2018秋高中地理 第3章 地理信息技术的应用 第1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。(重、难点)2.联系生活中的实例，说明全球定位系统在定位导航中的作用。(重点)自 主 预 习·探 新 知1全球定位系统(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度、纬度、高程和速度等信息2.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的应用军事：GPS最初建立的目的是为军事应用。测量：具有测量精度高；操作简便；便于携带；全天候操作；信息自动接收、存储等优势。交通：救援：GPS可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣。农业：GPS引入农业生产后产生了“精准农业耕作”。娱乐：GPS走入了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手。自主诊断1GPS可获得地球上任何地点的经纬度和高程。()2GPS地面监控系统主要用于监测和控制卫星上各种设备是否正常工作。()3GPS接收机要显示所在点的运动速度需要3颗卫星参与。()4旅游时携带GPS接收机可防止迷路。()【提示】1.×GPS只能获得地球表面上某地的经纬度和高程。2GPS地面监控系统主要用于监测和控制卫星上各种设备是否正常工作。3×GPS接收机要显示所在点的运动速度至少需要4颗卫星参与。4GPS可帮助旅游者选取最优旅游线路和目的地且避免迷路。合 作 探 究·攻 重 难全球定位系统的组成及工作原理材料2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。北斗卫星导航系统(BDS)是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。是继美国全球卫星定位系统和俄罗斯全球卫星导航系统之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力。【思考交流】1什么是全球卫星定位系统？它由哪几部分组成？【提示】全球定位系统(GPS)是利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。它由空间部分、地面监控系统和用户设备三部分组成。2北斗卫星导航系统的工作原理与全球卫星定位系统是否相同？其原理是什么？【提示】相同。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，用户接收到这些信息后，经过计算，得出接收机所在点位三维位置、运动速度和时间等信息。归纳总结 1全球定位系统的组成全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即空间部分、地面监控系统和用户设备部分，能够提供精确的三维坐标、速度和时间，如下图所示：2基本工作原理工作卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算，求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。具体如下图所示：1GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，它们均匀分布在6个轨道平面上。全球的任何地点、任何时间都可观测到4颗以上的GPS卫星。下图为全球定位系统的卫星星座示意图。读图，完成(1)(2)题。 【导学号：57522100】(1)图中显示了全球定位系统中的()A空间部分B地面监控系统CGPS接收机D用户设备部分(2)图示系统的主要功能是()A不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息B监测GPS卫星是否正常工作和运行C接收GPS卫星发回的时间和位置信息D调整运行速度和航向(1)A(2)A第(1)题，读图可以看出，此图是GPS卫星星座，应为GPS的空间部分。第(2)题，GPS的空间部分，即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。B、D两项为地面监控系统的功能；C项为GPS接收机的功能。全球定位系统的应用材料一2017年9月20日，摩拜单车登陆了美国首都华盛顿，正式开辟了北美市场。这也是摩拜进入全球第8个国家。摩拜单车利用创新的卫星定位和物联网技术精准的掌握每一辆单车的位置和状态生成的出行大数据，为用户提供了更好服务的同时也为城市规划部门、本地商家和其他机构创造价值。材料二GPS具有较强的防盗功能，当汽车在运行过程中遭遇劫匪时，司机只需按下报警开关，应急中心将会及时处于出警状态，同时司机还可以通过手机对车辆进行断油断电处理，迫使劫犯放弃抢劫计划，保证了人身及财产的安全。【思考交流】1摩拜单车是如何精确掌握每一辆车的位置及状态的？【提示】每辆单车上都装有GPS系统，这样就可以随时了解每辆单车所处的位置、速度。2GPS较强的防盗功能是如何体现的？【提示】当汽车装载GPS系统时，应急中心就能随时了解汽车的具体位置，便于应急追踪处置。同时司机也可对汽车遥控，控制汽车的开关。3以上材料主要反映了GPS的什么功能？【提示】定位和导航。归纳总结 1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2.全球定位系统的应用应用领域主要功能具体用途军事定位导航GPS最初是为军事应用而建立的，至今它仍然由美国国防部控制。它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的单兵和移动装备的定位及跟踪测量定位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。GPS技术测量精度高(可以达到厘米级的程度)；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，减少了繁琐的中间处理环节交通定位导航租车服务、物流配送等行业利用GPS，对车辆进行跟踪、调度管理，合理分配车辆，从而能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。GPS对车辆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精准农业耕作：利用GPS获取农田信息，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，从而克服了以往因忽视同一农田内农作物的差异而对农作物进行统一施药带来的弊端。渔业：渔民利用GPS可以准确地测定鱼群的位置，使捕鱼变得轻而易举娱乐定位导航随着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、探险的好帮手知识拓展GPS在导航中的作用应用类型应用领域作用车辆应用城市公共汽车、旅游区车辆、海关、公安、海防、私家车等向用户提供车辆所在地的经纬度位置、运行轨迹、速度、行进方向等；可对车辆进行统一调度和管理航海应用向用户提供船舶位置、航速、航向、时间信息以及海图、海迹显示等避免船只冲撞，确保航行安全把自己的位置和航向发送到航海管理中心便于航海管理中心的跟踪、搜寻和救援航空应用空域航线、着陆、机场监视和管理实现空域划分与管理、空中交通流量管理、飞行路线管理2印度洋海啸发生时，36名英国游客被困在斯里兰卡南部海滨的希克杜沃海滩，其中一名游客用手机发出求救信号，使救援人员成功找到他们。据此回答(1)(2)题。 【导学号：57522101】(1)该游客的手机具有的特殊功能是()A彩信 BGPS定位C求救D拍照(2)在救援中利用GPS技术可以帮助救援人员()快速确定位置快速赶到并实施救援减少生命财产损失消除灾害影响A BCD(1)B(2)A本题组考查全球定位系统的应用。第(1)题，救援人员根据求救信号成功找到求救者是借助手机的GPS定位功能。第(2)题，利用GPS技术能帮助救援人员迅速确定求救者的位置，快速赶到并实施救援，从而减少生命财产损失。课堂小结当 堂 达 标·固 双 基考查点1全球定位系统的组成及工作原理GPS最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国防部控制，在对伊战争中，美国士兵装备了军用GPS接收机。结合所学知识，回答12题。1美国士兵装备的GPS接收机接收到的信号至少由几颗空间卫星提供()A3B4C5D62配备GPS接收机的美国士兵随时都可获得卫星提供的()三维位置运动方向运动速度和时间伊军士兵位置A BCD1.B2.B第1题，士兵有时处在运动中，因此，接收机接收到的信号至少由4颗空间卫星提供。第2题，若由4颗卫星提供信号，美国士兵利用GPS可以获取自己的三维坐标、运动方向、运动速度和时间，但无法获取伊军士兵的位置。右图是某GPS接收机上的信号。读图，完成35题。3图中的东经度和北纬度表达的是()AGPS卫星的位置BGPS接收机的位置C地面监控系统的位置D某一地理事物的位置4此时GPS卫星可以接收8颗卫星发送的信号，其中信号较弱的两个卫星的编号是()A第2号和第20号B第8号和第28号C第11号和第28号D第7号和第31号5图中的GPS卫星编号有31号，这说明()AGPS卫星星座由31颗卫星组成B该GPS接收机此时可以接收到第31号卫星的信号C目前GPS卫星已发射31颗D任何GPS接收机都可以接收到第31号卫星的信号3.B4.A5.BGPS接收机上的数据主要有四部分：经纬度是指接收机所在地的地理位置。左边的高度是指所在地的海拔，小数据是误差。下面的柱状图是接收到的卫星的标号以及信号的强弱。同心圆表示卫星的位置。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，越靠近中心，卫星信号越强。考查点2全球定位系统的应用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，完成67题。 6手机GPS功能的出现，说明()AGPS技术已成为人们日常生活的必备工具BGPS技术可以扩大人们的出行范围C随着GPS技术的普及，民用GP