2020-2021學(xué)年高二地理湘教版必修三學(xué)案：第三章第三節(jié)　全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用 Word版含解析

1、第三節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo) 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(yīng)用領(lǐng)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(dǎo)航與定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)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(shè)備。3gps接收機(1)功能：用于接收gps衛(wèi)星發(fā)射的信號。(2)種類二、全球定位系統(tǒng)與定位導(dǎo)航1特點：全天候、高精度、自動測量。2

2、主要功能：定位和導(dǎo)航。3應(yīng)用：最初用于軍事，目前已擴展到以下領(lǐng)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(yù)報地震。(3)與gis、rs結(jié)合，為資源調(diào)查、工程管理、精細農(nóng)業(yè)服務(wù)等。教材p96圖344gps空間星座閱讀時可結(jié)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

3、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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)航衛(wèi)星送入軌道。(1)我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最基本的功能是什么？試答：定位和導(dǎo)航。(2)如何確定地物的精準(zhǔn)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(3

4、9°5827.9n,116°1850.2e)。(2)高度：如上圖所示，gps接收機所在的高度是h109 m±5.7 m，即為103.3 m114.7 m。(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(dāng)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

5、、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(lǐng)悟(1)三維坐標(biāo)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(biāo)，而三維坐標(biāo)是由經(jīng)度、緯度和海拔組成的。(2)在gps汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中，信息在汽車、衛(wèi)星和服務(wù)中心之間是怎樣傳遞的？提示：在gps汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中，汽車中的gps用戶設(shè)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(wù)中心，服務(wù)中心再根據(jù)汽車所在位置，及時通過語音提示為汽車導(dǎo)航。2題組實踐gps最初是為軍事應(yīng)用而建立的，至今仍然

6、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(jié)合所學(xué)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)三維位置 三維方向運動速度和時間 伊軍士兵位置a bc d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)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機接收信息

7、abcd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(dǎo)航挪威首都奧斯陸曾發(fā)生過一起救護車失竊事件。當(dāng)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(shè)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(biāo)、運動速度和方向提供給空間星

8、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(dāng)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(jié)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(yīng)用“3s”技術(shù)的選取方法技術(shù)手段應(yīng)用過程實質(zhì)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(dǎo)航定“點”(單個、多個)在做從“3s”技術(shù)中選取適當(dāng)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

9、，如導(dǎo)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(jié)果，如果監(jiān)測森林火災(zāi)則應(yīng)選用rs，要在某城市規(guī)劃大型商業(yè)中心應(yīng)選用gis。1思考領(lǐng)悟(1)如何利用gps來提高物流企業(yè)的工作效率與質(zhì)量？提示：首先建立物流gps網(wǎng)絡(luò)平臺，當(dāng)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。這樣當(dāng)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(luò)按貨單號和密碼查詢貨物當(dāng)前的運輸位置，從而提高了物流企業(yè)的工作效率和質(zhì)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

10、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(shù)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(guān)于上述地理信息技術(shù)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(zhì)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

11、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(zhì)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(dǎo)航、定位的系統(tǒng)。據(jù)此完成12題。1gps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(yīng)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

12、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(luò)平臺，當(dāng)貨主交付貨物后，物流公司將gps設(shè)備與貨物捆綁運輸，并提供給貨主提貨單和gps網(wǎng)絡(luò)查詢密碼。據(jù)此完成34題。3當(dāng)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(luò)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(dāng)前的運輸位置d貨主所在的地理坐標(biāo)解析：貨主和物流公司可以隨時隨地通過gps網(wǎng)絡(luò)按貨單號和密碼查詢貨物當(dāng)前的運輸位置。4駕駛員利用車載gps設(shè)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(yù)報 d了解貨運行情解析：駕駛員利用車載gps設(shè)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(zhǔn)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(dǎo)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)緊急情況，監(jiān)控中心可通過車載g