高二地理三學案：第三章第三節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應用含解析

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第三節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應用[學習目標]1.了解全球定位系統(tǒng)(GPS）的概念、基本組成和工作過程。2。能運用實例,說明GPS的主要應用領域。3。了解GPS接收機的主要種類和用途。一、全球定位系統(tǒng)1．概念：簡稱GPS，是具有在海、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：21顆工作衛(wèi)星、3顆備用衛(wèi)星.（2）地面監(jiān)控系統(tǒng):1個主控站、3個注入站、5個監(jiān)控站。（3）用戶系統(tǒng):GPS接收機包括接收機硬件、GPS數(shù)據(jù)處理軟件等用戶設備。3．GPS接收機(1)功能：用于接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號。(2)種類eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(導航型接收機,測地型接收機,授時接收機））二、全球定位系統(tǒng)與定位導航1．特點:全天候、高精度、自動測量.2．主要功能：定位和導航。3．應用：最初用于軍事，目前已擴展到以下領域：（1)交通、郵電、地礦、建筑、農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業(yè)。（2)監(jiān)測地殼的微小移動，幫助預報地震。（3)與GIS、RS結合，為資源調(diào)查、工程管理、精細農(nóng)業(yè)服務等。教材P96圖3－44GPS空間星座閱讀時可結合下列問題進行：(1）GPS空間衛(wèi)星分布在幾個軌道上？每相鄰兩個軌道間的夾角是多少?每個軌道有幾顆GPS衛(wèi)星？（660°4）(2）在GPS系統(tǒng)中，共有多少顆GPS衛(wèi)星？它們都是工作衛(wèi)星嗎？（24不是，有3顆是備用衛(wèi)星）(3）要確定某點的三維信息至少需要幾顆GPS衛(wèi)星提供信號？(4)主題一全球定位系統(tǒng)春節(jié)前夕的最后一次航天發(fā)射，以北斗三號“一箭雙星”的完美入軌告終.這是北斗三號的第五和第六顆衛(wèi)星,也是整個北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的第二十八和第二十九顆衛(wèi)星。2018年，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程迎來了高密度發(fā)射的組網(wǎng)年。按照計劃，今年長三甲系列運載火箭將通過10次飛行，將18顆北斗導航衛(wèi)星送入軌道。（1）我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)最基本的功能是什么？試答：定位和導航.（2）如何確定地物的精準位置?試答：確定地物的經(jīng)度位置、緯度位置和海拔即可。全球定位系統(tǒng)的功能、工作過程、用途及特點GPS接收機界面解讀一般在GPS接收機上能讀出以下幾項信息,以右圖為例：（1）經(jīng)緯度位置：如圖所示，GPS接收機所在的經(jīng)緯度位置是(39°58′27.9″N，116°18′50.2″E)。（2）高度：如上圖所示，GPS接收機所在的高度是H＝109m±5。7m，即為103.3m~114。7m。(3)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，圖片表示當前能搜索到第02、07、08、11、20、27、28、31號八顆衛(wèi)星.衛(wèi)星號是衛(wèi)星發(fā)射時的序號，最大序號已經(jīng)大于24.(4)信號強弱：數(shù)字表示被接收到信號的衛(wèi)星編號，黑色柱的長短表示信號強弱。圖片表示接收到第02、07、08、11、20、27、28、31號八顆衛(wèi)星的信號，其中第02號和第20號衛(wèi)星的信號比較弱。1．思考領悟（1)三維坐標就是我們平時所說的地理位置嗎？提示:我們平常所說的地理位置包括多種類別，如海陸位置、經(jīng)緯度位置、經(jīng)濟地理位置等，其中經(jīng)緯度位置僅是二維坐標，而三維坐標是由經(jīng)度、緯度和海拔組成的。(2)在GPS汽車導航系統(tǒng)中，信息在汽車、衛(wèi)星和服務中心之間是怎樣傳遞的？提示:在GPS汽車導航系統(tǒng)中,汽車中的GPS用戶設備接收了GPS衛(wèi)星信息;解算出本車的位置、速度等信息,并通過無線電信號傳遞至服務中心，服務中心再根據(jù)汽車所在位置，及時通過語音提示為汽車導航.2．題組實踐GPS最初是為軍事應用而建立的，至今仍然由美國國防部控制。下圖是裝備了軍用GPS接收機的美國駐伊士兵圖。結合所學知識完成(1）～（3）題.（1）獲取GPS觀測數(shù)據(jù)的是(C）A．空間衛(wèi)星 B．主控站C．監(jiān)控站 D．信息注入站解析：監(jiān)控站的功能是獲取GPS衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)并傳給主控站.（2）配備GPS接收機的美國士兵隨時都可獲得工作衛(wèi)星提供的（B)①三維位置②三維方向③運動速度和時間④伊軍士兵位置A．①②④ B．①②③C．②③④ D．①③④解析：美國士兵可獲得工作衛(wèi)星提供的自身所在地點的三維位置、三維方向、運動速度、時間信息，而不是伊軍士兵的位置。（3）配備GPS接收機的美國士兵，獲取信息的過程是(A)①工作衛(wèi)星獲取信息②監(jiān)控站③主控站計算和改正參數(shù)④信息注入站⑤空間衛(wèi)星⑥GPS機接收信息A．①—②—③—④—⑤—⑥B．②—③—④—⑤-⑥—①C．③—④—⑤—⑥—①—②D．④—⑤—⑥-①—②—③解析:GPS的工作過程，首先是工作衛(wèi)星獲取信息,然后傳給監(jiān)控站再由監(jiān)控站傳給主控站，經(jīng)計算和改正參數(shù)后由注入站注入空間衛(wèi)星就可傳給用戶，用戶用GPS接收機接收信息。主題二全球定位系統(tǒng)與定位導航挪威首都奧斯陸曾發(fā)生過一起救護車失竊事件。當時竊賊在奧斯陸市中心發(fā)現(xiàn)一輛救護車上空無一人，而且車門敞開，于是躥上汽車揚長而去.沒想到，他還沒開多遠就聽見身后的警笛聲越來越響，再抬頭一看，空中竟然還有一架警察直升機在他頭頂盤旋.原來，這輛救護車上安裝了GPS設備。（1）請描述出警察抓捕盜車賊的信息在GPS系統(tǒng)中各組成部分間的傳遞過程.試答：被盜救護車上的GPS將其三維坐標、運動速度和方向提供給空間星座，空間星座將信息傳遞給監(jiān)測站，監(jiān)測站將數(shù)據(jù)傳遞給主控站，主控站將數(shù)據(jù)傳遞給警方的GPS。（2)警察是如何追上竊賊的？試答:當救護車司機發(fā)現(xiàn)車輛被盜時，立即報警；警方啟動GPS監(jiān)控系統(tǒng)和該市的電子地圖，確定被盜車輛的位置、速度以及航向等信息，傳遞給警方，警方結合GIS系統(tǒng)，確定最佳抓捕路徑并提供給地面警車和直升機駕駛員實施抓捕.全球定位系統(tǒng)的應用“3S”技術的選取方法技術手段應用過程實質RS收集信息的感知手段“看”一面GIS分析、對比、計算數(shù)據(jù)源“想、算”一面GPS定位、導航定“點”(單個、多個)在做從“3S”技術中選取適當手段之類的題目時，看其工作對象是“點”還是“面”,是“點"則選用GPS，如導航、珠峰高度測量等,如果是“面”則需看突出監(jiān)測方面還是需處理計算才能得出結果，如果監(jiān)測森林火災則應選用RS，要在某城市規(guī)劃大型商業(yè)中心應選用GIS。1．思考領悟（1)如何利用GPS來提高物流企業(yè)的工作效率與質量?提示：首先建立物流GPS網(wǎng)絡平臺，當貨主交付貨物后，將GPS設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)絡查詢密碼。這樣當貨物裝進運輸車輛后，貨主和物流公司都可以隨時隨地通過網(wǎng)絡按貨單號和密碼查詢貨物當前的運輸位置，從而提高了物流企業(yè)的工作效率和質量。(2)車輛運行中出現(xiàn)緊急情況后，監(jiān)控中心可以獲取哪些信息？提示：車輛出現(xiàn)緊急情況后,司機啟動車載GPS報警裝置，監(jiān)控中心可顯示出車輛情況、出事地點、車輛人員等信息。2．題組實踐下圖示意某軟件的主界面，該軟件能夠為用戶提供公交車實時位置和實時路況信息。據(jù)此回答(1)～(2)題。（1）圖示軟件中公交車實時位置的確定主要利用的地理信息技術是(C）A．地理信息系統(tǒng) B．遙感C．全球定位系統(tǒng) D．因特網(wǎng)解析：用戶通過軟件確定公交車的實時位置，主要利用了GPS的定位功能，C項正確。（2)下列關于上述地理信息技術的用途，說法不正確的是(D）A．對失事飛機進行及時救援B．飛機飛行表演時保持間距C．地質勘探者回顧考察線路D．游客規(guī)劃旅游線路解析:GPS可以確定失事飛機的位置,縮小搜索范圍,及時提供救援，A項說法正確;在表演飛機上安裝GPS,飛機在高速飛行表演中能夠更好地保持間距，避免撞機，B項說法正確；GPS可以記錄一段時間的行進線路，地質勘探者可及時回顧考察線路，C項說法正確；旅游線路的規(guī)劃需要借助GIS,而不是GPS，D項說法錯誤。全球定位系統(tǒng)（GPS)是利用衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)實時進行導航、定位的系統(tǒng).據(jù)此完成1~2題。1．GPS與地圖最基本的差異是(B）A．空間模型 B．數(shù)據(jù)模型C．閱讀速度 D．空間分析能力解析:GPS是一種數(shù)據(jù)模型。2．通常確定地球上任何一點的地理位置應該具備以下三個數(shù)據(jù)(B）A．經(jīng)度、距離、海拔B．經(jīng)度、緯度、海拔C．緯度、相對高度、距離D．到兩極、赤道的距離和等高線解析：每一個地點都是一個三維空間，即包括經(jīng)度、緯度和海拔。物流公司是經(jīng)營貨物流通與運輸?shù)钠髽I(yè).在承運貨物中，物流公司建立物流GPS網(wǎng)絡平臺，當貨主交付貨物后，物流公司將GPS設備與貨物捆綁運輸，并提供給貨主提貨單和GPS網(wǎng)絡查詢密碼.據(jù)此完成3~4題。3．當貨物裝到運輸車輛后，貨主和物流公司都可以隨時隨地通過GPS網(wǎng)絡按貨單號和密碼查詢（C）A．物流公司的地理位置B．貨物所在地的天氣C．貨物當前的運輸位置D．貨主所在的地理坐標解析:貨主和物流公司可以隨時隨地通過GPS網(wǎng)絡按貨單號和密碼查詢貨物當前的運輸位置。4．駕駛員利用車載GPS設備（B)A．上因特網(wǎng)瀏覽信息 B．制定運輸路線C．接收天氣預報 D．了解貨運行情解析：駕駛員利用車載GPS設備，輸入貨物運輸?shù)钠鹬裹c，可以制定運輸路線。5．閱讀GPS系統(tǒng)工作流程圖，回答問題。(1)圖中甲、乙分別代表:甲地面監(jiān)控系統(tǒng),乙GPS接收機。(2）GPS衛(wèi)星星座中有21顆工作衛(wèi)星，要想獲得準確的三維信息，需要4顆定位衛(wèi)星提供數(shù)據(jù)。(3）如果你要進行一次探險活動，需要導航型接收機,該型接收機按具體用途還有哪幾種？(4)如果某人自駕游時出現(xiàn)緊急情