1、第三章 地理信息技术应用第三节 全球定位系统及其应用1.了解全球定位系统的概念、组成、发展历程、基本原理2.结合具体实例，理解全球定位系统在定位导航中的广泛应用中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，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，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。2017年11月5日，中国第三代导航卫星顺利升空，它标志着中国正式开始建造“北斗”全球卫星导航系统。2018年12月27日，北斗三号基本系统完成建设，开始提供全球服务。这标志着北斗
2、系统服务范围由区域扩展为全球，北斗系统正式迈入全球时代。北斗卫星导航系统的主要功能有哪些？主要应用于哪些领域？01 课前 自主预习02 课堂 合作探究03 拓展 能力提升04 随堂 即时演练05 课后 限时训练一、全球定位系统1概念全球定位系统，即GPS，是具有在海、陆、空进行全方位、实时_与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。三维导航2组成GPS由空间星座、地面控制系统和用户系统三部分组成。系统结构位置组成和分布功能空间星座空间 由_颗工作卫星和3颗备用卫星组成为全天候的全球定位提供了可能地面监控系统地面1个主控站收集各_站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算GPS卫星的轨道和卫星时
3、钟数据3个注入站在每颗卫星运行至上空时，将导航数据及_站的指令注入到卫星5个监控站GPS卫星上的各种设备的工作、运行情况GPS信号接收机 用户包括接收机硬件、_软件等用户设备用于接收GPS卫星发射的信号21监控主控GPS数据处理3.GPS接收机的种类_接收机、测地型接收机、授时接收机等种类。二、全球定位系统与定位导航1最初设计目的：_目的。2精度(1)静态导航定位：能达到厘米级甚至_级的精度。(2)动态定位：能达到_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。导航型军事毫米13应用领域(1)交通、邮电、地矿、建筑，以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部
4、门和行业。(2)监测地壳的微小移动，帮助预报_。(3)与GIS、RS结合，为资源调查、_、精细农业服务等。地震工程管理全球定位系统的功能(1)精确定时：广泛应用于天文台、通信系统基站、电视台中。(2)工程施工：道路、桥梁、隧道的施工中大量采用GPS设备进行工程测量。(3)勘探测绘：野外勘探及城市规划中都有用到。(4)导航：武器导航(精确制导导弹、巡航导弹)，车辆导航(车辆调度、监控系统)，船舶导航，飞机导航，星际导航等。(5)定位：车辆防盗系统，手机、PDA、PPC等移动通信设备防盗，电子地图，定位系统，儿童及特殊人群的防走失系统等。探究一 全球定位系统的组成材料一 GPS空间星座。材料二 G
5、PS接收机的信号解读。结合材料探究：(1)材料一中的GPS空间星座由多少颗卫星组成？主要功能是什么？答案：24颗。主要功能是不间断发送各自与定位相关的参数和时间信息。(2)材料二中的GPS接收机的主要功能是什么？答案：GPS接收机可以接收卫星信号，计算接收机所在点的位置、速度以及时间。(3)材料二中的GPS接收机所在位置的地理坐标是什么？答案：经度为1161850.2E，纬度为395827.9N，海拔约为109米。全球定位系统及其应用1概念：全球定位系统(简称GPS)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基本功能：授时；提供目标物的三维信息(经度、纬
6、度和高程)、运动速度和方向，对目标物进行导航等。3定位原理：卫星不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息，GPS接收机接到这些信息后，计算出三维位置、速度和时间等。要实现地面接收机定位，地面观测者至少要收到4颗GPS卫星信号，这4颗卫星称为定位星座。4应用：应用广泛，能够全天候、全方位、实时提供导航和定位服务，还可监测地壳的微小移动，帮助预测地震；与GIS、RS结合，为资源普查、工程管理、精准农业服务等(见下图所示)。方法技巧 图示法记忆GPS三部分组成的关系读图，完成14题。1如图所示，全球定位系统由三个相对独立的部分组成，即_、_、_。2图中的空间星座由_个轨道面上的_颗卫星(其中_颗备
7、用)组成，这些卫星不间断地发送_和_。3图中的地面监控系统主要用于_，以及_。4用户系统为GPS接收机，要想获得准确的定位信息，接收机必须接收到_颗卫星的信号。解析：全球定位系统由空间星座、用户系统、地面监控系统三部分组成。空间星座由24颗卫星组成，分布于6个轨道面，可以不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息。地面监控系统主要用于监测与调控卫星及卫星上的各种设备的运行、工作状况。用户系统即GPS接收机。答案：1.空间星座 用户系统 地面监控系统26 24 3 与定位相关的参数 时间信息3监测与调控卫星上各种设备是否正常工作 卫星是否沿预定轨道运行44探究二 全球定位系统的应用某出租车司机被
8、抢劫后报警。犯罪嫌疑人把车开走后，110出动两辆警车开始紧急寻找。不久，民警按照出租车显示的GPS轨迹，发现了出租车行驶方向。大约一小时后，民警将犯罪嫌疑人擒住。结合材料探究：(1)在GPS汽车导航过程中，数据信息在汽车、卫星和车辆监控中心之间是如何传递的？答案：汽车中的GPS用户接收了GPS卫星信息，计算出本车的位置、速度等信息，并通过无线电信号传送至车辆监控中心。车辆监控中心再根据汽车所在的位置及时为汽车提供导航。(2)警察是如何追上犯罪嫌疑人的？答案：车主报警后，警方启动GPS监控系统和该市的电子地图，确定所抢车辆的位置、速度，确定最佳抓捕路径并提供给地面警车，实施抓捕。GPS的应用领域
9、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(1)GPS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、码头的船舶调度整理、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
10、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，精确制导，大大提高了命中率生产和工程建设可以利用GPS发展“精细农业”，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方法技巧 图示法记忆全球定位系统的应用领域微课透析“3S”技术手段的选取遥感(RS)是人的视力的延伸，它是侧重于收集信息的感知手段，实质上是“看”的过程。地理信息系统(GIS)是在一定的数据源的基础上进行
11、分析、对比、计算，它侧重于“分析、计算”，相当于人的“想、算”活动。全球定位系统(GPS)具有定位和导航的功能，它的最大特点是工作对象是一个“点”或“多个点”，明显区别于RS与GIS技术的工作对象“面”。因此，在做关于“3S”技术中选取适当手段之类的题目时，先看其工作对象是“点”还是“面”，是“点”则选用GPS，如导航、珠穆朗玛峰高度测量等。如果是“面”则需看是突出监测方面，还是需处理、计算才能得出结果，如果监测森林火灾应选用RS技术，要在某城市选取大型商业中心则应选用GIS技术。最近许多大城市开始出现摩拜单车，其没有固定停放位置，用户需通过手机App查看单车位置，继而预约并找到该车。读摩拜单
12、车手机App界面图，完成12题。1提供每辆摩拜单车在城市准确的地理位置，运用的地理信息技术是()ARS BGPSCGISD数字地球2用户需通过手机App查看单车位置，选择最近的单车出行，主要运用的地理信息技术是()ARSBGPSCGISD数字地球解析：第1题，提供每辆摩拜单车在城市准确的地理位置需要运用GPS。第2题，用户需要通过手机App查看单车位置，选择最近的单车出行，这就要对城市里单车和自己所在位置信息进行分析，所以主要运用的是GIS。答案：1.B 2.C审题突破(二)文字材料解读型试题典例 日本一项最新观测结果显示，在日本大地震后，宫城县牡鹿半岛以外约175千米的海床向东南方向移动了约
13、30米。获取这一数据的主要地理信息技术是()AGIS技术 BGPS技术CRS技术DGSM技术答题思路 GPS技术可以监测地壳运动的方向与速度，从而在大地测绘中有广泛的应用。答案 B方法指导文字材料解读型试题的题干有一段或几段文字材料构成，考查学生阅读、理解材料的能力和灵活运用地理知识解决实际问题的能力。无论材料如何繁杂，都是为考查能力服务的，材料呈现的是现象，要透过现象看本质。结合设问来阅读文字材料。方向更具体，目标更明确，分析更具有针对性。分析文字材料时，需要做到：(1)确定信息分析方向，搁置无用信息。(2)确定与相关知识的联系方向。(3)确定能力考查的方向。认识材料揭示的本质，要善于抠字眼
14、，准确把握“题眼”即关键词语，这是解决问题的重要突破点。对于文字材料解读型的非选择题，不仅要根据要求分析材料，与所学知识建立联系，还要善于归纳整理，用精练准确的语言来表述。印度洋海啸所带来的灾难让世人震惊，但这场灾难中也发生了一些幸运的事情：当人们在灾难面前惊恐万分的时候，有一些人则利用现代手段死里逃生。据斯里兰卡海啸救援机构人员称，36名英国游客被困在斯里兰卡南部海滨的希克杜沃海滩，其中一名游客的手机发出求救信号，帮助救援人员发现了他们的地点。海啸救援中心负责人表示，海啸发生后，当地的所有电话公司都加入营救行动中，他们通过跟踪手机信号发现手机用户的地点。这是斯里兰卡首次在救援中利用高技术手段
15、并获得成功。此外，摩根士丹利公司香港总部的35名员工也依靠国际漫游手机，最后成功获救。据此完成(1)(2)题。(1)材料中提到的这些发出求救信号，帮助救援人员发现他们的手机具有的特殊功能是()A彩信BGPS定位C求救D拍照(2)在救援中应用GPS全球定位技术可以帮助救援者()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ABCD解析：材料中的手机发出GPS求救信号，救援人员根据GPS求救信号进行定位，可以快速赶到并实施救援，减少生命财产损失。答案：(1)B(2)A全球定位系统是具有在海、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。据此完成13题。1下列
16、不属于全球定位系统的是()A空间星座 B用户系统C地面控制系统D传感器2在对我国西部一些地区进行科考时，使用全球定位系统，其优点主要是()A能为科学家提供准确精密的三维坐标B对陆地、天空和地下可以直接拍摄图片C服务过程有定时、间断性特点D通过全球定位系统可以随时读取各种信息资料3下列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个相对独立的部分组成，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：第1题，传感器是遥感技术系统的主要设
17、备。第2题，全球定位系统可以提供准确精密的三维坐标。第3题，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。答案：1.D 2.A 3.B读我国地壳运动观测网图(下图)，回答45题。4对地壳运动进行精确观测采用的主要技术是()A遥感技术B全球定位系统C地理信息系统D数字地球5根据观测站的分布特点判断，建立地壳运动观测网最主要的目的是()A泥石流、滑坡的监测和预报B大地高程测量C地震监测和预报D为电离层研究、气象预报提供数据解析：图中对地壳运动进行精确观测的基准站、基本站与区域站在我国分布的范围较广，但又相对集中在我国地质不稳定的地区，显然是通过对地壳运动的精确观测，判断各站点之间的距离位移。进行地震监测和预报，而各站点之间的距离位移则需要用GPS技术。答案：4.B 5.C课后限时训练
