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第一節(jié) 全球定位系統(tǒng)的應用,一、全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)的工作過程圖 1.全球定位系統(tǒng)是利用衛(wèi)星網(wǎng)絡來獲得地面某點經(jīng)緯度和高程的系統(tǒng)。 2.GPS空間部分由分布在距地面20 200千米的6個軌道面上的24顆衛(wèi)星(其中3顆備用)組成。這些衛(wèi)星不間斷地發(fā)送各自與定位相關的參數(shù)和時間信息。 3.圖中A表示地面監(jiān)控系統(tǒng),主要用于監(jiān)測和控制衛(wèi)星上的各種設備是否正常工作,以及衛(wèi)星是否沿預定軌道運行。,,,,,,,,,4.圖中B表示用戶設備部分,即GPS接收機,用于接收衛(wèi)星信息,確定其所在點位的位置。 思考討論GPS導航定位獲取的三維信息是什么?它和通常所說的地理位置有什么區(qū)別? 提示:三維信息是指所在地的經(jīng)度、緯度和高程。我們所說的地理位置除經(jīng)緯度位置、海拔外,還指某地的海陸位置、經(jīng)濟地理位置等內容。,,,二、全球定位系統(tǒng)的應用 1.軍事領域:給航行中的軍艦、飛機及導彈提供定位和導航信息。 2.測量:與傳統(tǒng)的手工測量手段相比,具有測量精度高;操作簡便;便于攜帶;全天候操作;信息自動接收、存儲等優(yōu)勢。 3.交通:對車輛進行跟蹤、調度管理,節(jié)省成本。 4.救援:提高對火災、犯罪現(xiàn)場、交通事故的反應效率,在惡劣場所對失蹤人員有效搜尋、救援。,,,,,,,,,5.農業(yè):發(fā)達國家開展“精準農業(yè)耕作”,即利用GPS獲取農田信息。計算機分析處理數(shù)據(jù),決策出農田地塊的管理措施,精確施肥、噴藥。達到降低農業(yè)生產成本,降低環(huán)境污染的目的。漁民有了GPS,能準確測定魚群位置。 6.娛樂:出行、旅游、探險的好幫手。 思考討論試舉例說明GPS技術用于農業(yè)生產的不利影響。 提示:以漁業(yè)為例,漁民利用GPS有可能在短時間內獲得較大的捕魚量,但也會使?jié)O業(yè)資源枯竭,生態(tài)平衡遭到破壞,不利于漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。,,,,,,探究一,探究二,全球定位系統(tǒng)的組成和功能 主題活動 唐僧師徒往西天取經(jīng),跋山涉水整整一天,還是前不著村后不著店,眼看太陽就要落山了,唐僧欲派悟空前去打探附近有沒有寺廟,不料八戒拿出GPS手機,找到了最近、最安全的路線……,探究一,探究二,結合材料探究: (1)你知道什么是GPS嗎?它由哪幾部分組成? 提示:GPS是利用衛(wèi)星網(wǎng)絡來獲得地面某點經(jīng)緯度和高程的系統(tǒng)。它由空間部分、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶設備部分組成。 (2)GPS的特點是什么?主要有哪些功能? 提示:GPS具有全天時、全天候、高精度和自動測量的特點。主要功能有定位、導航、測量、顯示時間和速度等。,探究一,探究二,名師精講 全球定位系統(tǒng)的組成及各組成部分的作用 全球定位系統(tǒng)由3個相對獨立的部分組成,即空間部分、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶設備部分,能夠提供精確的三維坐標、速度和時間,如下圖所示。,探究一,探究二,探究一,探究二,典例剖析 【例題1】 讀全球定位系統(tǒng)的衛(wèi)星星座示意圖,完成下列各題。,探究一,探究二,(1)本圖顯示了全球定位系統(tǒng)中的( ) A.空間部分 B.地面監(jiān)控系統(tǒng) C.GPS信號接收機 D.用戶設備部分 (2)GPS衛(wèi)星的分布使得在地球的任何地方、任何時間都可以觀測到的衛(wèi)星數(shù)至少( ) A.4顆 B.3顆 C.6顆 D.2顆 (3)圖示系統(tǒng)的主要功能是( ) A.不間斷地發(fā)送各自與定位有關的參數(shù)和時間信息 B.監(jiān)測和控制GPS衛(wèi)星是否正常工作和運行 C.接收GPS衛(wèi)星發(fā)回的時間和位置信息 D.調整運動速度和航向,探究一,探究二,解析:第(1)題,圖示為全球定位系統(tǒng)的衛(wèi)星星座,這是其空間部分,此外還有地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶設備部分。第(2)題,GPS衛(wèi)星的分布是24顆衛(wèi)星分布在6個平面內,每個平面有4顆衛(wèi)星。第(3)題,衛(wèi)星星座的功能是不間斷地發(fā)送各自與定位有關的參數(shù)和時間信息。 答案:(1)A (2)A (3)A,探究一,探究二,全球定位系統(tǒng)的應用 主題活動 材料 GPS航海自主導航系統(tǒng),可以說給了船舶一雙“慧眼”。GPS自主導航系統(tǒng)適于遠洋導航、海岸導航、港口導航、內河導航、湖泊導航五種航路的任何一種,它基本上是一種單純的導航系統(tǒng),其主要特征是僅向用戶提供位置、航速、航向和時間信息,也可包括海圖航跡顯示,不需通信系統(tǒng),適應于任何海面、湖面和內河上航行的船舶,從大型遠洋貨輪到私人游艇。 結合材料探究: 從定位、導航、交通管理等方面談談GPS航海自主導航系統(tǒng)有哪些功能。 提示:一是向用戶提供船舶位置、航速、航向和時間信息,以及海圖航跡顯示等。二是港口管理和進港引導系統(tǒng),主要用于港口、碼頭的船舶高度整理,進港船舶引導,以確保航行安全和秩序。三是航路交通管理系統(tǒng),主要用于近海和內河船舶導航和管理。,探究一,探究二,名師精講 全球定位系統(tǒng)的應用,探究一,探究二,探究一,探究二,方法技巧思維導圖分析GPS的應用,探究一,探究二,典例剖析 【例題2】 “精準農業(yè)耕作”是當今世界農業(yè)發(fā)展的新潮流,是由信息技術支持的,根據(jù)空間變異,定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農事操作技術與管理。據(jù)此完成下列各題。 精準農業(yè)系統(tǒng),探究一,探究二,(1)“精準農業(yè)耕作”生產中主要是應用了GPS技術,該技術的主要特點是( ) A.成本高、費用高 B.全天候、高精度 C.受天氣影響大 D.操作要求高、實用效率低 (2)上題所述該技術在精準農業(yè)中的應用是( ) A.農田信息定位獲取 B.分析處理獲取的信息 C.管理措施決策 D.估算農業(yè)產量 解析: 精準農業(yè)耕作→需要精確獲取農田中各地點的信息→GPS具有準確定位的功能 答案:(1)B (2)A,探究一,探究二,拓展延伸全球定位系統(tǒng)的優(yōu)勢,閱讀對話,完成第1~3題。 在一次軍事演習中,曾經(jīng)有記者問一位飛行員:“你知道去轟炸哪個城市嗎?” 飛行員回答:“不知道?！?“那你怎么去轟炸呢?” “容易。上級給我一個坐標,我按計算機的指引,投下采用GPS導航的炸彈掉頭就走,跟我玩游戲機沒啥兩樣?！?1.炸彈上的GPS接收機接收到的信息至少需要 顆空間衛(wèi)星提供。( ) A.3 B.4 C.5 D.6 2.炸彈上的導航數(shù)據(jù)由 提供。( ) A.空間衛(wèi)星 B.主控站 C.監(jiān)控站 D.信息注入站 3.炸彈上的GPS接收機可獲得工作衛(wèi)星提供的( ) ①三維坐標 ②速度 ③時間 ④轟炸城市的位置 A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④,解析:第1題,為獲取炸彈的位置、速度和運動方向,至少需要4顆衛(wèi)星提供信息。第2題,GPS接收機捕獲的信號由GPS衛(wèi)星提供。第3題,GPS接收機可實時計算出炸彈的三維坐標、速度以及時間,但不能提供轟炸城市的位置。 答案:1.B 2.A 3.B,北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。據(jù)此完成第4~5題。 4.下列不屬于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用范疇的是( ) A.野外考察時用以空間定位 B.為行駛的汽車提供精確的速度、時間信息 C.為飛行中的民航客機提供三維坐標 D.為無線電移動手機用戶提供實時的通信服務 5.“北斗一號”在舟曲泥石流中起了重要作用,有關其作用的敘述不正確的是( ) A.救援部隊利用攜帶的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)回各種災情和救援信息 B.監(jiān)測救援部隊的位置信息 C.指揮人員以短報文格式發(fā)出監(jiān)控指令 D.可監(jiān)測房屋倒塌及道路損毀狀況,解析:第4題,我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的主要功能是區(qū)域性定位導航。第5題,房屋倒塌及道路損毀狀況監(jiān)測主要應用遙感技術?！氨倍芬惶枴笨蛇M行定位,另外還可以以短報文格式進行交流。 答案:4.D 5.D,6.閱讀材料,完成下列各題。 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,而且車門是敞開的,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,空中竟還有一架警用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。 (2)警察是如何追上竊賊的? 解析:在GSP系統(tǒng)中,各項數(shù)據(jù)的傳遞過程如下:監(jiān)測站獲取GPS數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)送至主控站→主控站控制、調度衛(wèi)星→注入站將主控站的改正參數(shù)等注入每顆衛(wèi)星。,答案:(1)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)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,再結合GIS系統(tǒng),確定最佳抓捕路徑并提供給地面警車和空中直升機駕駛員,實施抓捕。,