第一节全球定位系统的应用学案

第一节全球定位系统的应用学案学习目的：了解GPS原理了解GPS在各个部门中的应用重点与难点：GPS应用教学过程：地理信息技术是现代地理科学研究的主要技术手段之一，包括：GPS、RS、GIS，三者的结合即为数字地球。[问题]你对GPS了解多少？GPS定位原理是什么呢？[阅读]探索活动。实际上三颗卫星即可实现定位，但为了提高精度，减少误差，一般要求四颗，用于定位的四颗卫星即为定位星座。一、全球定位系统1、介绍：GPS，美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。目前的全球覆盖率为98%，它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。2、组成：（1）空间部分：使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。（2）地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和时钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次。（3）用户设备：GPS接收机。P78和P80图。二、GPS应用：1、特点：全天候、高精度（民用码：利用差分技术，可以得到小于5米的精度）、自动测量、实时性。2、功能：（1）定位：（2）导航：是一个技术门类的总称，它是引导飞机、船舶、以及个人安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地的一种手段。导航的基本功能是回答三个问题：我现在在哪里？我要去哪里？如何去？3、具体应用：定位与导航。[问题]你了解哪些应用？或者根据其定位与导航功能你能想到有哪些应用？军事：1999年科索沃战争中大量使用。后方司令部可通过全球定位系统，时刻掌握在前线的特种部队的位置。队员一旦面临危险，立刻派出救援部队，在空中待命的导弹输入数据，就可对敌方进行精度达10M的轰炸。测绘：有哪些优势？有哪些具体应用领域？交通：关键是导航救援：关键是定位农业：精准农业耕作：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？娱乐：案例研究：问题：反映了哪些用途？为什么能够粗准地飞行？巩固训练一、选择题1、最先进行全球定位系统研制的国家和时间是A、美国20世纪70年代初B、日本20世纪60年代初C、德国20世纪70年代初D、苏联20世纪60年代初2、全球定位系统的空间部分由分布在距地面20200千米的6个轨道面上的多少颗卫星组成A、3B、4C、12D、243、全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即A、空间部分、地面监控系统和用户设备部分B、空间部分、地面监控系统和地下设备部分C、空间部分、电视、电话系统和用户设备部分D、行星和卫星部分、地面监控系统和用户设备部分4、GPS的全称是A、地理信息系统B、文字处理系统C、全球定位系统D、地球卫星系统5、要想获得地面某点的经纬度和高程至少需要几颗卫星A、3B、4C、5D、66、全球定位系统使用的卫星轨道均为近圆型，运行的周期约为A、12小时B、24小时C、11时58分D、23时56分7、目前，GPS的主要功能是A、定位和导航B、定位和找矿C、天气预报D、地质测量8、研制GPS的最初目的是用于A、军事B、气象服务C、地质勘探D、海洋观察9、与传统的手工测量手段相比，GPS技术具有的特点是A、测量精度高，操作复杂B、仪器体积大，不便于携带C、全天候操作，信息自动接收、存储D、中间处理环节较多且复杂10、GPS技术对交通的主要作用有A、增加能源消费B、降低行车速度C、导航D、加快运车速度11、当前，发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，该农业生产被称为A、精准农业耕作B、粗放农业耕作C、密集农业耕作D、商品农业耕作12、GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手，其原因正确的是A、GPS接收机的小型化以及价格的降低B、GPS可以帮助人们降低旅游成本C、GPS可以增加人们的旅游距离D、GPS可使旅游者更具安全感二、综合题13、GPS由哪几部分组成？各有什么作用？。一、选择题1、A2、D3、A4、C5、A6、C7、A8、A9、C10、C11、A12、A二、综合题13、GPS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。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；地面监控系统主要用于监测和控制卫星上各种设备是否正常工作，以及卫星是否沿预定轨道运行；用户设备部分为GPS接收机。接收机如果接收到3颗卫星的信息，经数据处理就可以知道接收机所在点位的位置；如果接收到4颗或4颗以上卫星的信息，还可以计算并显示出处在运动状态中的接收机的运动速度。接收机还可以显示一些附加数据，如到航路终点的距离和航向。目前，民用GPS标准定位服务的定位精度约为20～30米。