第一节第一节全球定位系统的应用全球定位系统的应用一、全球定位系统全球定位系统的工作过程图1.全球定位系统是利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。2.GPS空间部分由分布在距地面20200千米的6个轨道面上的24颗卫星(其中3颗备用)组成。这些卫星不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息。3.图中A表示地面监控系统,主要用于监测和控制卫星上的各种设备是否正常工作,以及卫星是否沿预定轨道运行。4.图中B表示用户设备部分,即GPS接收机,用于接收卫星信息,确定其所在点位的位置。思考讨论GPS导航定位获取的三维信息是什么?它和通常所说的地理位置有什么区别?提示:三维信息是指所在地的经度、纬度和高程。我们所说的地理位置除经纬度位置、海拔外,还指某地的海陆位置、经济地理位置等内容。二、全球定位系统的应用1.军事领域:给航行中的军舰、飞机及导弹提供定位和导航信息。2.测量:与传统的手工测量手段相比,具有测量精度高;操作简便;便于携带;全天候操作;信息自动接收、存储等优势。3.交通:对车辆进行跟踪、调度管理,节省成本。4.救援:提高对火灾、犯罪现场、交通事故的反应效率,在恶劣场所对失踪人员有效搜寻、救援。5.农业:发达国家开展“精准农业耕作”,即利用GPS获取农田信息。计算机分析处理数据,决策出农田地块的管理措施,精确施肥、喷药。达到降低农业生产成本,降低环境污染的目的。渔民有了GPS,能准确测定鱼群位置。6.娱乐:出行、旅游、探险的好帮手。思考讨论试举例说明GPS技术用于农业生产的不利影响。提示:以渔业为例,渔民利用GPS有可能在短时间内获得较大的捕鱼量,但也会使渔业资源枯竭,生态平衡遭到破坏,不利于渔业的可持续发展。探究一探究二全球定位系全球定位系统的的组成和功能成和功能主题活动唐僧师徒往西天取经,跋山涉水整整一天,还是前不着村后不着店,眼看太阳就要落山了,唐僧欲派悟空前去打探附近有没有寺庙,不料八戒拿出GPS手机,找到了最近、最安全的路线探究一探究二结合材料探究:(1)你知道什么是GPS吗?它由哪几部分组成?提示:GPS是利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。它由空间部分、地面监控系统和用户设备部分组成。(2)GPS的特点是什么?主要有哪些功能?提示:GPS具有全天时、全天候、高精度和自动测量的特点。主要功能有定位、导航、测量、显示时间和速度等。探究一探究二名师精讲全球定位系统的组成及各组成部分的作用全球定位系统由3个相对独立的部分组成,即空间部分、地面监控系统和用户设备部分,能够提供精确的三维坐标、速度和时间,如下图所示。探究一探究二探究一探究二典例剖析【例题1】读全球定位系统的卫星星座示意图,完成下列各题。探究一探究二(1)本图显示了全球定位系统中的()A.空间部分B.地面监控系统C.GPS信号接收机 D.用户设备部分(2)GPS卫星的分布使得在地球的任何地方、任何时间都可以观测到的卫星数至少()A.4颗 B.3颗 C.6颗D.2颗(3)图示系统的主要功能是()A.不间断地发送各自与定位有关的参数和时间信息B.监测和控制GPS卫星是否正常工作和运行C.接收GPS卫星发回的时间和位置信息D.调整运动速度和航向探究一探究二解析:第(1)题,图示为全球定位系统的卫星星座,这是其空间部分,此外还有地面监控系统和用户设备部分。第(2)题,GPS卫星的分布是24颗卫星分布在6个平面内,每个平面有4颗卫星。第(3)题,卫星星座的功能是不间断地发送各自与定位有关的参数和时间信息。答案:(1)A(2)A(3)A探究一探究二全球定位系全球定位系统的的应用用主题活动材料GPS航海自主导航系统,可以说给了船舶一双“慧眼”。GPS自主导航系统适于远洋导航、海岸导航、港口导航、内河导航、湖泊导航五种航路的任何一种,它基本上是一种单纯的导航系统,其主要特征是仅向用户提供位置、航速、航向和时间信息,也可包括海图航迹显示,不需通信系统,适应于任何海面、湖面和内河上航行的船舶,从大型远洋货轮到私人游艇。结合材料探究:从定位、导航、交通管理等方面谈谈GPS航海自主导航系统有哪些功能。提示:一是向用户提供船舶位置、航速、航向和时间信息,以及海图航迹显示等。二是港口管理和进港引导系统,主要用于港口、码头的船舶高度整理,进港船舶引导,以确保航行安全和秩序。三是航路交通管理系统,主要用于近海和内河船舶导航和管理。探究一探究二名师精讲全球定位系统的应用探究一探究二探究一探究二方法技巧思维导图分析GPS的应用 探究一探究二典例剖析【例题2】“精准农业耕作”是当今世界农业发展的新潮流,是由信息技术支持的,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技术与管理。据此完成下列各题。精准农业系统探究一探究二(1)“精准农业耕作”生产中主要是应用了GPS技术,该技术的主要特点是()A.成本高、费用高B.全天候、高精度C.受天气影响大D.操作要求高、实用效率低(2)上题所述该技术在精准农业中的应用是()A.农田信息定位获取B.分析处理获取的信息C.管理措施决策D.估算农业产量解析:精准农业耕作需要精确获取农田中各地点的信息GPS具有准确定位的功能答案:(1)B(2)A探究一探究二拓展延伸全球定位系统的优势 阅读对话,完成第13题。在一次军事演习中,曾经有记者问一位飞行员:“你知道去轰炸哪个城市吗?”飞行员回答:“不知道。”“那你怎么去轰炸呢?”“容易。上级给我一个坐标,我按计算机的指引,投下采用GPS导航的炸弹掉头就走,跟我玩游戏机没啥两样。”1.炸弹上的GPS接收机接收到的信息至少需要颗空间卫星提供。()A.3B.4C.5D.62.炸弹上的导航数据由提供。()A.空间卫星 B.主控站C.监控站D.信息注入站3.炸弹上的GPS接收机可获得工作卫星提供的()三维坐标速度时间轰炸城市的位置A.B.C.D.解析:第1题,为获取炸弹的位置、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,GPS接收机可实时计算出炸弹的三维坐标、速度以及时间,但不能提供轰炸城市的位置。答案:1.B2.A3.B北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。据此完成第45题。4.下列不属于北斗卫星导航系统应用范畴的是()A.野外考察时用以空间定位B.为行驶的汽车提供精确的速度、时间信息C.为飞行中的民航客机提供三维坐标D.为无线电移动手机用户提供实时的通信服务5.“北斗一号”在舟曲泥石流中起了重要作用,有关其作用的叙述不正确的是()A.救援部队利用携带的北斗卫星导航系统发回各种灾情和救援信息B.监测救援部队的位置信息C.指挥人员以短报文格式发出监控指令D.可监测房屋倒塌及道路损毁状况解析:第4题,我国北斗卫星导航系统的主要功能是区域性定位导航。第5题,房屋倒塌及道路损毁状况监测主要应用遥感技术。“北斗一号”可进行定位,另外还可以以短报文格式进行交流。答案:4.D5.D6.阅读材料,完成下列各题。挪威首都奥斯陆曾发生过一起救护车失窃事件。当时窃贼在奥斯陆市中心发现一辆救护车上空无一人,而且车门是敞开的,于是蹿上汽车扬长而去。没想到,他还没开多远就听见身后的警笛声越来越响,再抬头一看,空中竟还有一架警用直升机在他头顶盘旋。原来,这辆救护车上安装了GPS设备。(1)请描述警察抓捕盗车贼的信息在GPS系统中各组成部分间的传递过程。(2)警察是如何追上窃贼的?解析:在GSP系统中,各项数据的传递过程如下:监测站获取GPS数据,并将数据送至主控站主控站控制、调度卫星注入站将主控站的改正参数等注入每颗卫星。答案:(1)被盗救护车上的GPS将其三维坐标、运动速度和方向提供给空间星座,空间星座将信息传递给监测站,监测站将数据传递给主控站,主控站将数据传递给警方的GPS。(2)当救护车司机发现车辆被盗时,立即报警;警方启动GPS监控系统和该市的电子地图,确定被盗车辆的位置、速度以及航向等信息,再结合GIS系统,确定最佳抓捕路径并提供给地面警车和空中直升机驾驶员,实施抓捕。