2017_2018學年高中地理地理信息技術(shù)應(yīng)用第三節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用同步備課教學案湘教版.docx

第三節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用學習目標1.了解全球定位系統(tǒng)的概念、組成。2.能舉例說明全球定位系統(tǒng)在定位導航中的作用。一、全球定位系統(tǒng)1.概念：具有在海、陸、空進行全方位、實時三維導航與定位功能的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。2.組成(1)空間星座：由21顆工作衛(wèi)星、3顆備用衛(wèi)星組成。要獲得運動的點的準確的三維信息，必須接收到4顆GPS衛(wèi)星的信號。(2)地面控制系統(tǒng)：包括1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)控站。(3)用戶系統(tǒng)(接收設(shè)備)組成：包括接收機硬件、GPS數(shù)據(jù)處理軟件等。接收機 類型讀“GPS衛(wèi)星星座示意圖”，回答下列問題。(1)GPS是_的簡稱，是具有在海、陸、空進行_、_與_功能的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。(2)GPS的空間星座由_顆工作衛(wèi)星、_顆備用衛(wèi)星組成，在全球的任何地方、任何時間都可監(jiān)測到_顆以上的衛(wèi)星。在GPS導航定位時，要想獲得準確的三維信息，必須接收到_顆GPS衛(wèi)星的信號，它們被稱為_。(3)全球定位系統(tǒng)可以提供哪些方面的信息？答案(1)全球定位系統(tǒng)全方位實時三維導航定位(2)21344定位星座(3)地球表面任何一點的經(jīng)度、緯度、高程和速度。知識點撥GPS的組成和工作原理讀“GPS衛(wèi)星定位示意圖”，完成下列問題。(1)全球定位系統(tǒng)主要由空間星座、地面控制系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)三部分組成。它具有對海、陸、空進行全方位、實時_的功能。它最初的設(shè)計主要是出于_目的。(2)地面監(jiān)控系統(tǒng)包括5個_站、1個_站和3個_站，主要擔負著對衛(wèi)星及其各種設(shè)備監(jiān)測與調(diào)控的任務(wù)。(3)用戶系統(tǒng)用于接收GPS發(fā)射的信號。GPS接收機包括_、_等用戶設(shè)備。答案(1)三維導航與定位軍事(2)監(jiān)控主控注入(3)接收機硬件GPS數(shù)據(jù)處理軟件解析地面監(jiān)控系統(tǒng)包括1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)控站。在全球的任何地方、任何時間都可以監(jiān)測到4顆以上的衛(wèi)星，這就為全天候的全球定位提供了可能。在用GPS導航定位時，要想獲得準確的三維信息(經(jīng)度、緯度和高程)，必須接收到4顆GPS衛(wèi)星的信號，這4顆衛(wèi)星稱為定位星座。二、全球定位系統(tǒng)與定位導航1.定位精度2.應(yīng)用閱讀下面的三則材料，分析完成下列問題。材料一濃霧協(xié)助英法聯(lián)軍創(chuàng)造了“九日奇跡”。1940年5月24日，德軍以“閃電戰(zhàn)”攻破馬奇諾防線，把40萬英法聯(lián)軍包圍在法國的敦刻爾克海灘上。從26日至31日都是大霧天氣，濃厚的云霧籠罩在海峽上空，加上油庫燃燒形成的黑煙，使德軍戰(zhàn)斗機找不到轟炸目標。到4日上午，聯(lián)軍共撤出34.6萬人，有人說是濃霧創(chuàng)造了奇跡。材料二據(jù)有關(guān)報道，第二次海灣戰(zhàn)爭中，伊拉克軍方點燃巴格達周圍澆灌石油的戰(zhàn)壕來阻礙美軍事行動，但美專家指出煙霧對美軍使用的衛(wèi)星制導導彈沒有任何影響。材料三在第二次海灣戰(zhàn)爭中，許多美國飛行員在被擊落后還能得以生還，人們常常驚羨于美國人的神奇。(1)材料一和材料二中同樣是煙霧，為什么能阻滯德軍的襲擊，而不能對美國的轟炸產(chǎn)生影響？(2)在材料三中美軍是如何確定飛行員的位置并進行救援的？(3)GPS提供了哪些信息使其能應(yīng)用于導航？答案(1)“二戰(zhàn)”時的德軍飛行員依靠人眼的視力發(fā)現(xiàn)目標，一旦有低層煙霧出現(xiàn)，人會看不清地面的物體。而第二次海灣戰(zhàn)爭中，因為美軍采用了全球定位系統(tǒng)(GPS)，能提供精密的三維坐標、速度和時間，并且具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的特點，因而不受煙霧的影響。(2)美國人用的是GPS技術(shù)。因為當時多國部隊是跨國界、跨地區(qū)作戰(zhàn)，對地理環(huán)境相當陌生，僅依靠地圖的作用是有限的，正是因為有了手持型GPS接收機的幫助，才使許多美國士兵得以生還。(3)GPS提供的定位信息主要有經(jīng)度、緯度和海拔高度。拓展提升全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用專項提能14GPS手持機示意圖的判讀 (1)找功能鍵。使用GPS手持機首先要認識各功能鍵，其次利用功能鍵找到所需界面。(2)找位置。經(jīng)緯度位置：如圖所示，GPS接收機所在地的經(jīng)緯度位置是(320323.2N,1184554.6E)。高度：如圖所示，GPS接收機所在地的高度是17 m。 (1)析衛(wèi)星搜索到的衛(wèi)星：衛(wèi)星分布圖描繪了GPS接收機所處位置(圓心)仰望天空能搜索到的衛(wèi)星，大圓表示地平線，小圓為抬頭以45角仰望天空的范圍，越靠近圓心，衛(wèi)星信號越強。(2)析信息信號強弱：數(shù)字表示被接收到信號的衛(wèi)星編號，在顯示屏下部的黑框條圖中，黑條越高，表示接收到的衛(wèi)星信號越強，如果沒有框條，則表示還未收到衛(wèi)星信號。 GPS手持機的使用方法(參照上圖)(1)首先熟悉并學會使用GPS功能鍵。各功能鍵如上圖所示，定位時，選擇室外無障礙物的地點，以確保能夠同時接收到的衛(wèi)星數(shù)量不低于4顆。(2)按【開機鍵】以后，便顯示(收星)界面，如圖所示。(3)收到衛(wèi)星信號后，將顯示屏中的界面切換至(數(shù)據(jù)查詢)界面，如圖所示，即可了解相關(guān)內(nèi)容。下圖為GPS手持機界面圖，界面上的時間為北京時間。讀圖，完成(1)(2)題。(1)此時，持有GPS手持機者所在地形區(qū)為()A.江漢平原 B.江淮平原C.華北平原 D.江南丘陵(2)如果此日全球晝夜平分，那么此地離日落還約有()A.56分鐘 B.1小時C.1小時1分鐘 D.1小時5分鐘答案(1)B(2)D解析第(1)題，從手持機界面圖上可以看到的信息有：海拔17米，緯度320323.2N，經(jīng)度1184554.6E，北京時間16時59分11秒。根據(jù)經(jīng)緯度很容易判斷該地位于江淮地區(qū)。第(2)題，如果此日全球晝夜平分，那么該地應(yīng)該地方時18時日落，根據(jù)該地與120E相差1145.4，該地地方時比北京時間晚大約5分鐘，所以此地離日落還約有1小時5分鐘。教材P9798活動探究提示我國導航定位技術(shù)發(fā)展的討論提綱小組討論主題A組我國導航定位技術(shù)的發(fā)展歷程B組我國GPS技術(shù)在大地測量方面的應(yīng)用C組我國GPS技術(shù)在工程測量方面的應(yīng)用D組我國GPS技術(shù)在航空攝影測量方面的應(yīng)用E組我國GPS技術(shù)在地球動力學方面的應(yīng)用A組我國導航定位技術(shù)的發(fā)展歷程我國的航天科技事業(yè)在逐步建立和發(fā)展中，目標是躋身于世界先進水平的行列，成為世界空間強國之一。從1970年4月把第一顆人造衛(wèi)星送入軌道以來，我國已成功地發(fā)射了100多顆不同類型的人造衛(wèi)星，為空間大地測量工作的開展創(chuàng)造了有利條件。B組我國GPS技術(shù)在大地測量方面的應(yīng)用在大地測量方面，利用GPS技術(shù)開展國際聯(lián)測，建立全球性大地控制網(wǎng)，提供高精度的地心坐標，測定和精確大地水準面。我國建成了平均邊長約100千米的A級網(wǎng)，提供了亞米級精度地心坐標基準；在A級網(wǎng)的基礎(chǔ)上，又布設(shè)了邊長為30100千米的B級網(wǎng)；A、B級GPS網(wǎng)點都聯(lián)測了幾何水準。為我國各部門的測繪工作，建立各級測量控制網(wǎng)，提供了高精度的平面和高程三維基準。我國已完成西沙、南沙群島各島嶼與大陸的GPS聯(lián)測，使海島與全國大地網(wǎng)聯(lián)成一個整體。C組我國GPS技術(shù)在工程測量方面的應(yīng)用在工程測量方面，應(yīng)用GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)，布設(shè)精密工程控制網(wǎng)，用于城市和礦區(qū)油田地面沉降監(jiān)測、大壩變形監(jiān)測、高層建筑變形監(jiān)測、隧道貫通測量等精密工程。加密測圖控制點，應(yīng)用GPS實時動態(tài)定位技術(shù)(簡稱RTK)測繪各種比例尺地形圖和用于施工放樣。D組我國GPS技術(shù)在航空攝影測量方面的應(yīng)用在航空攝影測量方面，應(yīng)用GPS技術(shù)進行航測外業(yè)控制測量、航攝飛行導航、機載GPS航測等航測成圖的各個階段。E組我國GPS技術(shù)在地球動力學方面的應(yīng)用在地球動力學方面，GPS技術(shù)用于全球板塊運動監(jiān)測和區(qū)域板塊運動監(jiān)測。我國已開始用GPS技術(shù)監(jiān)測南極洲板塊運動、青藏高原地殼運動、四川鮮水河地殼斷裂運動，建立了中國地殼形變觀測網(wǎng)、三峽庫區(qū)形變觀測網(wǎng)、首都圈GPS變形監(jiān)測網(wǎng)等。GPS技術(shù)已經(jīng)用于海洋測量、水下地形測繪。我國的全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范已于1992年10月1日起實施。此外，在軍事、交通、郵電、地礦、煤礦、石油、建筑以及農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業(yè)，在航空航天、測時授時、物理探礦、資源測定等領(lǐng)域，也都開展了GPS技術(shù)的研究和應(yīng)用。教材P101102活動探究提示1.GPS還可以應(yīng)用在大地測量、地震監(jiān)測、地形測量、林業(yè)測量、水利監(jiān)測、國土資源調(diào)查、城建規(guī)劃勘測等多個方面，并提高工作效率。資源調(diào)查：土地探測，如森林區(qū)、山坡地違規(guī)開發(fā)、查報工作。使用GPS可順利導航至可疑點，并直接查詢、調(diào)閱地圖等相關(guān)資料以用于研究判斷。大地測量：利用GPS測定地球上任何點(包括地面上和海洋上)的位置并計算其間的距離，以及測定地球重力場和地球形狀、大小等。林業(yè)面積測繪：GPS在林業(yè)面積測繪的應(yīng)用主要有兩個方面，一是用于定位造林地塊(地塊位置和形狀)便于在地形圖上標注具體的位置；二是利用GPS求算面積。森林防火：利用GPS進行火場定位、火場布設(shè)、火場面積測量、火災損失估算，精確度高，安全性強，能夠?qū)崟r、快速、準確地測定火險位置和范圍，為防火指揮部門提供決策依據(jù)，已被國內(nèi)外防火機構(gòu)廣泛采用。監(jiān)測作物產(chǎn)量：在聯(lián)合收割機上配置計算機、產(chǎn)量監(jiān)視器和GPS接收機，就構(gòu)成了作物產(chǎn)量監(jiān)視系統(tǒng)。對不同的農(nóng)作物需配備不同的監(jiān)視器。例如監(jiān)視玉米產(chǎn)量的監(jiān)視器，當收割玉米時，監(jiān)視器記錄下玉米所接穗數(shù)和產(chǎn)量，同時GPS接收機記錄下收割該株玉米所處位置，通過計算機最終繪制出一幅關(guān)于每塊土地產(chǎn)量的分布圖，再通過和土壤養(yǎng)分含量分布圖的綜合分析，可以找出影響作物產(chǎn)量的相關(guān)因素，從而進行具體的田間施肥等管理工作。2.略。3.GPS應(yīng)用領(lǐng)域及主要功能GPS應(yīng)用領(lǐng)域主要功能在海洋測繪中的應(yīng)用海洋測繪主要包括海上定位、海洋測量和水下地形測量。對海洋劃界、航道測量以及海洋資源勘探與開采、近海工程、海面變化、板塊運動以及海嘯等研究具有重要作用在旅游及野外考察中的應(yīng)用在旅游及野外考察中，如到風景秀麗的地區(qū)去旅游，到原始大森林、雪山、峽谷或者沙漠地區(qū)考察，GPS接收機是你最忠實的向?qū)А＠盟?，你可以隨時知道所在的位置及行走速度和方向，使你不會迷失在林業(yè)管理方面的應(yīng)用GPS技術(shù)在確定林區(qū)面積，估算木材量，計算可采伐木材面積，確定原始森林、道路位置，對森林火災周邊測量，尋找水源和測定地區(qū)邊界等方面可以發(fā)揮其獨特的作用知識小結(jié)2014年南京青奧會上，北斗衛(wèi)星導航應(yīng)用技術(shù)為賽事提供全面保障。據(jù)此完成12題。1.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)除能夠提供精確的定位、測速外，還能夠提供的服務(wù)包括()授時通信服務(wù)農(nóng)作物長勢監(jiān)測氣溫異常監(jiān)測A. B.C. D.2.在應(yīng)用地理信息系統(tǒng)進行城市道路規(guī)劃時，最適合作為基準圖件的是()A.行政區(qū)劃圖 B.人口密度圖C.遙感影像 D.商業(yè)分布圖答案1.A2.C解析第1題，農(nóng)作物長勢監(jiān)測和氣溫異常監(jiān)測通過遙感技術(shù)可實現(xiàn)。第2題，遙感影像能及時真實地反映城市道路現(xiàn)狀，以此為基準圖件作出的規(guī)劃才能切合實際。3.閱讀材料，回答問題?！跋乱惠v車離本站還有1.2千米，約3分鐘內(nèi)到達。”這是記者2013年在上海公交71路凱旋路站看到的一塊約1.1米高、2米長的智能化電子站牌上顯示的內(nèi)容。2分鐘后，電子站牌再次顯示：“下一輛車離本站400米，1分鐘內(nèi)到達。”40多秒后，記者看到離本站60米開外的一輛71路公交車緩緩駛來。(1)智能化電子站牌采用了哪一種高新的地理信息技術(shù)？(2)結(jié)合其他地理信息技術(shù)的使用，電子站牌將會更加智能化。請你設(shè)想一下，電子站牌還可以具備哪些智能化功能？答案(1)GPS技術(shù)。(2)結(jié)合地理信息系統(tǒng)等的使用，電子站牌除了能告知乘客下班車位置、到站時間，還可以提供沿途施工、車輛拋錨、天氣、新聞、廣告等信息；還可以配備數(shù)字電視，解除乘客等車時的枯燥乏味。40分鐘課時作業(yè) “因地形，用險制塞”是修筑長城的一條重要經(jīng)驗。讀圖結(jié)合相關(guān)知識，完成12題。1.若乙圖所示地區(qū)有古長城經(jīng)過，你認為最可能的位置是()A. B.C. D. 2.考察隊員利用手中的 GPS 信號接收機，不可能完成的任務(wù)是()A.測定古長城的地理位置B.測量古長城的海拔C.確定考察隊員的行進方向D.獲取古長城毀壞情況的圖片答案1.B2.D解析第1題，古長城沿山脊的走向分布，根據(jù)等高線分布判斷位于山脊，而沿等高線分布，沿山脊走向分布，所以為古長城經(jīng)過位置。第2題，GPS 具有定位和導航功能，能測定古長城的地理位置和海拔，確定考察隊員的前進方向；而獲取古長城的毀壞情況需借助遙感技術(shù)。閱讀下列材料，完成34題。在伊拉克戰(zhàn)爭中，曾經(jīng)有記者問一位飛行員：“你知道去轟炸哪個城市嗎？”飛行員回答：“不知道。”“那你怎么去轟炸呢？”“容易。上級給我一個坐標，我按計算機的指引，投下采用GPS導航的炸彈掉頭就走，跟我玩游戲機沒啥兩樣?！?.導航炸彈上的GPS接收機可獲得工作衛(wèi)星提供的()三維坐標速度時間轟炸城市的位置A. B. C. D.4.導航炸彈上的GPS接收機獲取信息的過程是()工作衛(wèi)星獲取信息監(jiān)控站主控站計算和改正參數(shù)信息注入站空間衛(wèi)星GPS接收機接收信息A.B.C.D.答案3.B4.A解析第3題，GPS接收機可實時計算出炸彈的三維坐標、速度以及時間，但不能提供轟炸城市的位置。第4題，工作衛(wèi)星將獲取的信息提供給監(jiān)控站，主控站收集各監(jiān)控站的信息，經(jīng)過計算和改正參數(shù)提供給注入站，注入站在空間衛(wèi)星運行至上空時提供給空間衛(wèi)星，空間衛(wèi)星將各項數(shù)據(jù)傳遞給GPS接收機，GPS接收機接收信息。讀“我國地殼運動觀測網(wǎng)圖”，回答56題。5.對地殼運動進行精確觀測采用的主要技術(shù)是()A.遙感技術(shù) B.全球定位系統(tǒng)C.地理信息系統(tǒng) D.數(shù)字地球6.根據(jù)觀測站的分布特點判斷，建立地殼運動觀測網(wǎng)最主要的目的是()A.泥石流、滑坡的監(jiān)測和預報B.大地高程測量C.地震監(jiān)測和預報D.電離層研究答案5.B6.C解析圖中對地殼運動進行精確觀測的基準站、基本站與區(qū)域站在我國分布的范圍較廣，但又相對集中在我國地質(zhì)不穩(wěn)定的地區(qū)，顯然是通過對地殼運動的精確觀測，判斷各站點之間的距離位移，進行地震監(jiān)測和預報。而各站點之間的距離位移測量則需要用GPS技術(shù)。讀下圖，回答78題。7.上圖是一款具備GPS功能的手機顯示信息，該手機的出現(xiàn)說明了()A.GPS技術(shù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋貍涔ぞ連.隨著GPS技術(shù)的普及，民用GPS技術(shù)發(fā)展很快C.只有名牌的手機廠商才有能力開發(fā)GPS手機技術(shù)，中國目前還沒有掌握此技術(shù)D.手機GPS導航不需要通過GPS衛(wèi)星，有手機信號就行8.手機GPS的出現(xiàn)，說明GPS逐漸走進了人們的日常生活，成為人們出行、旅游、探險的好幫手，其原因主要是()A.GPS手機成為時尚B.GPS技術(shù)可以幫助人們選擇最合適的旅游路線，降低旅游成本C.GPS技術(shù)可以擴大人們的出行范圍D.GPS技術(shù)可使旅游者更具安全感答案7.B8.B解析第7題，GPS有定位、導航的功能，接收信號時，需要衛(wèi)星進行定位；GPS手機的出現(xiàn)，說明GPS已融入人們的生活，但并不是人們?nèi)粘Ｉ畹谋貍涔ぞ?；中國目前已掌握了GPS手機的研發(fā)技術(shù)。第8題，GPS技術(shù)可以幫助人們選擇最合適的旅游路線，降低旅游成本，成為人們出行、旅游、探險的好幫手。目前，發(fā)達國家已開始把GPS技術(shù)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，即所謂的“精準農(nóng)業(yè)耕作”。結(jié)合所學知識，完成910題。9.GPS在“精準農(nóng)業(yè)耕作”中可()獲取農(nóng)田信息分析處理獲取的信息決策管理措施將產(chǎn)量和土壤狀態(tài)信息裝入帶GPS設(shè)備的噴藥、施肥設(shè)備A. B.C. D.10.“精準農(nóng)業(yè)”與“石油農(nóng)業(yè)”相比，可()A.忽視農(nóng)田內(nèi)農(nóng)作物的差異B.對同一農(nóng)田內(nèi)的作物統(tǒng)一施藥C.在不減產(chǎn)的情況下，增加生產(chǎn)成本D.降低因施肥、除蟲對環(huán)境造成的污染答案9.B10.D解析該組題主要考查GPS系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。第9題，GPS主要是獲取空間數(shù)據(jù)以進行空間定位，而決策管理措施是人的工作。第10題，“精準農(nóng)業(yè)耕作”就是將GPS技術(shù)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實施精準耕作，可以在盡量不減產(chǎn)的情況下，降低生產(chǎn)成本，有效避免資源浪費，降低因施肥、除蟲對環(huán)境造成的污染。下圖是華北地區(qū)某地實測的海拔高度數(shù)據(jù)分布。讀圖回答1112題。11.測量圖中各地海拔，所用最精準、便捷的技術(shù)是()A.遙感 B.全球定位系統(tǒng)C.數(shù)字地球 D.地理信息系統(tǒng)12.對圖示區(qū)域地理特征的描述，正確的是()A.海拔：甲丙 B.坡度：甲乙C.氣溫：丙丁 D.降水：乙丁答案11.B12.D解析第11題，全球定位系統(tǒng)可以測量一個地區(qū)的精確的三維坐標，即經(jīng)度、緯度、海拔等。第12題，將圖中高度相同的點連線，即可得到等高線地形圖。由圖可知，甲的海拔在200300米之間，而丙在500600米之間；甲坡等高線較乙坡稀疏，坡度較小。丙的海拔較丁高，正常情況下氣溫較低。乙坡位于東坡，是東南季風的迎風坡(華北地區(qū))，而丁坡位于西坡，處于背風坡，所以乙坡的降水較多。13.2013年4月16日，一艘“MVSuez”號商船在支付210萬美元贖金后被索馬里海盜釋放，后來又險遭另一幫海盜打劫，于是印度與巴基斯坦分別派出軍艦“戈達瓦里”號及“巴布爾”號護航。結(jié)合所學知識回答下列問題。(1)被劫船只能迅速接近護航軍艦，得益于地理信息系統(tǒng)中的_(簡稱)系統(tǒng)。為什么？(2)該系統(tǒng)可以向用戶提供船舶的哪些基本信息？(3)若你是某物流公司(經(jīng)營貨物流通與運輸?shù)钠髽I(yè))的總經(jīng)理，你將如何在物流GPS網(wǎng)絡(luò)平臺上利用GPS系統(tǒng)來提高物流企業(yè)的工作效率與質(zhì)量？答案(1)GPS它可以向航海管理中心發(fā)送自己的位置和航向，并獲得護航艦艇編隊的位置。(2)船舶的位置、航速、航向和時間信息；航圖、航跡顯示。(3)當貨主交付貨物后，將GPS設(shè)備與貨物捆綁在一起運輸，然后提供給貨主提貨單和GPS網(wǎng)絡(luò)查詢密碼；當貨物裝上運輸車輛后，貨主和物流公司都可以隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)按貨單號和密碼查詢貨物當前的運輸位置，從而提高物流企業(yè)的工作效率與質(zhì)量。解析第(1)題，“迅速”是關(guān)鍵詞，得益于定位導航系統(tǒng)，它可以向航海管理中心發(fā)送自己的位置和航向。第(2)題，“基本”是關(guān)鍵詞，可根據(jù)教材相關(guān)知識回答。第(3)題，由于GPS接收機在接受工作衛(wèi)星發(fā)出信號的同時，也可以把其所在地點的經(jīng)緯度、海拔、速度等信息不停地發(fā)送給工作衛(wèi)星，因此與電子地圖配合，可以隨時查詢貨