颗GPS卫星，应该提前4分钟。答案C(2017·泉州质检)智能手机一般具备拍照、网页浏览、地图查询、定位导航等功能。下图是某智能手机的GPS功能显示图。读图回答45题。4.手机GPS功能的出现，说明()A.GPS技术已成为人们日常生活的必备工具B.GPS技术可以扩大人们的出行范围C.随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快D.有手机信号就能进行GPS定位导航5.手机GPS能够实现的功能有()网络实时监视所处位置获取失窃汽车查找行车路线追踪A. B. C. D.解析第4题，GPS的主要功能是定位、导航，这不是人们日常生活必备的，A错。GPS技术本身不能扩大出行范围，B错。随着GPS技术的普及，人们使用越来越方便，民用GPS技术发展很快，C对。GPS定位至少需要4颗卫星，不是有信号就行，D错。第5题，结合前面分析，GPS主要功能是定位、导航，可以知道位置，为行车路线导航，所以D对。GPS没有监视功能，也没有查寻功能，错。所以A、B、C错。答案4.C5.D探究点一全球定位系统【案例探究】结合图示探究：(1)GPS由三大子系统组成，除空间部分外，还有_系统和_部分。(2)空间部分共有_颗卫星，其中，工作卫星_颗，备用卫星_颗，平均分布在_个轨道平面上，每个卫星轨道上有_颗卫星。卫星的分布保证地面上任何地点、任何时间都可以测到_颗以上的卫星。(3)GPS工作卫星不间断地发送各自与_相关的参数和_信息，GPS用户接收机接收到这些信息后，经过计算便可以求出自身所在地点的_位置、_方向以及_速度和_信息等。(4)GPS的控制部分是_，其主要作用是什么？答案(1)地面监控用户设备(2)24213644(3)定位时间三维三维运动时间(4)地面监控系统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。【反思归纳】1.全球定位系统的功能、工作过程及特点概念利用GPS卫星，在全球范围内进行实时导航和定位的系统组成及工作过程用途为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间工作特点全能性、全球性、全天候、连续性和实时性在区域地理环境研究中的应用在区域环境中利用较多的是为导航服务，地面监控系统把信息传给GPS卫星，得出处理后的考察点的地理位置和高程，获得精确数据，从而确定位置和前进方向，进而导航2.全球定位系统的优势分析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【即时巩固】读下图，回答问题。上图是苹果的一款GPS手机的GPS功能显示图，手机GPS功能的出现，说明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路线，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有安全感解析人们出行、旅游、探险用到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。答案B探究点二全球定位系统的应用【案例探究】2017年9月28日在澳大利亚Blue Scope Steel钢铁公司的厂房里，无人操作的起重机牢牢夹起体积庞大的钢板，准确地放置于目标地点，这就应用了澳大利亚GPS生产商LocAtA公司开发生产的新产品超高精度的地面GPS定位系统。2011年日本“3·11”大地震为有观测史以来日本最大规模的地震，本次日本大地震的救援工作，各国救援队都广泛应用GPS定位器，利用GPS全球定位系统快速精确定位灾民，高效完成救援，充分利用“黄金72小时”。结合材料探究：全球定位系统的应用领域主要有哪些？提示全球定位系统主要的应用领域有：军事、测量、交通、救援、农业、娱乐等。【反思归纳】全球定位系统在定位导航中的作用应用领域功能表现具体用途军事定位导航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定位GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘探、地壳运动观测、地籍测量交通定位导航对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配车辆，从而以最快的速度响应用户的乘车或配送请求，降低能源消耗，节省营运成本。同时GPS对车辆还具有导航功能救援定位可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故等紧急事件的反应效率农业定位实施“精准农业耕作”及捕鱼娱乐定位导航随着GPS接收机的小型化以及价格的降低，GPS逐渐走进了人们的日常生活，甚至与手机合二为一，成为人们出行、旅游、探险的好帮手【即时巩固】北京时间2013年6月26日8时7分许，搭乘3名中国航天员的“神舟十号”载人飞船返回舱，在位于内蒙古中部草原上的“神十”任务主着陆场预定区域顺利着陆。在“神舟十号”飞船返回舱座椅的边上，放置着两个白色的包，这就是飞船紧急情况下着陆时保护航天员生命安全的救生包，在救生包中有GPS定位仪等。据此回答(1)(2)题。(1)救生包中GPS定位仪的作用是()A.随时知道所在地的气候B.随时知道所在地的地理坐标C.随时知道所在地的天气D.随时知道所在地的季节(2)目前GPS的主要功能是()A.定位和导航 B.定位和找矿C.天气预报 D.地质测量解析第(1)题，GPS能够提供准确的地理坐标，不能提供气候、季节、天气状况等信息。第(2)题，GPS用途广泛，目前的主要功能还是在定位和导航上，找矿、天气预报、地质测量只是间接的功能。答案(1)B(2)A晨背索引1.说出全球定位系统的功能、工作过程及特点。2.说出全球定位系统的优势。3.说出全球定位系统在定位导航中的作用。对点练一全球定位系统1.(2017·泉州高二检测)我国一探险队相隔一个小时看到GPS接收机分别显示如下界面。关于该考察队的叙述正确的是()A.地处黄土高原向东南方向行进B.地处华北平原，行进的相对高度达到800米C.地处长江中下游平原，有可能遭遇台风天气D.地处内蒙古高原，当地此时已是黑夜解析根据两图中的经纬度的变化判断，考察队向南、向东移动，应是向东南方向行进，A对。根据经纬度判断，地处黄土高原区，图中的高差变化约223米。夏季19点是黄昏时间。答案A2.(2015·吉林高二检测)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，据此判断该考察队可能()地理坐标39°3031N 82°3050E海拔1 468 m误差7 mA.在喜马拉雅山测量珠峰高度B.在柴达木盆地调查地质构造C.在塔里木盆地勘探石油D.在河西走廊寻找地下水解析根据全球定位系统信号提供的三维坐标信