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1、第三章 地理信息技术应用第一节 全球定位系统的应用导学案教学目的：1、了解GPS原理 2、了解GPS在各个部门中的应用重点与难点：GPS应用教学过程：地理信息技术是现代地理科学研究的主要技术手段之一，包括：GPS、RS、GIS，三者的结合即为数字地球。问题你对GPS了解多少？GPS定位原理是什么呢？阅读探索活动。实际上三颗卫星即可实现定位，但为了提高精度，减少误差，一般要求四颗，用于定位的四颗卫星即为定位星座。一、全球定位系统1、介绍：GPS，美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位
2、系统。目前的全球覆盖率为98%，它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。2、组成：（1）空间部分：使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。（2）地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些
3、数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和时钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次。 （3）用户设备：GPS接收机。二、GPS应用：1、特点：全天候、高精度（民用码：利用差分技术，可以得到小于5米的精度）、自动测量、实时性。2、功能：（1）定位：（2）导航：是一个技术门类的总称，它是引导飞机、船舶、以及个人安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地的一种手段。导航的基本功能是回答三个问
4、题：我现在在哪里？我要去哪里？如何去？3、具体应用：定位与导航。问题你了解哪些应用？或者根据其定位与导航功能你能想到有哪些应用？军事：1999年科索沃战争中大量使用。后方司令部可通过全球定位系统，时刻掌握在前线的特种部队的位置。队员一旦面临危险，立刻派出救援部队，在空中待命的导弹输入数据，就可对敌方进行精度达10M的轰炸。测绘：有哪些优势？有哪些具体应用领域？交通：关键是导航救援：关键是定位农业：精准农业耕作：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？娱乐：案例研究：问题：反映了哪些用途？为什么能够粗准地飞行？ 单项选择题1 全球定位系统简称（ ） A RS B GDP C GIS D GPS2 下列
5、不属于全球定位系统的特点的是（ ） A 精确度较小 B 高精度 C 自动测量 D全天候3 全球定位系统的空间部分使用24颗卫星。卫星轨道均为近圆形，运行周期约为（ ） A 24小时 B 23小时56分4秒 C 11小时58分 D 12小时4 卫星分为天然卫星和人造卫星。其共同点是卫星都围绕（ ）作周期性运动。 A 恒星 B 行星 C 星云 D 星座5 全球定位系统的功能描述错误的是（ ） A 可以获得某点的经纬度 B 可以判断两点间的方位 C 能够获得某点的海拔 D 不能用于飞机导航6 关于GPS，叙述错误的是（ ） A 6个轨道面上有24颗卫星 B 接收机收到3颗卫星的信息，就可以确定接收机
6、所在地点的位置 C 接收到4颗或4颗以上卫星的信息，就可以计算出运动中的接收机的运动速度 D 任何时间、任何地点都可以观测到其中的3颗卫星7关于GPS，叙述错误的是（ ） A GPS是利用卫星进行定位、导航的系统，会受到太阳活动、天气、地形的影响B GPS包括三部分，即空间部分、地面监控系统第用户设备部分C GPS卫星星座是由工作中的21颗卫星组成 D 野外旅行时，只要拥有GPS信号接收机，就可知道自己所处的经纬度8 某同学迷路了，于是手持GPS接收机，向右移动一段距离后，读数发生如下变化，移动前（36 58 27.8N，1161850E），移动后（365827.9N，1161850E）,他移
7、动的方向是( ) A 东 B 西 C 南 D 北9 利用GPS可以( ) A 进行自然资源调查和环境监测 B 监测地球板块运动状态和地壳变形 C 预报自然灾害，对农作物估产 D 处理和管理地理数据，方便用户查询检索10 下列工程或项目的开展，以应用全球定位系统为主的是（ ） （1）森林火灾和病虫害监测 （2）香港地理信息系统的建立 （3）中国地壳运动观测网络工程 （4）大型集装箱货轮和巨型油轮航行 （5）海底油气资源勘探 （6）在逃犯驾驶汽车逃窜的监控 A （1）（2）（3） B （3）（4）（6） C （3）（4）（5） D （1）（3）（6）北约部队一架F-117A隐形战斗机被南联盟防空部
8、队击落，飞行员跳伞后在脚触地的一刹那，通过手持式信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约指挥所后，美军立即安排了救援行动。6小时后，一架MH-60C搜索与救援直升机降落在飞行员面前，而后安全返回基地。据此回答1112题。11 飞行员发出的呼救信号是（ ） A GIS系统信号 B GPS 系统信号 C RS系统信号 D 电视信号12 北约轰炸科索沃地区时，可利用如下哪种技术系统对目标准确进行轰炸（ ） A GIS系统信号 B GPS 系统信号 C RS系统信号 D 电视信号二、综合题13阅读下面材料，分析回答下列问题。材料1：浓雾协助英法联军创造了“九日奇迹”。1940年5月2
9、4日，德国军队以“闪电战”攻破马其诺防线，把40万英法联军包围在法国的敦刻尔克海滩上。这时德军离港口仅10英里。但是在5月24日中午，希特勒却下令部队停止前进，直到5月26日下午才取消命令又继续前进。利用这两天时间，联军在沙滩上布置好了环形防线，掩护撤退。5月26日晚到6月4日上午撤退共进行了9天。在这9天中，德军不仅从地面进攻，同时还飞临多佛尔海峡上空进行轰炸。这时天气状况有利于联军撤退，从26日到31日都是大雾天气，浓厚的云雾笼罩在海峡上空，加上油库燃烧形成的黑烟，使德军的战斗机找不到轰炸的目标。到4日上午，联军共撤出34.6万人，他们就是后来诺曼底登陆时作战的主力。有人说是浓雾创造了奇迹
10、，因为这不是一次普通的撤退，撤出的是整个英国的未来。材料2：据有关报道，第二次海湾战争中，伊拉克军方点燃了巴格达周围浇灌石油的战壕来阻碍美军的军事行动，但是专家指出烟雾对美军使用的卫星制导导弹没有任何影响。材料3：在第二次海湾战争中，许多美国飞行员在被击落后能得以生还，人们常惊羡于美国的神奇。(1)材料1和材料2中同样是烟雾，为什么能阻滞德军的袭击，而不能对美国的轰炸产生影响？(2)在材料3中美军是如何确定飞行员的位置并进行组织救援的？附参考答案：题号123456答案DACBDD题号789101112答案CDBBBB答案：(1)二战时的德国飞行员依靠的是人眼的视力来发现目标的，一旦有浓云雾出现，人会看不清地面的物体。而第二次海湾战争中，因为美军采用了全球定位系统，能提供精确的三维坐标、时间和速度，并且具有全能性、全天候、全球性、连续性和实时性的特点，不受烟雾的影响。(2)美国人用的是GPS技术。手持型GPS接收机在军事领域中的应用历史可以追溯到第一次海湾战争中，当时的美国士兵中已有相当一部分人有手持型GPS接收机，因为当时多国部队跨国界、跨地区进行作战，对地理环境相当陌生，仅依靠地图作战是有限的，正是因为有了手持型GPS接收机的帮助，才使许多士兵得以生还。1
