高中地理必修三3.1全球定位系统的应用PPT市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件

当你旅游或野外考查时，通惯用哪些方法来区分方向或确定你所在位置？这些方法有什么不足？思考？现在有没有更简单、更准确方法？手持型GPS机车载型GPS机

北半球野外判断方向方法：方法一：能够找到一棵树桩观察，年轮宽面是南方；

方法二：还是找一颗树，其南侧枝叶茂盛而北侧则稀疏；

方法三：观察蚂蚁洞穴，洞口大都是朝南；方法五：直接依据太阳判断：方法六：还能够利用手表来辨识方向：你所处时间除以2，再把所得商数对准太阳，表盘上12所指方向就是北方。方法七：用地图方法八：指南针第1页第一节全球定位系统的应用第三章地理信息技术的应用第2页探究：1.在一个平面直角坐标系上，确定点位置，需要知道几个值？2.在一个空间三维坐标系上，确定点位置，需要知道几个值？3.要准确知道一个人在地球上位置，必须知道几个值？最少需要几颗卫星？（分组讨论、主动探究）YXAXYZ第3页卫星定位基本原理

简单地说就是用户同时向已知其位置3个导航卫星分别进行距离测量，然后再以该卫星为球心，以所测得距离为半径，在空间画出3个球面，则该3个球面相交点，就是用户所在位置了。通常应用三颗卫星数据就能够进行定位，但要确保对目标实时观察（诸如提供目标运动数据等），则需要最少四颗卫星信号。第4页卫星定位技术发展回顾1957年世界上第一颗人造地球卫星发射成功，40多年来，人造地球卫星技术在通信、气象、资源勘察、导航、遥感、大地测量、地球动力学、天文学和军事科学等众多领域，得到了极广泛应用。人造地球卫星出现，首先引发了各国军事部门高度重视。1958年底，美国海军武器试验室，开始着手建立为美国海军舰艇导航卫星系统，即“海军导航卫星系统”（NavyNavigationSatelliteSystem——NNSS）。因为该系统卫星都经过地极，也称“子午(Transit)卫星系统”。1964年该系统建成，并在美国军方启用。1967年美国政府同意该系统解密，提供民用。该系统不受气象条件限制，自动化程度高，含有良好定位精度。第5页卫星定位技术发展回顾

尽管NNSS在导航技术发展中含有划时代意义，但因为该系统卫星数目少（5-6颗），运行轨道低（1000km）,观察时间长（1.5小时），无法提供连续实时三维导航，同时取得一次导航解读时间长，难以满足军事要求，尤其是高动态目标（飞机、导弹等）导航要求。

为满足军事和民用对连续实时和三维导航迫切要求，1973年美国国防部开始组织陆海空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统计划，这就是当前所称“导航卫星授时测距/全球定位系统”（NavigationSatelliteTimingandranging/GlobalPositioningSystem）简称全球定位系统（GPS）。第6页一、全球定位系统概念概念（GPS）：利用卫星网络来取得地面某点经纬度和高程系统。第7页

全球定位系统是美国从本世纪70年代开始研制，历时，耗资200亿美元，于1994年全方面建成，含有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力新一代卫星导航与定位系统。当前全球覆盖率为98%。在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月,航天飞机升空,共同给列为20世纪“三大航天工程”它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。

第8页主控站：1个监测站：5个注入站：3个二、全球定位系统系统组成空间部分地面监控系统用户设备部分全球定位系统由24颗卫星组成（其中3颗备用），分布在6个轨道平面上。主要是GPS接收机提供与定位相关参数和时间信息主要用于监测和控制卫星及其各种设备运行能够确定接收机所在点位置、速度、到航路终点距离和航向等信息第9页GPS空间部分组成21颗正式工作卫星+3颗活动备用卫星，6个轨道面，轨道与轨道之间夹角为60°，同一轨道卫星之间夹角为90°平均轨道高度20200km周期11h58min（顾及地球自转，确保在天天二十四小时任何时刻，能够同时观察到4颗以上卫星GPS空间部分①第10页GPS空间部分②GPS卫星星座设计星座：21+321颗正式工作卫星+3颗活动备用卫星确保在天天二十四小时任何时刻，在高度角15以上，能够同时观察到4颗以上卫星第11页BlockIIRBlockIIABlockIIABlockIIRBlockIIFBlockIIR不一样类型GPS卫星第12页GPS地面监控部分①地面监控部分（GroundSegment）组成主控站：1个监测站：5个注入站：3个通讯与辅助系统第13页GPS地面监控部分②地面监控部分（GroundSegment）分布注入站第14页用户接收机部分GPS接收机基本类型分导航型和大地型。（手机）大地型接收机又分单频型和双频型。（专业测量工具）第15页单频机双频机大地型GPS接收机第16页导航型GPS机手持型GPS机第17页二、接收机信号解读与操作表示接收机所在经纬度位置数字表示被接收信号卫星编号，黑色柱长短表示信号强弱。卫星分布图描绘了在你处位置（圆心）仰视天空能搜索到卫星，大圆表示地平线，小圆为抬以45°角仰视天空范围，越靠近中心，卫星信号越强。第18页思索1．能否应用GPS对台风中心进行定位？答：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GPS定位。第19页其它国家卫星定位系统

欧洲“伽利略”、俄罗斯“格洛纳斯”、中国“北斗”等全球卫星导航定位系统也在发展，北斗卫星导航系统（BDS）是中国正在实施自主发展、独立运行全球卫星导航系统，致力于向全球用户提供高质量定位、导航、授时服务，并能向有更高要求授权用户提供深入服务，军用与民用目标兼具。中国在年完成了含有区域导航功效北斗卫星导航试验系统，之后开始构建服务全球北斗卫星导航系统，于20起向亚太大部分地域正式提供服务，并计划至20完成全球系统构建。第20页三、全球定位系统作用、功效和特点：特点：

作用：能够快速准确地确定地面某点位置

（经度、纬度）和高程，甚至速度、距离和航向等。主要功效：（1）全天候，不受天气影响；全球性覆盖定位和导航（2）高精度（精度可达厘米级）（4）全能性（海、陆、空）（5）连续性和实时性。（3）自动测量，快速省时高效率；第21页军事:导弹飞行、飞机导航、准确打击实现测绘：有哪些优势？有哪些详细应用领域？交通：关键是导航救援：关键是定位农业：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？娱乐旅游公安四、全球定位系统应用第22页四、全球定位系统应用1、军事方面

在海湾战争中，美国航天司令部统一指挥了约70颗卫星，支援陆海空作战，海湾战争也所以被称为“第一次空间战争”。显然，谁拥有“制信息权”，谁就能掌握高技术战场主动权，而“制信息权”又离不开“制天权”。作用：给航行中军舰、飞机及导弹等设施提供定位和导航信息；同时也应用于野外行进中单兵和移动装置定位及跟踪第23页

1999年，以美国为首北约悍然使用5枚导弹攻击了中国驻南斯拉夫大使馆，那5枚导弹均匀地分布在我们大使馆楼顶扇面上，3位新闻工作者邵云环、许杏虎、朱颖当场牺牲。那5枚准确制导炸弹，全部是GPS准确制导炸弹第24页2、测量方面

此次测量除采取1975年时传统测量方法外，还采取GPS测量系统。

珠穆朗玛峰高度最新测量结果为8844.43米

参数：珠穆朗玛峰峰顶岩石面高程测量精度±0.21米；峰顶冰雪深度3.50米。

原1975年公布珠峰高程数据停顿使用。10月9日早晨10时，国家测绘局局长陈邦柱宣告珠穆朗玛峰高度最新测量结果：第25页

地处北回归线以北5°，在崇山峻岭之间，幽深而绵长地躺卧着一条“巨龙”——世界上最深和最长峡谷，1998年10月，中国国务院正式同意将这一世界最大峡谷科学地定名为——雅鲁藏布大峡谷。其峡谷关键河段平均深度为5000米，最深处达5382米，峡谷长496.3千米，远远超出了以前认为是世界第一秘鲁科尔卡大峡谷（深3200米）。雅鲁藏布大峡谷最窄处为74米，普通宽在80至200米之间。

世界上最大峡谷－－美国科罗拉多大峡谷,也是地球上自然界7大奇景之一。该大峡谷全长347千米,宽6至29千米,深1600米,位于美国西部亚利桑那州北部凯巴布高原。雅鲁藏布江大峡谷基本特点能够用十个字来概括：高、壮、深、润、幽、长、险、低、奇、秀。

雅鲁藏布江江大峡谷测量：第26页大坝变形监测许多水库库区滑坡体是要定时监测。现在许多科技人员在这种监测工作中使用了GPS（全球定位系统）技术，只要滑坡体产生1毫米移动，GPS就像火眼金睛一样能发觉它，这是以前常规外观察量方法难以想象。第27页GPS在交通运输中作用车载型GPS机3、交通方面第28页

经过GPS定位和监控管理系统能够对遇有险情或发生事故车辆进行紧急援助。监控台电子地图可显示求援信息和报警目标，规划出最优援助方案，并以报警声、光提醒值班人员进行应急处理。4、紧急援助在旅游及野外考查中应用在旅游及野外考查中，比如到风景秀丽地域去旅游，到原始大森林、雪山峡谷或者大沙漠地域去进行野外考查，GPS接收机是你最忠实向导。能够随时知道你所在位置及行走速度和方向，使你不会迷失路途。第29页在“五一”黄金周，12位北京户外运动兴趣者在内蒙古库布其沙漠进行徒步穿越时被困，其中一位队员不幸遇难。因为遇险地点位于沙漠深处，给搜救工作带来很大困难。所幸是探险队员们随身带了GPS全球卫星定位手持机，经过GPS定位准确地向救援人员汇报了遇险地点经纬度坐标，救援人员也经过GPS定位，在茫茫沙漠中找到了被困队员。这次意外，让更多人知道了GPS这个名词。假如没有GPS，在没有向导情况下，这么沙漠穿越与救援几乎是不可想象。第30页GPS系统营救范例

GPS系统在营救F-117A隐形战斗机飞行员之前，曾成功地营救过美国F-16战斗机飞行员，1993年4月还曾营救过阿拉法特．

1993年4月，巴勒斯坦解放组织领导人阿拉法特座机在飞行途中不幸遇上沙暴，飞机被迫降落在撒哈拉大沙漠里．与阿拉法特失去联络巴勒斯坦解放组织总部使尽满身解数寻找未果，最终只好借助美国侦察卫星．十几小时之后，才在茫茫沙漠中找到了迫降飞机准确位置，使阿拉法特获救．美国使用这种卫星救援系统正是屡见奇功“导航星”全球定位系统，即GPS．第31页5、农业方面（1）精准农业耕作

利用GPS技术，配合遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS），能够做到监测农作物产量分布、土壤成份和性质分布、做到合理施肥、播种和喷洒农药，节约费用、降低成本、到达增加产量提升效益目标。利用差分GPS技术能够做到：土壤养分分布调查、监测作物产量、合理施肥，准确农业管理。在作物生长久管理中，利用遥感图象并结合GPS可绘出作物色彩改变图。利用GPS定位采集一定数量土壤及作物样品进行分析，能够绘制出作物生长不一样时期土壤含量系列分布图。这么能够做到准确地对作物生长进行管理。第32页5、农业方面（3）鱼群定位（2）GPS技术用于森林防火它是在飞机环动仪上安装热红外系统和GPS接收机，使用这些机载设备来确定火灾位置，并快速向地面站汇报。第33页6、休闲娱乐

把全球定位系统（GlobalPositioningSystem-GPS）比喻成八爪鱼，是因为它所触及行业相当广泛，非“八爪”以蔽之，能够说人类想像力有多宽，其应用就有多广。当前掌上型导航接收机已经问世。可望很快会生产出手表式GPS导航接收机。携带和使用就更