全球定位系统的应用课件

1、第一节全球定位系统第一节全球定位系统 的应用的应用课程标准课程标准举例说明全球定位系统在定位导航中的应用。举例说明全球定位系统在定位导航中的应用。学习目标学习目标了解：了解：GPS的主要组成部分及其主要工作原理。的主要组成部分及其主要工作原理。理解：理解：GPS的功能。的功能。应用：收集有关应用：收集有关GPS的相关信息，明确的相关信息，明确GPS在定在定位导航中的应用，并提出新应用设想。位导航中的应用，并提出新应用设想。知能层级突破知能层级突破教材深化透析教材深化透析学业水平达标学业水平达标基础自主梳理基础自主梳理第第一一节节全全球球定定位位系系统统的的应应用用一、全球定位系统一、全球定位系

2、统(GPS)1概念：利用卫星网络来获得地面某点概念：利用卫星网络来获得地面某点_和和_的系统。的系统。2组成：由组成：由3个相对独立的部分组成。个相对独立的部分组成。(1)空间部分：即空间部分：即GPS卫星星座，由卫星星座，由_颗工作卫星，颗工作卫星，3颗颗_，共同运行在，共同运行在_个轨道面上。个轨道面上。GPS卫星不间断地发送各自与定位相关的卫星不间断地发送各自与定位相关的_和和_信息。信息。基础自主梳理基础自主梳理经纬度经纬度高程高程21备用卫星备用卫星6参数参数时间时间(2)地面监控系统：主要用于地面监控系统：主要用于_和和_卫星卫星上的各种设备的工作及卫星的运行。上的各种设备的工作及

3、卫星的运行。(3)用户设备部分：即用户设备部分：即GPS接收机，能显示接收接收机，能显示接收机的机的_、高度、运动方向和、高度、运动方向和_等信息。等信息。监测监测控制控制经纬度经纬度速度速度思考思考1能否应用能否应用GPS对台风中心进行定位？对台风中心进行定位？提示：提示：全球定位系统由三部分组成，这三部分缺全球定位系统由三部分组成，这三部分缺一不可。台风中心没有用户设备部分，故不能用一不可。台风中心没有用户设备部分，故不能用GPS定位。定位。二、全球定位系统的应用二、全球定位系统的应用1GPS的特点：的特点：_、_、自动测量。、自动测量。2GPS的主要功能：的主要功能：_和和_。3GPS的

4、应用领域的应用领域(1)军事：军事：GPS最初建立的目的是为了军事应用。最初建立的目的是为了军事应用。(2)测量：具有测量测量：具有测量_、操作简便、仪器便于、操作简便、仪器便于携带、携带、_操作、信息自动操作、信息自动_等优势。等优势。全天候全天候高精度高精度定位定位导航导航精度高精度高全天候全天候接收、存储接收、存储(3)交通：交通：GPS可对车辆进行可对车辆进行_、_，合理分配车辆。合理分配车辆。 (4)救援：救援：GPS可对消防人员、救护人员、交通可对消防人员、救护人员、交通警察进行警察进行_。 (5)农业：农业：GPS引入农业生产后产生了引入农业生产后产生了“_”。 (6)娱乐：娱乐

5、：GPS走进了人们的日常生活，成为人走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手。们出行、旅游、探险的好帮手。跟踪跟踪调度管理调度管理应急调遣应急调遣精准农业耕作精准农业耕作思考思考2卫星定位系统和无线电远程导航与定位系统相卫星定位系统和无线电远程导航与定位系统相比有什么优点？比有什么优点？提示：提示：无线电远程导航覆盖的工作区域小，电波无线电远程导航覆盖的工作区域小，电波传播易受大气影响，因此定位精度不高。而卫星传播易受大气影响，因此定位精度不高。而卫星定位系统具有工作范围大、定位精度高的优点。定位系统具有工作范围大、定位精度高的优点。知能层级突破知能层级突破全球定位系统的组成、工

6、作原理全球定位系统的组成、工作原理知识精析知识精析1工作原理工作原理全球定位系统定位原理是：工作卫星不间断地发全球定位系统定位原理是：工作卫星不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息，送各自与定位相关的参数和时间信息，GPS接收接收机接收到信息后，经计算便可求出其三维位置、机接收到信息后，经计算便可求出其三维位置、三维方向及运动速度和时间信息等。三维方向及运动速度和时间信息等。2构成与功能构成与功能组成组成功能功能空间空间卫星卫星系统系统24颗卫星颗卫星(21颗工作卫星，颗工作卫星，3颗备用卫星颗备用卫星)保证地面上任何地点、任保证地面上任何地点、任何时间都可观测到何时间都可观测到4颗以上颗

7、以上卫星，并接收到无线电发卫星，并接收到无线电发射机连续播发的射机连续播发的GPS导航导航信号信号组成组成功能功能地地面面监监控控系系统统主控主控站站根据各监控站提供的根据各监控站提供的GPS卫星观测卫星观测数据，计算星历和卫星钟的改正参数；数据，计算星历和卫星钟的改正参数；控制卫星并在发生故障时及时调度控制卫星并在发生故障时及时调度备用卫星，以保证整个系统正常运行；备用卫星，以保证整个系统正常运行；兼有监控站的功能兼有监控站的功能监控监控站站数据采集中心，获取数据采集中心，获取GPS卫星观测数卫星观测数据，并将数据传送至主控站据，并将数据传送至主控站信息信息注入注入站站每天将主控站计算出的改

8、正参数等注每天将主控站计算出的改正参数等注入每颗入每颗GPS卫星卫星组成组成功能功能用户用户设备设备部分部分GPS卫星卫星接收机接收机接收接收GPS卫星发射的信卫星发射的信号号GPS数据数据处理软件处理软件对对GPS卫星接收机接收卫星接收机接收的信号进行数据处理，的信号进行数据处理，完成定位和导航功能完成定位和导航功能 北京时间北京时间2005年年12月月28日日13时时19分，欧洲分，欧洲航天局的航天局的“伽利略伽利略”计划首颗测试卫星计划首颗测试卫星“GIOVEA”发射升空。发射升空。17时，卫星被送入时，卫星被送入24126千米高的轨道，千米高的轨道，该系统为新一代民用全球卫星导航定位系

9、统。系该系统为新一代民用全球卫星导航定位系统。系统由统由30颗轨道卫星组成，还有颗轨道卫星组成，还有2个地面控制中心，个地面控制中心，这个包括中国、印度等加入的项目的起飞，正式这个包括中国、印度等加入的项目的起飞，正式向美国的向美国的GPS系统发起挑战。据此回答系统发起挑战。据此回答(1)(3)题。题。(1)导航卫星导航卫星“GIOVEA”在被送入轨道时，美国在被送入轨道时，美国东部时间是东部时间是()A28日日4时时 B27日日4时时C28日日0时时19分分 D27日日0时时19分分(2)卫星进入轨道后，位于卫星进入轨道后，位于()A对流层对流层 B平流层平流层C高层大气高层大气 D大气层以

10、外大气层以外(3)关于伽利略卫星导航系统与美国的关于伽利略卫星导航系统与美国的GPS系统的系统的说法，正确的是说法，正确的是()A两者均仅包括两大部分，即空间部分和地面两者均仅包括两大部分，即空间部分和地面监控部分监控部分B两者均有两者均有30颗卫星组成，其中包括颗卫星组成，其中包括3颗备用卫颗备用卫星星C两者覆盖面和精确度差别不大两者覆盖面和精确度差别不大D两者均是利用卫星导航和定位的系统两者均是利用卫星导航和定位的系统【解析【解析】(1)送入轨道的时间是北京时间送入轨道的时间是北京时间28日日17时，美国东部采用西五区的时间，比北京时间晚时，美国东部采用西五区的时间，比北京时间晚13个小时

11、。个小时。(2)大气层的上界是大气层的上界是20003000千米，千米，故卫星轨道在大气层以外。故卫星轨道在大气层以外。(3)全球定位系统包括全球定位系统包括三大部分：空间部分、地面监控部分和用户设备三大部分：空间部分、地面监控部分和用户设备部分；部分；GPS卫星星座由卫星星座由21颗工作卫星和颗工作卫星和3颗备用卫颗备用卫星组成；欧洲航天局的星组成；欧洲航天局的“伽利略伽利略”卫星导航系统定卫星导航系统定位精度要优于美国的位精度要优于美国的GPS系统。系统。【答案】【答案】(1)A(2)D(3)D学以致用学以致用1.读下列材料，回答问题。读下列材料，回答问题。2008年年5月月8日，奥运圣火

12、成功登上世界最高峰珠日，奥运圣火成功登上世界最高峰珠穆朗玛峰穆朗玛峰(8844.43m)，这是奥运史上的伟大壮举。，这是奥运史上的伟大壮举。严酷的自然条件给圣火登顶珠峰带来很多的技术严酷的自然条件给圣火登顶珠峰带来很多的技术挑战。珠峰常规条件下的风速达挑战。珠峰常规条件下的风速达1617米米/秒，相秒，相当于八九级大风，气温均在零下当于八九级大风，气温均在零下30左右。为做左右。为做好气象保障工作，气象部门在珠峰地区建成了立好气象保障工作，气象部门在珠峰地区建成了立体气象自动观测站，运用体气象自动观测站，运用GPS、RS等技术及时、等技术及时、高效地获取预报所需要的气象资料。高效地获取预报所需

13、要的气象资料。(1)读读“GPS数据显示屏数据显示屏”图，说出图，说出GPS的主要功能。的主要功能。(2)根据材料和所学知识，简述地形、气候条件对根据材料和所学知识，简述地形、气候条件对火炬手手持圣火登顶、火炬燃烧、电视转播所带火炬手手持圣火登顶、火炬燃烧、电视转播所带来的不利影响。来的不利影响。解析：解析： 本题难度不大，主要结合实例考查本题难度不大，主要结合实例考查GPS的功能。的功能。GPS的主要功能是为用户提供全球性、全天候、的主要功能是为用户提供全球性、全天候、连续性的定位和导航服务。连续性的定位和导航服务。答案：答案：(1)GPS的主要功能是为用户提供精密的三的主要功能是为用户提供

14、精密的三维坐标、速度和时间等。维坐标、速度和时间等。(2)高海拔、低气温、突发暴风雪等加大了火炬手高海拔、低气温、突发暴风雪等加大了火炬手的体力消耗，增加了技术难度；低气压、缺氧、的体力消耗，增加了技术难度；低气压、缺氧、大风影响火炬的燃烧和传递；山地影响信号传输大风影响火炬的燃烧和传递；山地影响信号传输的质量；低温影响各种仪器设备的正常运转。的质量；低温影响各种仪器设备的正常运转。全球定位系统的应用领域全球定位系统的应用领域知识精析知识精析GPS技术因其具有全天候、高精度、自动测量等技术因其具有全天候、高精度、自动测量等特点，被广泛应用于多种领域，并且在应用时主特点，被广泛应用于多种领域，并

15、且在应用时主要利用了其定位和导航功能。具体如下所示：要利用了其定位和导航功能。具体如下所示： 目前，发达国家已开始把目前，发达国家已开始把GPS技术引入农技术引入农业生产，即所谓的业生产，即所谓的“精准农业耕作精准农业耕作”。结合所学知。结合所学知识，完成识，完成(1)(2)题。题。(1)GPS在在“精准农业耕作精准农业耕作”中可中可()获取农田信息获取农田信息分析处理获取的信息分析处理获取的信息决决策管理措施策管理措施将产量和土壤状态信息装入带将产量和土壤状态信息装入带GPS设备的喷药、施肥设备设备的喷药、施肥设备A BC D(2)“精准农业精准农业”与与“石油农业石油农业”相比，可相比，可

16、 ()A忽视农田内农作物的差异忽视农田内农作物的差异B对同一农田内的作物统一施药对同一农田内的作物统一施药C在不减产的情况下，增加生产成本在不减产的情况下，增加生产成本D降低因施肥、除虫对环境造成的污染降低因施肥、除虫对环境造成的污染【解析【解析】GPS主要是获取空间数据以进行空间主要是获取空间数据以进行空间定位，而决策管理措施是人的工作。定位，而决策管理措施是人的工作。“精准农业精准农业耕作耕作”就是将就是将GPS技术引入农业生产实施精准耕作，技术引入农业生产实施精准耕作，可以在尽量不减产的情况下，降低生产成本，有可以在尽量不减产的情况下，降低生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥、除虫对环

17、境造成效避免资源浪费，降低因施肥、除虫对环境造成的污染。的污染。【答案】【答案】(1)B(2)D解析：解析：选选D。我国。我国“北斗导航系统北斗导航系统”主要功能是区主要功能是区域性定位、导航。域性定位、导航。学以致用学以致用1图图313全球定位系统的卫星星座全球定位系统的卫星星座全球定位系统的空间部分由分布在距地面全球定位系统的空间部分由分布在距地面20200千米的千米的6个轨道面上的个轨道面上的24颗卫星颗卫星(其中其中3颗备用颗备用)组组成，相邻两个成，相邻两个GPS星座卫星轨道平面之间的夹角星座卫星轨道平面之间的夹角是是60，每个卫星轨道上各有，每个卫星轨道上各有4颗卫星，它们两颗卫星

18、，它们两两相隔两相隔90，卫星轨道均为近圆形，运行周期约，卫星轨道均为近圆形，运行周期约为为11小时小时58分。卫星的分布使得在全球的任何地分。卫星的分布使得在全球的任何地方、任何时间都可观测到方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，这就颗以上的卫星，这就提供了在时间上连续的全球导航能力。提供了在时间上连续的全球导航能力。教材深化透析教材深化透析2图图316GPS接收机的信号解读接收机的信号解读(1)在接收机的顶部，左端表示信号的强弱，右端在接收机的顶部，左端表示信号的强弱，右端表示电池电量。表示电池电量。(2)上方黄框内三维卫星位置，表示接收机所在的上方黄框内三维卫星位置，表示接收机所在的经纬

19、度位置为纬度经纬度位置为纬度395827.9N，经度，经度1161850.2E。(3)中间左侧为接收机所在的高度为中间左侧为接收机所在的高度为109m，误差为，误差为5.7m。(4)中间右侧绿框内是卫星分布图，描绘了在接收中间右侧绿框内是卫星分布图，描绘了在接收机所处位置机所处位置(圆心圆心)仰望天空能搜索到的仰望天空能搜索到的8颗卫星，颗卫星，大圆表示地平线，小圆为抬头以大圆表示地平线，小圆为抬头以45角仰望天空角仰望天空的范围，越靠近中心，卫星信号越强，图片表示的范围，越靠近中心，卫星信号越强，图片表示当前能搜索到第当前能搜索到第2、7、8、11、20、27、28、31号号八颗卫星。卫星号是卫星发射时的序号。八颗卫星。卫星号是卫星发射时的序号。(5)图中下方红框内，数字表示被接收到信号的卫图中下方红框内，数字表示被接收到信号的卫星编号，黑色柱的长短表示信号强弱，图片表示星编号，黑色柱的长短表示信号强弱，图片表示接收到第接收到第2、7、8、11、20、27、28、31号八颗卫号八颗卫星的信号，其中第星的信号，其中第2号和第号和第20号卫星的信号比较号卫星的信号比较弱。弱。3图图317GPS定位示意定位示意(1)每个卫星都有自己的精确测量范围每个卫星都有自己的精确测量范围(如图中实线如图中实线圆所示圆所示)和延伸测量范围和延伸测量范围(如