地理課件：3.3 《全球定位系統(tǒng)及其應用》（湘教版必修3）

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歡迎進入地理課堂 第三節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應用 預習新起點 知能新整合 學點一 典例分析 對應訓練 學點二 典例分析 對應訓練 合作討論 全球定位系統(tǒng)及其應用 一 全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng) 概念 全球定位系統(tǒng) 簡稱 是具有在海 陸 空進行全方位 實時 導航與定位功能的新一代 與定位系統(tǒng) GPS 三維 衛(wèi)星導航 特點 全球性 工作定位精度高功能多 應用廣 全天候 組成 空間星座 24顆衛(wèi)星 空間星座 由 顆工作衛(wèi)星 顆備用衛(wèi)星組成定位星座 在用GPS導航定位時 必須觀測到 顆GPS衛(wèi)星的信號 這 顆衛(wèi)星稱為定位星座 4 4 21 3 授時接收機 利用GPS衛(wèi)星提供的 時間標準進行授時 全球定位系統(tǒng) 組成 地面控制 系統(tǒng)5個監(jiān)控站1個主控站 收集各監(jiān)控站對GPS衛(wèi)星的 觀測數(shù)據(jù)3個注入站 在每顆衛(wèi)星運行至上空時 將導航數(shù)據(jù)及主控站的指令注入衛(wèi)星 全部 用戶系統(tǒng) 接收設備 導航型接收機 車載型航海型航空型星載型 測地型接收機 精密大地測量精密工程測量 高精度 二 全球定位系統(tǒng)與定位導航 應用 交通 郵電 地礦 建筑 農(nóng)業(yè) 氣象 土地管理 金融 公安 監(jiān)測地殼的微小移動 幫助預報地震 與GIS RS結合 為資源調(diào)查 工程管理 精細農(nóng)業(yè)服務等 全球定位系統(tǒng)與定位導航 目的 軍事目的 定位精度 靜態(tài)導航定位 厘米級甚至 精度動態(tài)定位 能達到 的精度速度測量 能達到 級精度時間測量 毫微秒級精度 毫米級 1米以內(nèi) 厘米 返回目錄 學點一全球定位系統(tǒng) 1 全球定位系統(tǒng)的概念全球定位系統(tǒng) Globalpositioningsystem 簡稱GPS 是具有在海 陸 空進行全方位 實時三維導航與定位功能的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng) 2 全球定位系統(tǒng)的組成全球定位系統(tǒng)由三個部分組成 各部分的空間位置 組成及分布如下表 空間星座 空間 由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成 24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi) 高度約2萬千米 在全球的任何地方 任何時間都可以監(jiān)測到4顆以上的衛(wèi)星 提供在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰?地面控制系統(tǒng) 地面 包括5個監(jiān)控站 1個主控站和3個注入站 主控站和注入站都位于監(jiān)控站里 對衛(wèi)星的各種設備的工作以及衛(wèi)星運行軌道進行監(jiān)測與調(diào)控 用戶系統(tǒng) 用戶 接收機硬件 GPS數(shù)據(jù)處理軟件 接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號 實時地計算出三維坐標 速度以及時間 3 GPS接收機的類型根據(jù)用途分類 GPS接收機分為導航型接收機 測地型接收機和授時接收機 用于運動載體的導航 分為車載型 航海型 航空型和星載型 實時給出載體的位置和速度 價格便宜 應用廣泛 用于精密大地測量和精密工程測量 定位精度高 儀器結構復雜 價格較貴 多用于天文臺及無線電通訊 利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時間標準進行授時 4 全球定位系統(tǒng)的特點 全球性 全能性 陸地 海洋 航空 航天 全天候 連續(xù)性 實時性 返回目錄 典例分析 例1 讀圖3 3 1 回答下列問題 1 圖示部分是GPS的 部分 由 顆衛(wèi)星組成 2 圖示衛(wèi)星中有 顆工作衛(wèi)星 顆備用衛(wèi)星 3 圖示衛(wèi)星中有 個衛(wèi)星軌道 軌道半徑是 千米 每個軌道上有 顆衛(wèi)星 對于地平面上的觀測者來說 最少可見到 顆衛(wèi)星 4 運用數(shù)學原理 要計算出地面靜止物體的位置 至少根據(jù) 顆衛(wèi)星提供的資料 如圖3 3 2 有四顆衛(wèi)星提供資料 除了可進一步提高定位精度外 還可以迅速計算出運動物體的 24 空間 3 21 運行方向 6 26560 4 4 3 空間位置 運行速度 解析 本題主要考查GPS衛(wèi)星星座的組成 分布及衛(wèi)星定位的原理 返回目錄 對應訓練 下列關于全球定位系統(tǒng)的敘述中 不正確的是 A GPS利用衛(wèi)星進行導航與定位系統(tǒng)B GPS包括兩大部分 即空間部分和地面控制部分C GPS空間星座由24顆衛(wèi)星組成D 野外旅行 只要擁有GPS信號接收機 可隨時知道自己所處的經(jīng)緯度 B 返回目錄 學點二全球定位系統(tǒng)與定位導航 GPS的最初設計主要是出于軍事目的 隨著對其技術的進一步改進 GPS應用領域正在不斷地拓展 目前已在交通 郵電 地礦 建筑 以及農(nóng)業(yè) 氣象 土地管理 金融 公安等部門和行業(yè)得到廣泛應用 而且也逐步深入到我們的日常生活中 主要是為各種軍事活動提供定位導航 在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中 許多高科技武器彈藥等 也都開始采用GPS技術進行定位導航 一是GPS航海自主導航系統(tǒng) 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(nèi)河船舶導航和管理 實現(xiàn)最佳空域劃分與管理 空中交通流量管理以及飛行路線管理 保證了空中交通管制的安全性和靈活性 通過GPS接收設備 民航飛行員能駕機準確著陸并安全 及時出入停機坪 使各飛行航班能夠緊湊排列 提高機場利用率 實時播發(fā)路況信息 自動匹配最優(yōu)行車路線 能最大程度地滿足乘客的要求 從而減少了空載率 降低能源消耗 節(jié)省運行成本 并使行車 乘車安全系數(shù)大大提高 旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在的位置 確定前往目的地的最優(yōu)行進方式和路線 野外探險者可快捷地找到合適的道路和宿營地點 并在發(fā)生險情時 迅速定位 報警 以便及時 有效地得到救援 能準確記錄每次攝影地點 并自動計算出該地點每天日出 日落時間 為旅游者在最佳地點和最佳時間拍攝到最理想的畫面提供幫助 3S 技術的區(qū)別 利用一定的技術裝備在航空器或航天器上對地物進行感知 專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng) 利用衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)實時進行導航 定位的系統(tǒng) RS GIS GPS 人的視力的延伸 地圖的延伸 遙感平臺 傳感器 遙感信息的傳輸與處理 計算機軟 硬件 GPS衛(wèi)星星座 空間部分 地理控制系統(tǒng) 地面部分 GPS信號接收機 用戶設備 電磁波 收集 傳輸 處理分析 成果 信息源 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)庫 空間分析 表達 范圍大 速度快 周期短 限制少 應用廣 采集 管理 分析 輸出地理空間信息 空間分析 多要素 綜合 動態(tài)預測 計算機系統(tǒng)支持 全能性 全球性 全天候 連續(xù)性 實時性 較短時間內(nèi)獲得全面資料 以便及時安排防災 救災 能對地理空間數(shù)據(jù)進行輸入 管理 分析和表達 能為各類用戶提供精密的三維坐標 速度和時間 農(nóng)業(yè) 林業(yè) 國土資源 地礦 軍事 交通 測繪 水利 通信 公安 教育 能源等各行業(yè) 返回目錄 典例分析 例2 圖3 3 3是某地地形簡圖 M點位于36 5 N 兩中學生分別到達P M點 測量并計算出兩點相對高度是288米 讀圖 回答 1 3 題 1 兩學生測量當?shù)睾０胃叨?所用最便捷的技術是 A 遙感B 全球定位系統(tǒng)C 地理信息系統(tǒng)D 數(shù)字地球 2 圖中P Q兩點之間的四條小路中起伏最小的是 A B C D B B 解析 1 全球定位系統(tǒng)具有三維定位的功能 即經(jīng)度 緯度和海拔 故選B 2 小路起伏小 說明穿過的等高線少 第 條小路只穿過一條等高線 其起伏最小 3 冬至日正午 M峰頂?shù)挠白诱靡浦罰點 則P M之間的水平距離大約是 A 300米B 400米C 500米D 600米 C 3 首先計算出該地正午太陽高度 H 90 太陽直射點與該地的緯度差 即90 36 5 23 5 30 P M兩地的相對高度為288米 通過下面三角形可知 tan30 288 L 所以P M之間的水平距離L約等于500米 返回目錄 對應訓練 閱讀材料 回答問題 GPS 盯住汽車盜竊犯某盜竊犯罪嫌疑人在青島市市南區(qū)盜竊了一輛汽車 30分鐘后 在他行駛到城陽區(qū) 青島市的一個區(qū) 時被警察攔住 自認為沒有泄露蛛絲馬跡的犯罪嫌疑人在被逮捕的時候還有些莫名其妙 原來他怎么也想不到 被盜的那輛汽車安裝了GPS 從他盜竊該汽車的那一刻起 他就成為了警察的監(jiān)控目標 警察是怎樣根據(jù)全球定位系統(tǒng) GPS 提供的信息將盜車犯罪嫌疑人逮捕的 請你大體說說警察破案的經(jīng)過 車載GPS 全球定位系統(tǒng) 隨時監(jiān)控 報告每一輛安裝了GPS的汽車非常精確的經(jīng)緯度位置 當車主發(fā)現(xiàn)汽車被盜 報案后 警察就可以根據(jù)全球定位系統(tǒng) GPS 提供的信息 準確定位被盜汽車的所在位置 發(fā)現(xiàn) 追蹤并逮捕盜車犯罪嫌疑人 返回目錄 1 無線電遠程導航與GPS導航相比 具有哪些不足 無線電導航覆蓋工作區(qū)域小 受大氣狀況 地形等影響較明顯 并且精度不高 而GPS導航則全方位地克服了這些缺點 2 美軍飛行員在執(zhí)行任務時如不幸出現(xiàn)事故降落在茫茫沙漠中 卻能在短時間內(nèi)得到救援的原因是什么 由于美軍飛行員都配備有GPS的手持機 無論其降落在什么地方都可以及時將確切位置信息發(fā)送出去 從而得到救援 3 在 汽車導航中 信息在汽車 衛(wèi)星和服務中心之間是怎樣傳遞的 汽車中 用戶設備接收了 衛(wèi)星信息 算出本車的位置 速度等信息 并通過無線電信號傳送到服務中心 服務中心再根據(jù)汽車所在的位置 及時通過語言提示為汽車導航 4 用 手持機定位 必須確保能夠同時接收到的衛(wèi)星數(shù)不少于 顆 且地形等因素不會影響接收信號 這種說法對嗎 為什么 這種認識是錯誤的 當 能夠收到 顆及其以上衛(wèi)星的信號時 它能計算出運動物體的三維坐標 經(jīng)度 緯度 高度 若只能收到 顆衛(wèi)星的信號 它能計算出靜止物體二維坐標 經(jīng)度和緯度 在測各航點經(jīng) 緯度以及海拔高度的時候一定要保證收到 顆以上衛(wèi)星的信號 同時盡可能選擇在相對空曠的場所 接收機旁邊最好不要有玻璃反射物 并且要遠離高大建筑物 返回目錄 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全