第3章 第1节　全球定位系统的应用

1、.第一节全球定位系统的应用学习目的：1.结合教材相关内容，理解全球定位系统的根本工作原理和组成。重、难点2.联络生活中的实例，说明全球定位系统在定位导航中的作用。重点自 主 预 习·探 新 知1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组成系统构造组成功能空间部分21颗工作卫星，3颗备用卫星，共同运行于6个轨道面上不连续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2.全球定位系统的应用1GPS的特点全

2、天候、高精度、自动测量。2GPS的主要功能定位和导航。3GPS的应用军事：GPS最初建立的目的是为军事应用。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。交通：救援：GPS可对消防人员、救护人员、交通警察进展应急调遣。农业：GPS引入农业消费后产生了“精准农业耕作。娱乐：GPS走入了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手。自主诊断1GPS可获得地球上任何地点的经纬度和高程。2GPS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。3GPS接收机要显示所在点的运动速度需要3颗卫星参与。4旅游时携带GPS接收机可防止迷路。【提示】1.×

3、GPS只能获得地球外表上某地的经纬度和高程。2GPS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。3×GPS接收机要显示所在点的运动速度至少需要4颗卫星参与。4GPS可帮助旅游者选取最优旅游线路和目的地且防止迷路。合 作 探 究·攻 重 难全球定位系统的组成及工作原理材料2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。北斗卫星导航系统BDS是中国正在施行的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。是继美国全球卫星定位系统和俄罗斯全球卫星导航系统之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空

4、间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时效劳，并具短报文通信才能。【考虑交流】1什么是全球卫星定位系统？它由哪几部分组成？【提示】全球定位系统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三部分组成。2北斗卫星导航系统的工作原理与全球卫星定位系统是否一样？其原理是什么？【提示】一样。工作卫星不连续地发送各自与定位相关的参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算，得出接收机所在点位三维位置、运动速度和时间等信息。归纳总结 1全球定位系统的组成全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即空间部分、

5、地面监控系统和用户设备部分，可以提供准确的三维坐标、速度和时间，如以下图所示：2根本工作原理工作卫星不连续地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，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。详细如以下图所示：1GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，它们均匀分布在6个轨道平面上。全球的任何地点、任何时间都可观测到4颗以上的GPS卫星。以下图为全球定位系统的卫星星座示意图。读图，完成12题。 【导学号：57522100】1图中显示了全球定位系统中的A空间部分B地面监控系统CGPS接收机D用户设备部分2图示系统的主要功能是A不连续地发送各自与定位相关

6、的参数和时间信息B监测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调整运行速度和航向1A2A第1题，读图可以看出，此图是GPS卫星星座，应为GPS的空间部分。第2题，GPS的空间部分，即GPS卫星星座的主要功能是不连续地发送各自与定位相关的参数和时间信息。B、D两项为地面监控系统的功能；C项为GPS接收机的功能。全球定位系统的应用材料一2017年9月20日，摩拜单车登陆了美国首都华盛顿，正式开拓了北美市场。这也是摩拜进入全球第8个国家。摩拜单车利用创新的卫星定位和物联网技术精准的掌握每一辆单车的位置和状态生成的出行大数据，为用户提供了更好效劳的同时也为城市规划部门、本地商

7、家和其他机构创造价值。材料二GPS具有较强的防盗功能，当汽车在运行过程中遭遇劫匪时，司机只需按下报警开关，应急中心将会及时处于出警状态，同时司机还可以通过手机对车辆进展断油断电处理，迫使劫犯放弃抢劫方案，保证了人身及财产的平安。【考虑交流】1摩拜单车是如何准确掌握每一辆车的位置及状态的？【提示】每辆单车上都装有GPS系统，这样就可以随时理解每辆单车所处的位置、速度。2GPS较强的防盗功能是如何表达的？【提示】当汽车装载GPS系统时，应急中心就能随时理解汽车的详细位置，便于应急追踪处置。同时司机也可对汽车遥控，控制汽车的开关。3以上材料主要反映了GPS的什么功能？【提示】定位和导航。归纳总结 1

8、全球定位系统的优势优势含义全能性不管是陆地上，还是海洋上，都可以依靠GPS进展定位导航；不管是航空活动还是航天活动低轨航天器，都可以使用GPS进展定位导航全球性GPS所效劳和覆盖的空间范围，普及地球上的每一个角落全天候不管是在什么样的气象、气候条件下，都能提供效劳连续性GPS可以连续不断地提供定位导航效劳实时性GPS提供的信息是瞬时的、同步的，不是历史上的、过去的信息2.全球定位系统的应用应用领域主要功能详细用处军事定位导航GPS最初是为军事应用而建立的，至今它仍然由美国国防部控制。它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，同时也广泛应用于野外行进中的单兵和挪动装备的定位及

9、跟踪测量定位广泛应用于大地测量、资源勘探、地壳运动观测、地籍测量等领域。GPS技术测量精度高可以到达厘米级的程度；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交通定位导航租车效劳、物流配送等行业利用GPS，对车辆进展跟踪、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恳求，降低能源消耗，节省营运本钱。GPS对车辆具有导航功能救援定位可对消防人员、救护人员、交通警察进展应急调遣，从而进步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响效率农业定位精准农业耕作：利用GPS获取农田信息，包括产量监测、土样采集等；计算机系统通过对数

10、据的分析处理，决策出农田地块的管理措施；然后把产量和土壤状态信息装入带有GPS设备的喷施器中，准确地给农田地块施肥、喷药，从而抑制了以往因无视同一农田内农作物的差异而对农作物进展统一施药带来的弊端。渔业：渔民利用GPS可以准确地测定鱼群的位置，使捕鱼变得轻而易举娱乐定位导航随着GPS接收机的小型化以及价格的降低，GPS逐渐走进了人们的日常生活，甚至与手机合二为一，成为人们出行、旅游、探险的好帮手知识拓展GPS在导航中的作用应用类型应用领域作用车辆应用城市公共汽车、旅游区车辆、海关、公安、海防、私家车等向用户提供车辆所在地的经纬度位置、运行轨迹、速度、行进方向等；可对车辆进展统一调度和管理航海应

11、用向用户提供船舶位置、航速、航向、时间信息以及海图、海迹显示等防止船只冲撞，确保航行平安把自己的位置和航向发送到航海管理中心便于航海管理中心的跟踪、搜寻和救援航空应用空域航线、着陆、机场监视和管理实现空域划分与管理、空中交通流量管理、飞行道路管理2印度洋海啸发生时，36名英国游客被困在斯里兰卡南部海滨的希克杜沃海滩，其中一名游客用手机发出求救信号，使救援人员成功找到他们。据此答复12题。 【导学号：57522101】1该游客的手机具有的特殊功能是A彩信 BGPS定位C求救D拍照2在救援中利用GPS技术可以帮助救援人员快速确定位置快速赶到并施行救援减少生命财产损失消除灾害影响A BCD1B2A此

12、题组考察全球定位系统的应用。第1题，救援人员根据求救信号成功找到求救者是借助手机的GPS定位功能。第2题，利用GPS技术能帮助救援人员迅速确定求救者的位置，快速赶到并施行救援，从而减少生命财产损失。课堂小结当 堂 达 标·固 双 基考察点1全球定位系统的组成及工作原理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，在对伊战争中，美国士兵装备了军用GPS接收机。结合所学知识，答复12题。 【导学号：57522102】1美国士兵装备的GPS接收机接收到的信号至少由几颗空间卫星提供A3B4C5D62装备GPS接收机的美国士兵随时都可获得卫星提供的三维位置运动方向运动速度和时间伊军

13、士兵位置A BCD1.B2.B第1题，士兵有时处在运动中，因此，接收机接收到的信号至少由4颗空间卫星提供。第2题，假设由4颗卫星提供信号，美国士兵利用GPS可以获取自己的三维坐标、运动方向、运动速度和时间，但无法获取伊军士兵的位置。右图是某GPS接收机上的信号。读图，完成35题。3图中的东经度和北纬度表达的是AGPS卫星的位置BGPS接收机的位置C地面监控系统的位置D某一地理事物的位置4此时GPS卫星可以接收8颗卫星发送的信号，其中信号较弱的两个卫星的编号是A第2号和第20号B第8号和第28号C第11号和第28号D第7号和第31号5图中的GPS卫星编号有31号，这说明AGPS卫星星座由31颗卫

14、星组成B该GPS接收机此时可以接收到第31号卫星的信号C目前GPS卫星已发射31颗D任何GPS接收机都可以接收到第31号卫星的信号3.B4.A5.BGPS接收机上的数据主要有四部分：经纬度是指接收机所在地的地理位置。左边的高度是指所在地的海拔，小数据是误差。下面的柱状图是接收到的卫星的标号以及信号的强弱。同心圆表示卫星的位置。卫星分布图描绘了在你所处位置圆心仰望天空能搜索到的8颗卫星，大圆表示地平线，小圆为抬头以45°角仰望天空的范围，越靠近中心，卫星信号越强。考察点2全球定位系统的应用智能手机一般具备拍照、网页阅读、地图查询、定位导航等功能。以下图是某智能手机的GPS功能显示图。读

15、图，完成67题。 【导学号：57522103】6手机GPS功能的出现，说明AGPS技术已成为人们日常生活的必备工具BGPS技术可以扩大人们的出行范围C随着GPS技术的普及，民用GPS技术开展很快D有手机信号就能进展GPS定位导航7手机GPS可以实现的功能有网络实时监视所处位置获取失窃汽车查找行车道路追踪A BCD6.C7.D第6题，手机GPS功能的出现，说明随着GPS技术的普及，民用GPS技术开展很快。第7题，GPS的主要功能是定位和导航，手机GPS可以获取所处的位置，可以进展行车道路追踪。“精准农业是当今世界农业开展的新潮流，是由信息技术支持的、根据空间变异，定位、定时、定量地施行一整套现代

16、化农事操作技术与管理。据此完成89题。精准农业系统8该技术的主要特点是A本钱高、费用高B全天候、实时性C受天气影响大D操作要求高、实用效率低9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8.B9.A“精准农业需要准确获取农田中各地点的信息，故需应用GPS技术。GPS具有全天候、实时性、高精度、高效率等特点。教材活动点拨教材P74探究【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要准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

17、位。假如是一个人或一辆车、一艘轮船在地表上运动，那么准确理解其位置至少需要4颗卫星，可确定经度、纬度、高程和运动速度等。教材P80考虑【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进展定位；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，这些卫星不连续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，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。