2019-2020学年高中地理 第3章 地理信息技术的应用 第1节 全球定位系统的应用学案 中图版必

-1-第一节全球定位系统的应用学习目标：1.结合教材相关内容，了解全球定位系统的基本工作原理和组成。(难点)2.联系生活中的实例，说明全球定位系统在定位导航中的作用。(重点)1．全球定位系统(1)概念：利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。(2)组成系统结构组成功能空间部分21颗工作卫星，3颗备用卫星，共同运行于6个轨道面上不间断地向地面监控系统发送各自与定位相关的参数和时间信息地面监控系统1个主控站，3个注入站，5个监控站监测和控制卫星上的各种设备的工作及卫星的运行用户设备部分GPS接收机显示接收机的经度、纬度、高程和速度等信息[特别提醒]三维信息是指所在地的经度、纬度和高程，通常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。2．全球定位系统的应用(1)GPS的特点全天候、高精度、自动测量。(2)GPS的主要功能定位和导航。(3)GPS的应用①军事：GPS最初建立的目的是为军事应用。②测量：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。-2-③交通：④救援：GPS可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣。⑤农业：GPS引入农业生产后产生了“精准农业耕作”。⑥娱乐：GPS走入了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手。(1)GPS可获得地球上任何地点的经纬度和高程。()(2)GPS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。()(3)GPS接收机要显示所在点的运动速度需要3颗卫星参与。()(4)旅游时携带GPS接收机可防止迷路。()(5)GPS确定地球上任何一点的地理位置应该具备以下三个数据()A．经度、距离、海拔B．经度、纬度、海拔C．纬度、相对高度、距离D．到两极、赤道的距离和等高线提示：(1)×GPS只能获得地球表面上某地的经纬度和高程。(2)√GPS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。(3)×GPS接收机要显示所在点的运动速度至少需要4颗卫星参与。(4)√GPS可帮助旅游者选取最优旅游线路和目的地且避免迷路。(5)B全球定位系统的组成及工作原理材料2018年10月15日12点23分，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”的方式成功发射第39、40颗北斗导航卫星，年底将建成基本系统为“一带一路”相关国家提供服务。北斗卫星导航系统(BDS)是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。是继美国全球卫星定位系统和俄罗斯全球卫星导航系统之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务．并具短报文通信能力。-3-问题1(综合思维)什么是全球卫星定位系统？它由哪几部分组成？提示：全球定位系统(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三部分组成。问题2(综合思维)北斗卫星导航系统的工作原理与全球卫星定位系统是否相同？其原理是什么？提示：相同。工作卫星不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算，得出接收机所在点位的三维位置、运动速度和时间等信息。[归纳总结]1．全球定位系统的组成及其关系2．GPS的基本工作原理工作卫星不间断地发送自己的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算，求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。具体如下图所示：1．GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，它们均匀分布在6个轨道平面上。全球的任何地点、任何时间都可观测到4颗以上的GPS卫星。下图为全球定位系统的卫星星座示意图。读图，完成(1)～(2)题。(1)图中显示了全球定位系统中的()-4-A．空间部分B．地面监控系统C．GPS接收机D．用户设备部分(2)图示系统的主要功能是()A．不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息B．监测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．调整运行速度和航向(1)A(2)A[第(1)题，读图可以看出，此图是GPS卫星星座，应为GPS的空间部分。第(2)题，GPS的空间部分，即GPS卫星星座的主要功能是不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息。B、D两项为地面监控系统的功能；C项为GPS接收机的功能。]全球定位系统的应用材料一2017年9月20日，摩拜单车登陆了美国首都华盛顿，正式开辟了北美市场。这也是摩拜进入全球第8个国家。摩拜单车利用创新的卫星定位和物联网技术精准地掌握每一辆单车的位置和状态生成的出行大数据，为用户提供了更好服务的同时也为城市规划部门、本地商家和其他机构创造价值。材料二GPS具有较强的防盗功能，当汽车在运行过程中遭遇劫匪时，司机只需按下报警开关，应急中心将会及时处于出警状态，同时司机还可以通过手机对车辆进行断油断电处理，迫使劫犯放弃抢劫计划，保证了人身及财产的安全。问题1(综合思维)摩拜单车是如何精确掌握每一辆车的位置及状态的？提示：每辆单车上都装有GPS系统，这样就可以随时了解每辆单车所处的位置、速度。问题2(综合思维)GPS较强的防盗功能是如何体现的？提示：当汽车装载GPS系统时，应急中心就能随时了解汽车的具体位置，便于应急追踪处置。同时司机也可对汽车遥控，控制汽车的开关。问题3(地理实践力)以上材料主要反映了GPS的什么功能？提示：定位和导航。[归纳总结]1．GPS技术的特点优势含义全能性不管是陆地上，还是海洋上，都可以依靠GPS进行定位导航；不管是航空活动还是航天活动(低轨航天器)，都可以使用GPS进行定位导航全球性GPS所服务和覆盖的空间范围，遍及地球上的每一个角落全天候不管是在什么样的气象、气候条件下，都能提供服务-5-连续性GPS能够连续不断地提供定位导航服务实时性GPS提供的信息是瞬时的、同步的，不是历史上的、过去的信息2.全球定位系统的应用领域GPS技术因其具有全天候、高精度、自动测量的特点，被广泛应用于多个领域，目前，GPS的主要功能是定位和导航。具体如下所示。2．印度洋海啸发生时，36名英国游客被困在斯里兰卡南部海滨的希克杜沃海滩，其中一名游客用手机发出求救信号，使救援人员成功找到他们。据此回答(1)～(2)题。(1)该游客的手机具有的特殊功能是()A．彩信B．GPS定位C．求救D．拍照(2)在救援中利用GPS技术可以帮助救援人员()-6-①快速确定位置②快速赶到并实施救援③减少生命财产损失④消除灾害影响A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④(1)B(2)A[本题组考查全球定位系统的应用。第(1)题，救援人员根据求救信号成功找到求救者是借助手机的GPS定位功能。第(2)题，利用GPS技术能帮助救援人员迅速确定求救者的位置，快速赶到并实施救援，从而减少生命财产损失。]GPS手持机示意图的判读1．GPS手持机的使用方法(1)首先熟悉并学会使用GPS功能键。各功能键如上图所示，定位时，选择室外无障碍物的地点，以确保能够同时接收到的卫星数量不低于4颗。(2)按【开机键】以后，便显示(收星)界面，如图所示。(3)收到卫星信号后，将显示屏中的界面切换至(数据查询)界面，如图所示，即可了解相关内容。2．析卫星搜索到的卫星：卫星分布图描绘了GPS接收机所处位置(圆心)仰望天空能搜索到的卫星，大圆表示地平线，小圆为抬头以45°角仰望天空的范围，越靠近圆心，卫星信号越强。3．析信号-7-信号强弱：数字表示被接收到信号的卫星编号，在显示屏下部的黑框条图中，黑条越高，表示接收到的卫星信号越强，如果没有框条，则表示还未收到卫星信号。4．析位置(1)经纬度位置：如图所示，GPS接收机所在地的经纬度位置是(32°03′23.2″N，118°45′54.6″E)。(2)高度：如图所示，GPS接收机所在地的高度是17m。目前，许多休闲俱乐部围绕GPS功能相继推出“穿越”“寻宝”“野外拓展”等都市游戏，丰富了人们的周末生活，提高了人们的生活品位，深受户外运动爱好者的欢迎。据此完成(1)～(2)题。(1)这些户外运动爱好者手中的GPS接收机的硬件由________组成①天线单元②接收单元③主控站④监控站A．①②B．③④C．②③D．①③(2)若某户外运动爱好者手中的GPS接收机界面如图所示，则其位于()A．江汉平原B．江淮平原C．华北平原D．江南丘陵(1)A(2)B[第(1)题，GPS接收机的硬件由天线单元、接收单元组成，主控站和监控站属于GPS地面控制系统的组成部分。第(2)题，图中信息表明，该地大约位于(32°N，118°E)，应为江淮平原。](教师独具)-8-题组1全球定位系统的组成及工作原理读车载GPS导航监控原理示意图，完成1～2题。1．图中M表示()A．制作GPS接收机B．分析交通状况C．生成电子地图D．计算三维坐标2．车载GPS通过公共电信网络传给交通监控中心的信息是()A．车载GPS所在道路的拥堵状况B．车载GPS所在地的地理坐标C．车载GPS所在车辆的违章信息D．车载GPS规划的导航路线1．C2.B[第(1)题，M表示地理信息系统的生成过程：由纸质地图进行数字化处理，并经过相应的信息处理，生成电子地图。第(2)题，交通监控中心监控车辆的行驶状况，主要通过随时掌握车载GPS所在的地理坐标。]国新办2017年12月27日举行新闻发布会，介绍北斗系统开通五周年有关情况。中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统发言人冉承其在会上指出，中国北斗和美国GPS系统在国际电联的框架下已经全面实现了兼容。据此回答3～4题。3．GPS最初是为军队应用而建立的，需要美国士兵配备的GPS接收机接收到信号的空间卫星至少()A．3颗B．4颗C．5颗D．6颗4．我国北斗卫星导航系统除能够提供精准的定位和导航外，还能够提供的服务有()①授时②测速③农作物长势监测④气温异常监测A．①②B．③④C．①④D．②③-9-3．B4.A[第3题，在用GPS导航定位时，要想获得准确的三维信息(经度、纬度和高程)，必须接收到4颗GPS卫星的信号。第4题，我国北斗卫星导航系统除能够提供精准的定位和导航外，还能够进行授时和测速。农作物长势监测应用的是遥感技术，气温异常监测应用的是气象卫星。]题组2全球定位系统的应用智能手机一般具备拍照、网页浏览、地图查询、定位导航等功能。下图是某智能手机的GPS功能显示图。读图，完成5～6题。5．手机GPS功能的出现，说明()A．GPS技术已成为人们日常生活的必备工具B．GPS技术可以扩大人们的出行范围C．随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快D．有手机信号就能进行GPS定位导航6．手机GPS能够实现的功能有()①网络实时监视②所处位置获取③失窃汽车查找④行车路线追踪A．①②B．③④C．①③D．②④5．C6.D[第5题，手机GPS功能的出现，说明随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快。第6题，GPS的主要功能是定位和导航，手机GPS可以获取所处的位置，可以进行行车路线追踪。](教师用书独具)教材P74探索1．在一个平面直角坐标系上，确定A点的位置，需要知道两个值。2．在一个空间三维坐标系上，确定B点的位置，需要知道三个值。3．要精确知道一个人在地球上的位置，至少需要知道三个值：经度、纬度和高程(海拔)，需要3颗卫星定位。如果是一个人(或一辆车、一艘轮船)在地表上运动，那么精确了解其位置至少需要4颗卫星，可确定经度、纬度、高程和运动速度等。教材P80思考这个案例反映了GPS主要发挥了两方面的作用：一是保证飞机编队的队形始终如一；二是保证飞机在规定的时间准时通过天安门广场。GPS为飞机编队提供定位与导航作用。在其他领域的应用表现为①军事：定位、导航及跟踪；②测量：测量精度高、操作简便；-10-③交通：车辆跟踪、调度管理，合理分配；④救援：根据GPS进行定位；⑤农业：精准农业耕作；⑥娱乐：出门、旅游、探险的好帮手。教材P80复习题1．GPS由三部分组成。空间部分由分布在距地面20200千米的6个轨道面上的24颗卫星组成，这些卫星不间断地发