高中地理湘教版湘教版必修3第三节 全球定位系统及其应用获奖课件ppt

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一、全球定位系统1．概念：全球定位系统是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维______与______功能的新一代卫星导航与定位系统。
地理位置与三维坐标有何区别？【答案】我们平常所说的地理位置包括多种类别，如海陆位置、经纬度位置、经济地理位置等，其中经纬度位置仅是两维坐标，而三维坐标是由经度、纬度和高程组成的。
2．组成及功能(1)空间星座：由______颗工作卫星、3颗备用卫星组成，高度约2万km；在用GPS导航定位时，要获取准确的三维信息，必须接收到______颗卫星的信号，这4颗卫星称为定位星座。(2)______________：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________________发射的信号。②GPS接收机的种类：_______接收机、测地型接收机、授时型接收机等。
按照理论，我们知道要保证地面各点能接收到信息只要3颗卫星就可以了，为什么导航定位要用4颗卫星呢？【答案】GPS收到3颗卫星的信号，只能粗略计算出地面静止物体的二维坐标：经度和纬度；只有当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时，才能准确计算获得运动物体的三维信息：经度、纬度和高程。
二、全球定位系统与定位导航1．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______以内的精度。(3)速度测量：能达到__________级精度。(4)时间测量：能达到__________级精度。
2．应用最初用于________，目前已扩展到以下领域：(1)交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。(2)监测地壳的微小移动，帮助预报________。(3)与GIS、RS结合，为__________、工程管理、精细农业服务等。
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。要利用GPS功能，运动爱好者需要什么设备？【答案】手持GPS接收机。
1．下列关于全球定位系统的叙述，不正确的是(　　)A．全球定位系统就是GPS信号接收机B．全球定位系统能为用户提供精密的三维坐标、速度和时间C．具有全球性、全天候、实时性等特点D．通过GPS 信号接收机人们可以知道自己的位置【答案】A【解析】GPS包括空间部分和地面控制部分及用户系统三大部分，而GPS信号接收机仅属于用户系统。
2．下列关于全球定位系统组成的叙述，正确的是(　　)A．全球定位系统由24颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成B．全球定位系统由空间星座、地面监控系统和用户系统组成C．全球定位系统由传感器、信息传输接收装置、数字或图像处理设备等组成D．GPS空间星座由24颗工作卫星组成
【答案】B【解析】全球定位系统由空间部分、地面监控系统和用户设备部分组成。GPS空间星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。
3．通常确定地球上任何一点的地理位置应该具备的三个数据是(　　)A．经度、距离、海拔B．经度、纬度、海拔C．纬度、相对高度、距离D．到两极、赤道的距离和等高线【答案】B【解析】地球上任何一点的三维坐标由经度、纬度、海拔确定。
4．与传统的手工测量手段相比，GPS技术具有的特点是(　　)A．测量精度高，操作复杂B．仪器体积大，不便于携带C．全天候操作，信息自动接收、存储D．中间处理环节较多且复杂【答案】C【解析】GPS技术与传统手工测量手段相比，具有全天候操作，信息自动接收、存储的优点。
5．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．GPS接收机可分为导航型、测地型和授时型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
【答案】B【解析】全球定位系统即是利用卫星网络来获得地面某点的经纬度和高程的系统。GPS接收机可分为导航型、测地型和授时型三种。全球定位系统具有全天候、高精度和自动测量的特点，受自然因素影响不大。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。
阅读下列材料，探讨相关问题。材料一　右图是GPS空间星座示意图。
材料二　浓雾协助英法联军创造了“九日奇迹”。1940年5月24日，德军以“闪电战”攻破马其诺防线，把40万英法联军包围在法国的敦刻尔克海滩上。从26日至31日都是大雾天气，浓厚的云雾笼罩在海峡上空，加上油库燃烧形成的黑烟，使德军战斗机找不到轰炸目标。到4日上午，联军共撤出34.6万人，有人说是浓雾创造了奇迹。 材料三　据有关报道，第二次海湾战争中，伊拉克军方点燃巴格达周围浇灌石油的战壕来阻碍美军事行动，但美专家指出烟雾对美军使用的卫星制导导弹没有任何影响。在第二次海湾战争中，许多美国飞行员在被击落后能得以生还，人们常常惊羡于美国人的神奇。
(1)GPS的空间星座由______颗工作卫星、______颗备用卫星组成，在全球的任何地方、任何时间都可监测到______颗以上的卫星。在GPS导航定位时，要想获得准确的三维信息，必须接收到______颗GPS卫星的信号，它们被称为定位星座。 (2)全球定位系统可以提供哪些方面的信息？(3)材料二和材料三中同样是烟雾，为什么能阻滞德军的袭击，而不能对美国的轰炸产生影响？ (4)在材料三中美军是如何确定飞行员的位置并进行组织救援的？
【答案】(1) 21　3　4　 4　　(2)地球表面任何一点的经度、纬度、高程和速度。　(3)二战时的德军飞行员依靠人眼的视力发现目标，一旦有低层烟雾出现，人会看不清地面的物体。而第二次海湾战争中，因为美军采用了全球定位系统(GPS)，能提供精密的三维坐标、速度和时间，并且具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点，因而不受烟雾的影响。　(4)美国人用的是GPS技术。因为当时多国部队是跨国界、跨地区作战，对地理环境相当陌生，仅依靠地图的作用是有限的，正是因为有了手持型GPS接收机的帮助，才使许多美国士兵得以生还。
3．全球定位系统的构成及各自的功能
对于现代人而言，GPS已经不是一个陌生的名词了。虽然GPS系统一开始是为军事目的而建立的，但很快在民用方面得到了极大的发展。通过商业通信卫星，把GPS应用到车辆导航上面，为汽车驾车人指路，让你在陌生的地方不迷路，划出路线让你到达目的地，告诉你当前所在的位置和周边的设施等，就成为了车载导航系统。据此回答第1～3题。
1．车载GPS接收机接收到的信息至少需要多少颗空间卫星提供信号才能获得准确的三维信息(　　)A．3B．4　　　　 C．5D．6
2．车载GPS上的数据由什么提供(　　)A．空间卫星　　　 B．主控站C．监控站　　　　 D．信息注入站3．按照用途分，车辆上的GPS接收机属于哪类型的接收机(　　)A．导航型　　　 B．测地型 C．授时型　　　　　D．军用型
【答案】1.B　2.A　3.A【解析】第1题，为获取出车辆的位置、速度和运动方向，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，车辆属于运动载体，所以其GPS接收机属于导航型接收机。
阅读下列材料，探讨下列问题。材料 奥妙公司在巴西的洗衣粉销售推广活动中使用了某种地理信息技术。这次活动中会送出50个奖项，给50位幸运的消费者，不过特别的是，他们并不是在包装袋里面印上“你中奖了！”，也不是要上网输入序号看看有没有中奖，厂商说，他们自己会知道中奖的50位民众是谁。最后，厂商会亲自到你家里，告诉你，你已经中奖了！
(1)奥妙公司是运用地理信息技术的哪个技术？(2)你知道颁奖人员是如何找到获奖人的吗？(3)除了上述实例，你还能举出哪些运用此技术的例子？【思维导图】
【答案】(1)GPS技术。(2)放在洗衣粉中的GPS跟踪设备将获奖人的三维坐标提供给空间星座，空间星座将信息传递给奥妙公司相关人员，奥妙公司相关人员将三维坐标定位到地图上，以确定获奖人所在的具体地址。(3)车载GPS；城市公共汽车的调度管理；野外搜寻和救援；交通导航及定位；武器导航；手机、掌上电脑等移动通信设备防盗等。
全球定位系统的工作原理及应用
(2019年黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学开学考试)阅读材料，回答第1～3题。材料一　精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是以信息技术为支撑，根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作与管理的系统，它包括精确播种、精确施肥、精确灌溉、精确收获等环节，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。它将农业带入数字和信息时代，是21世纪农业的重要发展方向。
材料二　精准施肥与常规施肥效益比较(下表)。
1．GPS在“精准农业”中的作用是(　　)A．获取农田定位信息　　　　B．分析处理获取的信息C．管理措施决策　　　　D．估算农业产量2．为了“精确”和“快速”地对大面积的田区进行频繁监测，判断田间作物生长情形和产量的空间分布，需要使用的地理信息技术是(　　)A．GPSB．GISC．RSD．数字地球
3．对农业生产用地进行“精确施肥”，减少化肥施用总量，提高经济效益，需要借助的重要技术是(　　)A．GPSB．GISC．RSD．数字地球【答案】1.A　2.C　3.A
解析：第1题，GPS最基本的功能是定位导航，在“精准农业”中的作用是获取农田定位信息；分析处理获取的信息是GIS的功能；管理措施决策、估算农业产量都需要人力参与，也都不是GPS的功能。第2题，结合“快速”和“监测”等关键词可以判断，需要使用的地理信息技术是RS(遥感)。第3题，“精确施肥”就是根据不同地块土壤的肥力状况、农作物生长情况，精确、定点地投放肥料，需要借助GPS(全球定位系统)技术。
1．教材P96　图3－44　GPS空间星座解读说明：GPS空间星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，它们均匀分布在六个轨道平面内，相邻两个GPS卫星轨道平面之间的夹角是60°，每个卫星轨道上各有4颗卫星，两两相隔90°。全球任何地点在任何时刻，地平面上空至少有4颗GPS卫星。
学法提示：本图的主旨是明确GPS空间星座中24颗卫星的分布与作用。在这个系统中，用户设备如果接收到3颗GPS卫星信号，就可以进行粗略地定位。接收到4颗卫星信号时，可以比较准确地进行定位导航。
2．教材P100　图3－50　 GPS车辆监控管理与调度解读说明：(1)通过车载GPS，驾驶员可以获得以下信息：及时查看车辆所在的位置、运行轨迹、速度、行进方向等。(2)车载GPS与信息中心之间的信息传输：车载电台把定位信息发送给车辆监控中心，监控中心将这些信息在电子地图上显示出来，并用文本、图形或语音等可对车辆进行调度指挥。(3)出租车安装GPS的作用：可以使出租车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，节省运行成本，并使行车、乘车安全系数大大提高。
学法提示：如图所示：①GPS卫星不断发射GPS信号，接收机收到信息后计算出汽车所在的地理位置；②驾驶员输入出发地和目的地并通过信息中转站传送给服务中心；③服务中心为其确定可行路线，并通过卫星传输给汽车；④汽车在GPS卫星信号引导下到达目的地。
一、教材P97～P98活动提示：我国导航定位技术发展的讨论提纲
A组　我国导航定位技术的发展历程我国的航天科技事业在逐步建立和发展中。从1970年4月把第一颗人造卫星送入轨道以来，我国已成功发射了100多颗不同类型的人造卫星，为空间大地测量工作的开展创造了有利条件。B组　我国GPS技术在大地测量方面的应用在大地测量方面，利用GPS技术开展国际联测，建立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精确大地水准面。我国已完成西沙、南沙群岛各岛屿与祖国大陆的GPS联测，使海岛与全国大地网连成一个整体。
C组　我国GPS技术在工程测量方面的应用在工程测量方面，应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程。D组　我国GPS技术在航空摄影测量方面的应用航空摄影测量在资源调查、土地利用、城市规划、国土普查、荒漠化监测等方面起着极其重要的作用。
E组　我国GPS技术在地球动力学方面的应用我国已开始用GPS技术监测南极洲板块运动、青藏高原地壳运动、四川鲜水河地壳断裂运动，建立了中国地壳形变观测网、三峡库区形变观测网、首都圈GPS形变监测网等。GPS技术已经用于海洋测量、水下地形测绘等方面。
二、教材P101～P102活动提示：1.GPS还可以应用在资源调查、大地测量、地震监测、地形测量、林业面积测量、水利监测、国土资源调查、城建规划勘测森林防火、监测作物产量等多个方面。①资源调查：土地探测，如森林区、山坡地违规开发、查报工作。使用GPS可顺利导航至可疑之变异点，并直接查询、调阅地籍图等相关资料以利研究判断。②大地测量：利用GPS测定地球上任何点(包括地面上和海洋上)的位置并计算其间的距离，以及测定地球重力场和地球形状、大小等。
③林业面积测绘：一是用于定位造林地块，地块位置和形状，便于在地形图上标注具体的位置；二是利用GPS求算面积。④森林防火：利用GPS进行火场定位、火场布兵、火场面积测量，而且GPS精确度高，安全性强，能够实时、快速、准确地测定火险位置和范围，为防火指挥部门提供决策依据。⑤监测作物产量：在联合收割机上配置计算机、产量监视器和GPS接收机，就构成了作物产量监视系统。对不同的农作物需配备不同的监视器。
3．GPS应用领域及主要功能