全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用

1、中國地圖出版社SINOMAPS PRESS普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 地理 必修第3冊第三章第三章 地理信息技術(shù)的應(yīng)用地理信息技術(shù)的應(yīng)用第一節(jié)第一節(jié) 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用 課程標(biāo)準(zhǔn)課程標(biāo)準(zhǔn) 舉例說出全球定位系統(tǒng)（舉例說出全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）在定）在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用。位導(dǎo)航中的應(yīng)用。 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 知識與技能知識與技能 了解全球定位系統(tǒng)（了解全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）的含義；知道全球定位系統(tǒng)）的含義；知道全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）的主要功能及優(yōu)點(diǎn)；了解全球定位系統(tǒng)（）的主要功能及優(yōu)點(diǎn)；了解全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）的應(yīng)）的應(yīng)用領(lǐng)域（軍事、測量、交通、救援、農(nóng)業(yè)和

2、娛樂等）。用領(lǐng)域（軍事、測量、交通、救援、農(nóng)業(yè)和娛樂等）。過程與方法過程與方法 培養(yǎng)學(xué)生對事物的觀察方法；形成科學(xué)思考的習(xí)慣與能培養(yǎng)學(xué)生對事物的觀察方法；形成科學(xué)思考的習(xí)慣與能力。力。情感、態(tài)度與價值觀情感、態(tài)度與價值觀 通過了解全球定位系統(tǒng)（通過了解全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）的應(yīng)用領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生熱）的應(yīng)用領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)的興趣愛科學(xué)的興趣。一、全球定位系統(tǒng)一、全球定位系統(tǒng)( (Global Positioning System) -) -GPSGPS 1.1.概念概念 具有海陸空進(jìn)行全方位、實(shí)時三維具有海陸空進(jìn)行全方位、實(shí)時三維導(dǎo)航導(dǎo)航與與定位定位功能的新一代功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星

3、導(dǎo)航與與定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)。通俗地說，就是利用衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)實(shí)時進(jìn)行。通俗地說，就是利用衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)實(shí)時進(jìn)行導(dǎo)航導(dǎo)航、定位定位的系的系統(tǒng)。統(tǒng)。 2.GPS2.GPS的發(fā)展的發(fā)展 美國在美國在2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代初開始研制年代初開始研制GPSGPS，并于，并于19941994年年全面建成。在全球范圍內(nèi)提供實(shí)時和連續(xù)的導(dǎo)航定位全面建成。在全球范圍內(nèi)提供實(shí)時和連續(xù)的導(dǎo)航定位及授時服務(wù)。及授時服務(wù)。緯度緯度P1(x,y)P2(x,y,z)經(jīng)度經(jīng)度海拔海拔 思考思考 1234S1S3S4S2二、定位原理二、定位原理 練習(xí)練習(xí) 1.1.讀下圖，相鄰兩個讀下圖，相鄰兩個GPSGPS衛(wèi)星的軌道平面

4、夾角是多衛(wèi)星的軌道平面夾角是多少度？少度？( () )2.2.每條衛(wèi)星軌道上各有幾顆衛(wèi)星？同一條衛(wèi)星軌每條衛(wèi)星軌道上各有幾顆衛(wèi)星？同一條衛(wèi)星軌道上相臨的兩顆衛(wèi)星間夾角是多少度？道上相臨的兩顆衛(wèi)星間夾角是多少度？( ( ) )60604 4顆；顆；9090地地面面控控制制1個主控站個主控站3個注入站個注入站5個監(jiān)控站個監(jiān)控站空空間間部部分分 24顆衛(wèi)星顆衛(wèi)星三、系統(tǒng)組成三、系統(tǒng)組成用用戶戶設(shè)設(shè)備備 全球定位系統(tǒng)的組成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)空間空間位置位置組成和分布組成和分布全全球球定定位位系系統(tǒng)統(tǒng)GPS衛(wèi)衛(wèi)星星地面監(jiān)地面監(jiān)控系統(tǒng)控系統(tǒng)GPS信號信號接收機(jī)接收機(jī)空空間間由由2l顆工作衛(wèi)星和顆工作衛(wèi)星和3

5、顆在軌備用衛(wèi)星組成，顆在軌備用衛(wèi)星組成，24顆衛(wèi)星均勻分布在顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi)個軌道平面內(nèi)地地 面面由分布在全球的由分布在全球的5個地面站個地面站(包括包括5個監(jiān)控個監(jiān)控站、站、1個主控站和個主控站和3個注入站，主控站和個注入站，主控站和注入站都位于監(jiān)控站里注入站都位于監(jiān)控站里)組成組成用用 戶戶導(dǎo)航型接收機(jī)、測地型接收機(jī)、授時接收機(jī)導(dǎo)航型接收機(jī)、測地型接收機(jī)、授時接收機(jī)總結(jié)：全球定位系統(tǒng)主要的特點(diǎn)(1)全球覆蓋，全天候工作。全球覆蓋，全天候工作。(2)能為用戶提供連續(xù)、實(shí)時的三維位置、速度和精密時間，能為用戶提供連續(xù)、實(shí)時的三維位置、速度和精密時間，不受天氣的影響。不受天氣的影響

6、。(3)定位精度高，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級。定位精度高，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級。(4)操作簡單、功能多，應(yīng)用廣。隨著人們對操作簡單、功能多，應(yīng)用廣。隨著人們對GPS認(rèn)識的加深，認(rèn)識的加深，GPS不僅在測量、導(dǎo)航、測速、測時等方面得到更廣泛的應(yīng)不僅在測量、導(dǎo)航、測速、測時等方面得到更廣泛的應(yīng)用。而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。用。而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。四、四、GPSGPS的應(yīng)用的應(yīng)用假設(shè)你是（搜救隊(duì)員、軍隊(duì)指揮官、導(dǎo)游假設(shè)你是（搜救隊(duì)員、軍隊(duì)指揮官、導(dǎo)游）搜救隊(duì)員搜救隊(duì)員當(dāng)你戶外旅游或者野外探險的時候，為了不迷失方向，請問當(dāng)你戶外旅游或者野外探險的時候，為了不迷失方向，請問

7、你通常用哪些方法來辨別方向或確定你所在的位置？你通常用哪些方法來辨別方向或確定你所在的位置？ 在旅游和野外考察中，利用在旅游和野外考察中，利用GPSGPS作向?qū)?，可以隨時知道所在地的作向?qū)?，可以隨時知道所在地的位置及行走速度和方向。位置及行走速度和方向。旅游考察者旅游考察者 系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖服務(wù)中心旅游探險助手無線路由器無線傳輸基站北極熊母子被困海冰在海上漂流北極熊母子被困海冰在海上漂流全球變暖全球變暖 不可否認(rèn)的是，由于全球氣溫的升高，北極的浮冰逐漸開不可否認(rèn)的是，由于全球氣溫的升高，北極的浮冰逐漸開始融化，北極熊昔日的家園已遭到一定程度的破壞，獵物也相始融化，北極熊昔日的家園已遭到一定程度

8、的破壞，獵物也相應(yīng)減少。另外，即便游泳技術(shù)再出色，它們也無法長時間地待應(yīng)減少。另外，即便游泳技術(shù)再出色，它們也無法長時間地待在海里，日益開闊的海面更增加了它們在游泳時的危險。在海里，日益開闊的海面更增加了它們在游泳時的危險。 科考專家科考專家探究思考：探究思考：（1）冰川的融化會導(dǎo)致海平面不斷上升，監(jiān)測海平）冰川的融化會導(dǎo)致海平面不斷上升，監(jiān)測海平面上升需要的地理信息技術(shù)為面上升需要的地理信息技術(shù)為 。（2）全球氣候變化對北極熊的生存帶來了影響，請）全球氣候變化對北極熊的生存帶來了影響，請?jiān)O(shè)計一個利用地理信息技術(shù)研究北極熊生存狀態(tài)的設(shè)計一個利用地理信息技術(shù)研究北極熊生存狀態(tài)的具體方案。具體方案

9、。GPSGPS給北極熊佩戴裝有給北極熊佩戴裝有GPSGPS信號發(fā)射裝置的項(xiàng)圈，信號發(fā)射裝置的項(xiàng)圈， GPSGPS信號發(fā)射裝置每天都向衛(wèi)信號發(fā)射裝置每天都向衛(wèi)星發(fā)送信號；科研人員利用互聯(lián)網(wǎng)查詢、記錄項(xiàng)圈的移動蹤跡。星發(fā)送信號；科研人員利用互聯(lián)網(wǎng)查詢、記錄項(xiàng)圈的移動蹤跡。GPSGPS具有定位導(dǎo)航的作用，利用遙感獲得的資料，通過建立相關(guān)的數(shù)據(jù)模型，具有定位導(dǎo)航的作用，利用遙感獲得的資料，通過建立相關(guān)的數(shù)據(jù)模型，能夠顯示極地冰川的變化并預(yù)測出其變化趨勢。只有通過能夠顯示極地冰川的變化并預(yù)測出其變化趨勢。只有通過GPSGPS才能判讀出海才能判讀出海平面細(xì)微的變化。利用平面細(xì)微的變化。利用GPSGPS技術(shù)

10、實(shí)時對北極熊的行蹤進(jìn)行監(jiān)測，可了解北極技術(shù)實(shí)時對北極熊的行蹤進(jìn)行監(jiān)測，可了解北極熊的生存狀態(tài)。熊的生存狀態(tài)。GPS還可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？還可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？GPS在交通運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用航運(yùn)、航空搜索航運(yùn)、航空搜索陸路交通（車輛導(dǎo)航、監(jiān)控）陸路交通（車輛導(dǎo)航、監(jiān)控）船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水車載 GPS 的功用信息接收信息接收信息發(fā)射信息發(fā)射應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域通過車載通過車載 GPS, 可以在顯示屏可以在顯示屏上及時查看車上及時查看車輛所在的經(jīng)緯輛所在的經(jīng)緯度、運(yùn)行軌跡、度、運(yùn)行軌跡、速度、行進(jìn)方速度、行進(jìn)方向等向等車載電臺把定車載電臺把定位信息發(fā)送給位信息發(fā)送給監(jiān)控中心，在監(jiān)控

11、中心，在電子地圖電子地圖上上 顯顯示出來，可對示出來，可對車輛進(jìn)行調(diào)度車輛進(jìn)行調(diào)度指揮指揮城城市市公共汽車公共汽車調(diào)度管理，旅調(diào)度管理，旅游區(qū)車輛報警游區(qū)車輛報警與調(diào)度，海關(guān)、與調(diào)度，海關(guān)、公安、海防等公安、海防等部門對車輛的部門對車輛的調(diào)度與監(jiān)控調(diào)度與監(jiān)控GPS在精密工程測量及變形監(jiān)測中的應(yīng)用在精密工程測量及變形監(jiān)測中的應(yīng)用隔河巖水庫大壩外觀變形隔河巖水庫大壩外觀變形GPSGPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)自動化監(jiān)測系統(tǒng) 隔河巖水庫位于湖北省長陽縣境內(nèi)，隔河巖水隔河巖水庫位于湖北省長陽縣境內(nèi)，隔河巖水電站是清江中游的一個水利水電工程。其外觀變形電站是清江中游的一個水利水電工程。其外觀變形GPS自動化監(jiān)測系

12、統(tǒng)于自動化監(jiān)測系統(tǒng)于1998年年3月投入運(yùn)行，系統(tǒng)月投入運(yùn)行，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理三大部分組成。由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理三大部分組成。隔河巖大壩外觀變形隔河巖大壩外觀變形GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)自動化監(jiān)測系統(tǒng)GPS地殼形變觀測地殼形變觀測GPS地殼形變觀測地殼形變觀測太陽能電池太陽能電池GPS在軍事中的應(yīng)用GPS導(dǎo)航的艦載飛彈 配備GPS的士兵 美國海軍核潛艇 u協(xié)同作戰(zhàn)方面協(xié)同作戰(zhàn)方面GPS可為各級指揮系統(tǒng)提供可為各級指揮系統(tǒng)提供各種目標(biāo)及事件所發(fā)生的時間和地點(diǎn)各種目標(biāo)及事件所發(fā)生的時間和地點(diǎn)u導(dǎo)彈的制導(dǎo)，提高命中目標(biāo)的精度導(dǎo)彈的制導(dǎo)，提高命中目標(biāo)的精度美伊戰(zhàn)爭美伊戰(zhàn)爭70%

13、左右使用左右使用GPS輔助制導(dǎo)，使戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈輔助制導(dǎo)，使戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈從從1 600千米的地方準(zhǔn)確打擊一個小房子的目標(biāo)。千米的地方準(zhǔn)確打擊一個小房子的目標(biāo)。GPSGPS在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用三、四顆衛(wèi)三、四顆衛(wèi)星定位一點(diǎn)星定位一點(diǎn)系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成：空間部分空間部分地面監(jiān)控部分地面監(jiān)控部分用戶設(shè)備用戶設(shè)備 (1)全球，全天候工作。全球，全天候工作。(2) 提供海拔高度、位提供海拔高度、位置、速度、時間置、速度、時間 (3)定位精度高定位精度高(4)操作簡單、功能多，操作簡單、功能多，應(yīng)用廣應(yīng)用廣為用戶提供：為用戶提供：位置、速度、時間、方向位置、速度、時間、方向便于交通調(diào)度管

14、理便于交通調(diào)度管理規(guī)劃出行線路規(guī)劃出行線路總結(jié)總結(jié)、軍事、軍事 2009 2009年年4 4月月1515日日0 0時時1616分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號丙長征三號丙”運(yùn)載火箭，成功將第運(yùn)載火箭，成功將第2 2顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。據(jù)此回答顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。據(jù)此回答1 12 2題。題。1 1北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有精確定位的功能，要確定地面上的任何一點(diǎn)的地理位置應(yīng)具備的數(shù)據(jù)為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有精確定位的功能，要確定地面上的任何一點(diǎn)的地理位置應(yīng)具備的數(shù)據(jù)為（ ）A A經(jīng)度、距離、海拔高度經(jīng)度、距離、海拔高度 B B經(jīng)度、緯度、海拔高度經(jīng)度、緯度、海拔高度C C經(jīng)度、距離、相對高度經(jīng)度、距離、相對高度 D D經(jīng)度、緯度、相對高度