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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。2.联系生活中的实例，说明全球定位系统在定位导航中的应用。一、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、高程和速度等信息反思归纳 全球定位系统的基本工作原理工作卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接
2、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：下图是“GPS卫星星座图”。读图，回答下列问题。(1)GPS由三大子系统组成，除空间部分外，还有_系统和_部分。(2)空间部分共有_颗卫星，其中，工作卫星_颗，备用卫星_颗，平均分布在_个轨道平面上，每个卫星轨道上有_颗卫星。卫星的分布保证地面上任何地点、任何时间都可以测到_颗以上的卫星。(3)GPS工作卫星不间断地发送各自与_相关的参数和_信息，GPS用户接收机接收到这些信息后，经过计算便可以求出自身所在地点的_位置、_方向以及_速度和_信息等。(4)GPS的控制部分是_，其主要作用是什么？答案(
3、1)地面监控用户设备(2)24213644(3)定位时间三维三维运动时间(4)地面监控系统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。二、全球定位系统的应用1GPS的特点：全天候、高精度、自动测量。2GPS的主要功能：定位和导航。3GPS的应用领域(1)军事：给航行中的军舰、飞机及导弹提供定位和导航信息。(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。(3)交通：对车辆跟踪、调度管理，合理分配车辆，节省营运成本。(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，即所谓的“精准农业耕作”
4、。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。2012年9月28日在澳大利亚Blue Scope Steel钢铁公司的厂房里，无人操作的起重机牢牢夹起体积庞大的钢板，准确地放置于目标地点，这就应用了澳大利亚GPS生产商Locata公司开发生产的新产品超高精度的地面GPS定位系统。2011年日本“311”大地震为有观测史以来日本最大规模的地震，本次日本大地震的救援工作，各国救援队都广泛应用GPS定位器，利用GPS全球定位系统快速精确定位灾民，高效完成救援，充分利用“黄金72小时”。根据以上材料及所学知识，分析全球定位系统的应用领域主要有哪些？答案全球定位系统主要的应
5、用领域有：军事、测量、交通、救援、农业、娱乐等。反思归纳全球定位系统的应用领域教材P74探索提示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思考提示这个案例反映了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
6、作用。在其他领域的应用表现为：军事：定位、导航及跟踪；测量：测量精度高、操作简便；交通：车辆跟踪、调度管理，合理分配；救援：根据GPS进行定位；农业：精准农业耕作；娱乐：出门、旅游、探险的好帮手。教材P80复习题提示1.GPS由三部分组成。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的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，接收机收到4颗或4颗以上卫星的信息，可以计算出接收机所在的经度、纬度、高程和运动速度等。2GPS最初就是为军事应用而建立的
7、，主要用来给航行中的军舰、飞机及导弹等设施提供定位和导航信息。GPS技术给测绘界带来一场革命，测量精度高，操作简便，仪器体积小，便于携带，全天候操作，信息自动接收、存储，减少了繁琐的中间处理环节。租车服务、物流配送等许多行业利用GPS技术，就可以对车辆进行跟踪、调度管理，合理分配车辆，从而能以最快的速度响应用户的乘车或配送请求，降低能源消耗，节省营运成本。利用GPS定位技术，可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故等紧急事件的反应效率。GPS在农业和娱乐方面的作用：将GPS技术引入农业生产，即所谓的“精准农业耕作”；对于渔民来说，有了GP
8、S，可以准确地测定鱼群的位置。随着GPS接收机的小型化以及价格的降低，其已成为人们出行、旅游、探险的好帮手。3提示：可根据收集查询的有关信息与同学进行交流。知识小结读下图，回答12题。1上图是一款智能手机的GPS功能显示图，该手机的出现说明了()AGPS技术已经成为人们日常生活的必备工具B随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快C只有名牌的手机厂商才有能力开发GPS手机技术，中国目前还没有掌握此技术D手机GPS导航不需要通过GPS卫星，有手机信号就行2手机GPS功能的出现，说明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，其原因主要是()AGPS手机成为时尚BGPS技术
9、可以帮助人们选择最合适的旅游线路，降低旅游成本CGPS技术可以扩大人们的出行范围DGPS技术可使旅游者更具安全感答案1.B2.B解析本题组以实际的生活实例为背景，考查全球定位系统在交通和日常生活领域的应用。第1题，GPS有定位、导航功能，接收信号时，首先需要卫星进行定位；GPS手机的出现，说明GPS已融入人们的生活，但并不是人们日常生活的必备工具；中国已经掌握了研发GPS手机的技术。第2题，人们出行、旅游、探险时用到GPS技术，说明GPS技术具有定位、导航的实用价值，有利于旅游者选择旅游线路。结合所学知识，完成35题。3下列关于全球定位系统组成的叙述，正确的是()A全球定位系统由24颗工作卫星
10、和3颗在轨备用卫星组成B全球定位系统由空间部分、地面监控系统和用户设备部分组成C全球定位系统由平台、传感器、信息传输接收装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成DGPS卫星星座由24颗工作卫星组成4通常确定地球上任何一点的地理位置应该具备的三个数据是()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5利用GPS可以()大地测量地壳运动观测对车辆进行跟踪、调度预测地震发生野外救援A BC D答案3.B4.B5.C解析第3题，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，其中，空间部分由分布在距地面20 200 km的6
11、个轨道面上的24颗卫星(其中3颗备用)组成；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。第4题，每一个地点都是一个三维空间，包括经度、纬度和海拔。第5题，GPS能观测地壳运动，但不能预报地震。专项提能9GPS手持机界面图的判读图表特征：手持GPS接收机，是用于接收GPS卫星定位信息的用户设备。它有两大主要用途：定位和导航。可以毫不夸张地说，一旦拥有GPS接收机，浩瀚天际任你游。如何使用手持GPS接收机？ (1)找功能键。找图中的开机键、输入键、翻页键、定位键、退出键等。(2)找位置。先找到显示屏，在显示屏中找到数据查询界面，
12、然后找到经纬度的位置和高度的数值。 (1)析卫星。搜索到的卫星分布图，显示了GPS接收机所处的位置 ，仰望天空搜索到的(收星)界面，大圆表示地平线，越靠近圆心，卫星信号越强。(2)析信号。在显示屏下部的黑框图中，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。 如图所示，按开机键以后，显示收星界面，收到卫星信号后，将显示屏中的界面切换至数据查询界面，即可了解相关内容。读GPS手持机界面图，界面上的时间为北京时间。读图。完成(1)(2)题。(1)此时，持有GPS手持机者所在地形区为()A江汉平原 B江淮平原C华北平原 D江南丘陵(2)如果此日全球昼夜平分，那么此地离日落
13、还约有()A56分钟 B1小时C1小时1分钟 D1小时5分钟答案(1)B(2)D解析第(1)题，从手持机界面图上可以看到的信息有：海拔17米，纬度320323.2N，经度1184554.6E，北京时间16时59分11秒。根据经纬度很容易判断该地位于江淮地区。第(2)题，如果此日全球昼夜平分，那么该地应该地方时18时日落，根据该地与120E相差1145.4，该地地方时比北京时间晚大约5分钟，所以此地离日落还约有1小时5分钟。40分钟课时作业1下列不属于全球定位系统的组成部分的是()A空间部分 B用户设备部分C地面监控系统 D传感器答案D解析传感器不属于全球定位系统的组成部分。2在对我国西部一些地
14、区进行科考时，使用全球定位系统，其优点主要是()A能为科学家提供准确精密的三维坐标B对陆地、天空和地下可以直接拍摄图片C服务过程有定时、间断性特点D通过全球定位系统可以随时读取各种信息资料答案A解析全球定位系统可以提供准确精密的三维坐标。GPS最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国防部控制。下图是装备了军用GPS接收机的美国士兵。结合所学知识完成34题。3配备GPS接收机的美国士兵，获取信息的过程是()工作卫星获取信息监控站主控站计算和改正参数信息注入站空间卫星GPS接收信息ABCD4若一位美国士兵要使用接收机获取信息，正确的操作步骤是()尽量寻找开阔的地点按开机键显示收星界面，观察收到卫星信号的质量将显示屏中的界面切换至数据查询界面读数，确定所要的信息A B C D答案3.A4.A解析第3题，GPS的工作过程，首先是
