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第一节 全球定位系统的应用,一、全球定位系统 全球定位系统的工作过程图 1.全球定位系统是利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。 2.GPS空间部分由分布在距地面20 200千米的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。 3.图中A表示地面监控系统,主要用于监测和控制卫星上的各种设备是否正常工作,以及卫星是否沿预定轨道运行。,4.图中B表示用户设备部分,即GPS接收机,用于接收卫星信息,确定其所在点位的位置。 思考讨论GPS导航定位获取的三维信息是什么?它和通常所说的地理位置有什么区别? 提示:三维信息是指所在地的经度、纬度和高程。我们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。,二、全球定位系统的应用 1.军事领域:给航行中的军舰、飞机及导弹提供定位和导航信息。 2.测量:与传统的手工测量手段相比,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。 3.交通:对车辆进行跟踪、调度管理,节省成本。 4.救援:提高对火灾、犯罪现场、交通事故的反应效率,在恶劣场所对失踪人员有效搜寻、救援。,5.农业:发达国家开展“精准农业耕作”,即利用GPS获取农田信息。计算机分析处理数据,决策出农田地块的管理措施,精确施肥、喷药。达到降低农业生产成本,降低环境污染的目的。渔民有了GPS,能准确测定鱼群位置。 6.娱乐:出行、旅游、探险的好帮手。 思考讨论试举例说明GPS技术用于农业生产的不利影响。 提示:以渔业为例,渔民利用GPS有可能在短时间内获得较大的捕鱼量,但也会使渔业资源枯竭,生态平衡遭到破坏,不利于渔业的可持续发展。,探究一,探究二,全球定位系统的组成和功能 主题活动 唐僧师徒往西天取经,跋山涉水整整一天,还是前不着村后不着店,眼看太阳就要落山了,唐僧欲派悟空前去打探附近有没有寺庙,不料八戒拿出GPS手机,找到了最近、最安全的路线,探究一,探究二,结合材料探究: (1)你知道什么是GPS吗?它由哪几部分组成? 提示: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部分组成。 (2)GPS的特点是什么?主要有哪些功能? 提示:GPS具有全天时、全天候、高精度和自动测量的特点。主要功能有定位、导航、测量、显示时间和速度等。,探究一,探究二,名师精讲 全球定位系统的组成及各组成部分的作用 全球定位系统由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,能够提供精确的三维坐标、速度和时间,如下图所示。,探究一,探究二,探究一,探究二,典例剖析 【例题1】 读全球定位系统的卫星星座示意图,完成下列各题。,探究一,探究二,(1)本图显示了全球定位系统中的( ) A.空间部分 B.地面监控系统 C.GPS信号接收机 D.用户设备部分 (2)GPS卫星的分布使得在地球的任何地方、任何时间都可以观测到的卫星数至少( ) A.4颗 B.3颗 C.6颗 D.2颗 (3)图示系统的主要功能是( ) A.不间断地发送各自与定位有关的参数和时间信息 B.监测和控制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.调整运动速度和航向,探究一,探究二,解析:第(1)题,图示为全球定位系统的卫星星座,这是其空间部分,此外还有地面监控系统和用户设备部分。第(2)题,GPS卫星的分布是24颗卫星分布在6个平面内,每个平面有4颗卫星。第(3)题,卫星星座的功能是不间断地发送各自与定位有关的参数和时间信息。 答案:(1)A (2)A (3)A,探究一,探究二,全球定位系统的应用 主题活动 材料 GPS航海自主导航系统,可以说给了船舶一双“慧眼”。GPS自主导航系统适于远洋导航、海岸导航、港口导航、内河导航、湖泊导航五种航路的任何一种,它基本上是一种单纯的导航系统,其主要特征是仅向用户提供位置、航速、航向和时间信息,也可包括海图航迹显示,不需通信系统,适应于任何海面、湖面和内河上航行的船舶,从大型远洋货轮到私人游艇。 结合材料探究: 从定位、导航、交通管理等方面谈谈GPS航海自主导航系统有哪些功能。 提示:一是向用户提供船舶位置、航速、航向和时间信息,以及海图航迹显示等。二是港口管理和进港引导系统,主要用于港口、码头的船舶高度整理,进港船舶引导,以确保航行安全和秩序。三是航路交通管理系统,主要用于近海和内河船舶导航和管理。,探究一,探究二,名师精讲 全球定位系统的应用,探究一,探究二,探究一,探究二,方法技巧思维导图分析GPS的应用,探究一,探究二,典例剖析 【例题2】 “精准农业耕作”是当今世界农业发展的新潮流,是由信息技术支持的,根据空间变异,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理。据此完成下列各题。 精准农业系统,探究一,探究二,(1)“精准农业耕作”生产中主要是应用了GPS技术,该技术的主要特点是( ) A.成本高、费用高 B.全天候、高精度 C.受天气影响大 D.操作要求高、实用效率低 (2)上题所述该技术在精准农业中的应用是( ) A.农田信息定位获取 B.分析处理获取的信息 C.管理措施决策 D.估算农业产量 解析: 精准农业耕作需要精确获取农田中各地点的信息GPS具有准确定位的功能 答案:(1)B (2)A,探究一,探究二,拓展延伸全球定位系统的优势,阅读对话,完成第13题。 在一次军事演习中,曾经有记者问一位飞行员:“你知道去轰炸哪个城市吗?” 飞行员回答:“不知道。” “那你怎么去轰炸呢?” “容易。上级给我一个坐标,我按计算机的指引,投下采用GPS导航的炸弹掉头就走,跟我玩游戏机没啥两样。” 1.炸弹上的GPS接收机接收到的信息至少需要 颗空间卫星提供。( ) A.3 B.4 C.5 D.6 2.炸弹上的导航数据由 提供。( ) A.空间卫星 B.主控站 C.监控站 D.信息注入站 3.炸弹上的GPS接收机可获得工作卫星提供的( ) 三维坐标 速度 时间 轰炸城市的位置 A. B. C. D.,解析:第1题,为获取炸弹的位置、速度和运动方向,至少需要4颗卫星提供信息。第2题,GPS接收机捕获的信号由GPS卫星提供。第3题,GPS接收机可实时计算出炸弹的三维坐标、速度以及时间,但不能提供轰炸城市的位置。 答案:1.B 2.A 3.B,北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。据此完成第45题。 4.下列不属于北斗卫星导航系统应用范畴的是( ) A.野外考察时用以空间定位 B.为行驶的汽车提供精确的速度、时间信息 C.为飞行中的民航客机提供三维坐标 D.为无线电移动手机用户提供实时的通信服务 5.“北斗一号”在舟曲泥石流中起了重要作用,有关其作用的叙述不正确的是( ) A.救援部队利用携带的北斗卫星导航系统发回各种灾情和救援信息 B.监测救援部队的位置信息 C.指挥人员以短报文格式发出监控指令 D.可监测房屋倒塌及道路损毁状况,解析:第4题,我国北斗卫星导航系统的主要功能是区域性定位导航。第5题,房屋倒塌及道路损毁状况监测主要应用遥感技术。“北斗一号”可进行定位,另外还可以以短报文格式进行交流。 答案:4.D 5.D,6.阅读材料,完成下列各题。 挪威首都奥斯陆曾发生过一起救护车失窃事件。当时窃贼在奥斯陆市中心发现一辆救护车上空无一人,而且车门是敞开的,于是蹿上汽车扬长而去。没想到,他还没开多远就听见身后的警笛声越来越响,再抬头一看,空中竟还有一架警用直升机在他头顶盘旋。原来,这辆救护车上安装了GPS设备。 (1)请描述警察抓捕盗车贼的信息在GPS系统中各组成部分间的传递过程。 (2)警察是如何追上窃贼的? 解析:在GSP系统中,各项数据的传递过程如下:监测站获取GPS数据,并将数据送至主控站主控站控制、调度卫星注入站将主控站的改正参数等注入每颗卫星。,答案:(1)被盗救护车上的GPS将其三维坐标、运动速度和方向提供给空间星座,空间星座将信息传递给监测站,监测站将数据传递给主控站,主控站将数据传递给警方的GPS。 (2)当救护车司机发现车辆被盗时,立即报警;警方启动GPS监控系统和该市的电子地图,确定被盗车辆的位置、速度以及航向等信息,再结合GIS系统,确定最佳抓捕路径并提供给地面警车和空中直升机驾驶员,实施抓捕。,
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