高中地理必修3第3章第1節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用示范課市公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第一節(jié)全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用中國(guó)地圖出版社SINOMAPSPRESS普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書(shū)地理必修?第3冊(cè)第1頁(yè)當(dāng)你旅游或野外考查時(shí)，通慣用哪些方法來(lái)區(qū)分方向或確定你所在位置？這些方法有什么不足？思考？現(xiàn)在有沒(méi)有更簡(jiǎn)單、更準(zhǔn)確方法？手持型GPS機(jī)車(chē)載型GPS機(jī)第2頁(yè)在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)期間，中國(guó)中遠(yuǎn)企業(yè)有一條遠(yuǎn)洋貨輪，經(jīng)過(guò)馬六甲海峽駛?cè)胗《妊蠛?，被美?guó)艦船攔阻，要求檢驗(yàn)船只。美國(guó)在伊拉克作戰(zhàn)，能夠劃臨檢區(qū)，但不能把臨檢區(qū)劃到整個(gè)印度洋。中國(guó)貨輪不買(mǎi)美國(guó)賬，不停船受檢。但以后這條船開(kāi)時(shí)間不長(zhǎng)，發(fā)覺(jué)船用GPS失效了，船被迫停下來(lái)進(jìn)行檢修，但沒(méi)有發(fā)覺(jué)故障。以后才明白是美國(guó)海軍對(duì)中國(guó)貨輪GPS進(jìn)行局部屏蔽。一個(gè)國(guó)家安全，不能依賴(lài)外國(guó)，必須依靠自己。

第3頁(yè)中國(guó)全力打造“北斗系統(tǒng)”——咱們自己全球定位系統(tǒng)第4頁(yè)探究：1.在一個(gè)平面直角坐標(biāo)系上，確定點(diǎn)位置，需要知道幾個(gè)值？2.在一個(gè)空間三維坐標(biāo)系上，確定點(diǎn)位置，需要知道幾個(gè)值？3.要準(zhǔn)確知道一個(gè)人在地球上位置，必須知道幾個(gè)值？最少需要幾顆衛(wèi)星？（分組討論、主動(dòng)探究）YXAXYZ第5頁(yè)二、定位原理：顆衛(wèi)星定位一點(diǎn)

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4S1S3S4S2（X、Y、Z、T）3第6頁(yè)衛(wèi)星定位基本原理

簡(jiǎn)單地說(shuō)就是用戶(hù)同時(shí)向已知其位置3個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星分別進(jìn)行距離測(cè)量，然后再以該衛(wèi)星為球心，以所測(cè)得距離為半徑，在空間畫(huà)出3個(gè)球面，則該3個(gè)球面相交點(diǎn)，就是用戶(hù)所在位置了。通常應(yīng)用三顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)就能夠進(jìn)行定位，但要確保對(duì)目標(biāo)實(shí)時(shí)觀(guān)察（諸如提供目標(biāo)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)等），則需要最少四顆衛(wèi)星信號(hào)。第7頁(yè)衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展回顧1957年世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，40多年來(lái)，人造地球衛(wèi)星技術(shù)在通信、氣象、資源勘察、導(dǎo)航、遙感、大地測(cè)量、地球動(dòng)力學(xué)、天文學(xué)和軍事科學(xué)等眾多領(lǐng)域，得到了極廣泛應(yīng)用。人造地球衛(wèi)星出現(xiàn)，首先引發(fā)了各國(guó)軍事部門(mén)高度重視。1958年底，美國(guó)海軍武器試驗(yàn)室，開(kāi)始著手建立為美國(guó)海軍艦艇導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，即“海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)”（NavyNavigationSatelliteSystem——NNSS）。因?yàn)樵撓到y(tǒng)衛(wèi)星都經(jīng)過(guò)地極，也稱(chēng)“子午(Transit)衛(wèi)星系統(tǒng)”。1964年該系統(tǒng)建成，并在美國(guó)軍方啟用。1967年美國(guó)政府同意該系統(tǒng)解密，提供民用。該系統(tǒng)不受氣象條件限制，自動(dòng)化程度高，含有良好定位精度。第8頁(yè)衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展回顧

盡管NNSS在導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展中含有劃時(shí)代意義，但因?yàn)樵撓到y(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目少（5-6顆），運(yùn)行軌道低（1000km）,觀(guān)察時(shí)間長(zhǎng)（1.5小時(shí)），無(wú)法提供連續(xù)實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航，同時(shí)取得一次導(dǎo)航解讀時(shí)間長(zhǎng)，難以滿(mǎn)足軍事要求，尤其是高動(dòng)態(tài)目標(biāo)（飛機(jī)、導(dǎo)彈等）導(dǎo)航要求。

為滿(mǎn)足軍事和民用對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航迫切要求，1973年美國(guó)國(guó)防部開(kāi)始組織陸?？杖?，共同研究建立新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)劃，這就是當(dāng)前所稱(chēng)“導(dǎo)航衛(wèi)星授時(shí)測(cè)距/全球定位系統(tǒng)”（NavigationSatelliteTimingandranging/GlobalPositioningSystem）簡(jiǎn)稱(chēng)全球定位系統(tǒng)（GPS）。第9頁(yè)一、全球定位系統(tǒng)：1、全球定位系統(tǒng)：（GlobalPositioningSystem簡(jiǎn)稱(chēng)GPS

）是含有在海、陸、空進(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位功效新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。第10頁(yè)主控站：1個(gè)監(jiān)測(cè)站：5個(gè)注入站：3個(gè)2、全球定位系統(tǒng)系統(tǒng)組成空間部分地面監(jiān)控系統(tǒng)用戶(hù)設(shè)備部分全球定位系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成（其中3顆備用），分布在6個(gè)軌道平面上。主要是GPS接收機(jī)提供與定位相關(guān)參數(shù)和時(shí)間信息主要用于監(jiān)測(cè)和控制衛(wèi)星及其各種設(shè)備運(yùn)行能夠確定接收機(jī)所在點(diǎn)位置、速度、到航路終點(diǎn)距離和航向等信息第11頁(yè)GPS組成GPS衛(wèi)星星座地面監(jiān)控系統(tǒng)GPS信號(hào)接收機(jī)返回第12頁(yè)

24顆衛(wèi)星星座（21顆工作衛(wèi)星3顆備用衛(wèi)星）1個(gè)主控站3個(gè)注入站5個(gè)監(jiān)控站空間部分用戶(hù)設(shè)備地面控制第13頁(yè)空間部分要取得準(zhǔn)確信息，普通要求4顆衛(wèi)星，用于定位4顆衛(wèi)星稱(chēng)為定位星座。返回第14頁(yè)地面監(jiān)控系統(tǒng)衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行，都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一主要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)——GPS時(shí)間系統(tǒng)第15頁(yè)用戶(hù)設(shè)備第16頁(yè)4.接收機(jī)信號(hào)解讀與操作表示接收機(jī)所在經(jīng)緯度位置。數(shù)字表示被接收信號(hào)衛(wèi)星編號(hào)，黑色柱長(zhǎng)短表示信號(hào)強(qiáng)弱。衛(wèi)星分布圖描繪了在接收機(jī)所處位置（圓心）仰視天空能搜索到衛(wèi)星，大圓表示地平線(xiàn)，小圓為抬以45°角仰視天空范圍，越靠近中心，衛(wèi)星信號(hào)越強(qiáng)。第17頁(yè)如圖GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星A、B、C傳來(lái)信號(hào)，“繪制”3個(gè)巨大球體。3個(gè)球體會(huì)交于兩點(diǎn)，其中那個(gè)與地球表面相交點(diǎn)就是這臺(tái)GPS接收機(jī)所處位置，然后經(jīng)過(guò)計(jì)算得到該接收機(jī)所處經(jīng)緯度。衛(wèi)星D測(cè)量GPS接收機(jī)所在高程。3、GPS定位原理GPS定位原理與“三邊測(cè)量術(shù)”原理相同。不一樣是3顆衛(wèi)星代替了3個(gè)村子，地圖上平面圓變成了三維球面。第18頁(yè)GPS定位示意圖衛(wèi)星定位基本原理

GPS系統(tǒng)采取“時(shí)間同時(shí)、單程測(cè)距”原理來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是用戶(hù)同時(shí)向已知其位置3個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星分別進(jìn)行距離測(cè)量，然后再以該衛(wèi)星為球心，以所測(cè)得距離為半徑，在空間畫(huà)出3個(gè)球面，則該3個(gè)球面相交點(diǎn)，就是用戶(hù)所在位置了。第19頁(yè)5.特點(diǎn)：

（1）全天候，不受天氣影響；（2）全球覆蓋；（3）三維定速定時(shí)高精度；（4）快速省時(shí)高效率；（5）應(yīng)用廣泛、多功效。（2）地面監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)控。4.工作過(guò)程：（1）向GPS衛(wèi)星發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)（3）用戶(hù)系統(tǒng)接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)后進(jìn)行導(dǎo)航、定位。第20頁(yè)二、GPS應(yīng)用軍事:導(dǎo)彈飛行、飛機(jī)導(dǎo)航、準(zhǔn)確打擊實(shí)現(xiàn)測(cè)繪：有哪些優(yōu)勢(shì)？有哪些詳細(xì)應(yīng)用領(lǐng)域？交通：關(guān)鍵是導(dǎo)航救援：關(guān)鍵是定位農(nóng)業(yè)：什么是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作？其優(yōu)勢(shì)在哪里？娛樂(lè)旅游第21頁(yè)1.GPS在軍事上應(yīng)用

軍事是GPS技術(shù)最早應(yīng)用領(lǐng)域,主要是為各種軍事活動(dòng)提供定位導(dǎo)航.在當(dāng)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，不但陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈藥等，也都開(kāi)始采取GPS技術(shù)進(jìn)行定位導(dǎo)航。

伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中GPS制導(dǎo)武器占有很大比重.

海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中美軍幾乎全部坦克、裝甲車(chē)、飛機(jī)、艦船、各級(jí)指揮部和陸軍小分隊(duì)都裝備了GPS接收機(jī)，總數(shù)超出5萬(wàn)部。在軌16顆GPS衛(wèi)星，天天可提供19小時(shí)三維數(shù)據(jù)，精度10-16米，測(cè)速精度0.1米/秒。第22頁(yè)2、測(cè)量方面

此次測(cè)量除采取1975年時(shí)傳統(tǒng)測(cè)量方法外，還采取GPS測(cè)量系統(tǒng)。

珠穆朗瑪峰高度最新測(cè)量結(jié)果為8844.43米

參數(shù)：珠穆朗瑪峰峰頂巖石面高程測(cè)量精度±0.21米；峰頂冰雪深度3.50米。

原1975年公布珠峰高程數(shù)據(jù)停頓使用。10月9日早晨10時(shí)，國(guó)家測(cè)繪局局長(zhǎng)陳邦柱宣告珠穆朗瑪峰高度最新測(cè)量結(jié)果：第23頁(yè)

地處北回歸線(xiàn)以北5°，在崇山峻嶺之間，幽深而綿長(zhǎng)地躺臥著一條“巨龍”——世界上最深和最長(zhǎng)峽谷，1998年10月，中國(guó)國(guó)務(wù)院正式同意將這一世界最大峽谷科學(xué)地定名為——雅魯藏布大峽谷。其峽谷關(guān)鍵河段平均深度為5000米，最深處達(dá)5382米，峽谷長(zhǎng)496.3千米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了以前認(rèn)為是世界第一秘魯科爾卡大峽谷（深3200米）。雅魯藏布大峽谷最窄處為74米，普通寬在80至200米之間。

世界上最大峽谷－－美國(guó)科羅拉多大峽谷,也是地球上自然界7大奇景之一。該大峽谷全長(zhǎng)347千米,寬6至29千米,深1600米,位于美國(guó)西部亞利桑那州北部凱巴布高原。雅魯藏布江大峽谷基本特點(diǎn)能夠用十個(gè)字來(lái)概括：高、壯、深、潤(rùn)、幽、長(zhǎng)、險(xiǎn)、低、奇、秀。

第24頁(yè)3、GPS在交通運(yùn)輸中作用

功效示意圖第25頁(yè)導(dǎo)航型接收機(jī)第26頁(yè)

經(jīng)過(guò)GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠?qū)τ鲇须U(xiǎn)情或發(fā)生事故車(chē)輛進(jìn)行緊急援助。監(jiān)控臺(tái)電子地圖可顯示求援信息和報(bào)警目標(biāo)，規(guī)劃出最優(yōu)援助方案，并以報(bào)警聲、光提醒值班人員進(jìn)行應(yīng)急處理。4、緊急援助案例：8月10日黃昏六點(diǎn)左右，飛達(dá)GPS監(jiān)控中心接到要求查詢(xún)粵S4HXXX車(chē)輛位置電話(huà)，原來(lái)駕駛該車(chē)輛趙先生當(dāng)日下午被一伙歹徒劫持了，這伙歹徒打電話(huà)給趙先生親人勒索金錢(qián)，飛達(dá)監(jiān)控中心快速查出該車(chē)輛停放在惠州市惠環(huán)鎮(zhèn)離莞惠公路約100米地方，并將情況通知了企業(yè)責(zé)任人。黃昏七點(diǎn)半，飛達(dá)企業(yè)人員抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，利用先進(jìn)專(zhuān)用設(shè)備，很快發(fā)覺(jué)該車(chē)輛，為了不打草驚蛇，指示監(jiān)控中心將車(chē)輛斷油斷電。以后，在當(dāng)?shù)鼐齑罅ψ凡断?，將一名探?tīng)虛實(shí)賊抓獲。警察依據(jù)他提供指示很快找回了被劫持了趙先生，人和車(chē)都完好無(wú)損。經(jīng)審訊，該團(tuán)伙共有八人，專(zhuān)門(mén)伺機(jī)對(duì)東莞車(chē)主進(jìn)行綁架勒索，已屢次作案，想不到這次栽在衛(wèi)星定位手里。第27頁(yè)5、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)航空導(dǎo)航專(zhuān)業(yè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)野外數(shù)據(jù)采集軟準(zhǔn)確自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)農(nóng)業(yè)平行收割、播種選項(xiàng)第28頁(yè)四、全球定位系統(tǒng)應(yīng)用5、農(nóng)業(yè)方面（1）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作

利用GPS技術(shù)，配合遙感技術(shù)（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS），能夠做到監(jiān)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量分布、土壤成份和性質(zhì)分布、做到合理施肥、播種和噴灑農(nóng)藥，節(jié)約費(fèi)用、降低成本、到達(dá)增加產(chǎn)量提升效益目標(biāo)。利用差分GPS技術(shù)能夠做到：土壤養(yǎng)分分布調(diào)查、監(jiān)測(cè)作物產(chǎn)量、合理施肥，準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)管理。在作物生長(zhǎng)久管理中，利用遙感圖象并結(jié)合GPS可繪出作物色彩改變圖。利用GPS定位采集一定數(shù)量土壤及作物樣品進(jìn)行分析，能夠繪制出作物生長(zhǎng)不一樣時(shí)期土壤含量系列分布圖。這么能夠做到準(zhǔn)確地對(duì)作物生長(zhǎng)進(jìn)行管理。第29頁(yè)四、全球定位系統(tǒng)應(yīng)用5、農(nóng)業(yè)方面（2）在林業(yè)管理方面應(yīng)用GPS技術(shù)在確定林區(qū)面積，估算木材量，計(jì)算可采伐木材面積，確定原始森林、道路位置，對(duì)森林火災(zāi)周?chē)鷾y(cè)量，尋找水源和測(cè)定地域界限等方面能夠發(fā)揮其獨(dú)特主要作用。在森林中進(jìn)行常規(guī)測(cè)量相當(dāng)困難，而GPS定位技術(shù)能夠發(fā)揮它優(yōu)越性，準(zhǔn)確測(cè)定森林位置和面積，繪制準(zhǔn)確森林分布圖。（3）GPS技術(shù)用于森林防火它是在飛機(jī)環(huán)動(dòng)儀上安裝熱紅外系統(tǒng)和GPS接收機(jī)，使用這些機(jī)載設(shè)備來(lái)確定火災(zāi)位置，并快速向地面站匯報(bào)。（4）魚(yú)群定位第30頁(yè)四、全球定位系統(tǒng)應(yīng)用6、休閑娛樂(lè)

把全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem-GPS）比喻成八爪魚(yú)，是因?yàn)樗|及行業(yè)相當(dāng)廣泛，非“八爪”以蔽之，能夠說(shuō)人類(lèi)想像力有多寬，其應(yīng)用就有多廣。當(dāng)前掌上型導(dǎo)航接收機(jī)已經(jīng)問(wèn)世?？赏芸鞎?huì)生產(chǎn)出手表式GPS導(dǎo)航接收機(jī)。攜帶和使用就更方便。能夠說(shuō)，GPS應(yīng)用將進(jìn)入人們?nèi)粘Ｉ?，其?yīng)用前景非常遼闊。GPS應(yīng)用，可能僅受人們想像力制約。第31頁(yè)194月14日，英國(guó)大型豪華客船泰坦尼克號(hào)在北大西洋北緯40°46′，西經(jīng)50°14′處與冰山相撞，于15日2時(shí)20分淹沒(méi)

，是死亡人數(shù)最多海難。泰坦尼克號(hào)于19建成，194月10日載客1316人、船員885人，自英國(guó)南安普敦始航至美國(guó)紐約，也是該船建成后首次遠(yuǎn)航。航行中于14日9時(shí)至18時(shí)20分之前屢次收到關(guān)于流冰與冰山無(wú)線(xiàn)電報(bào),因?yàn)閳?bào)務(wù)員忙于旅客電報(bào)，未向船長(zhǎng)匯報(bào),至22時(shí)大副匯報(bào)已進(jìn)