中图版高中地理必修三课堂讲义：第三章 地理信息技术的应用 第一节 球定位系统的应用

第一节全球定位系统的应用

课程标准

举例说出全球定位系统(GPS)在定位导航中的应注。

学习目标

1.结合教材相关内容，了解全球定位系统的基本工作原理和组成。2.联系生活中

的实例，说明全球定位系统在定位导航中的应用。

［基础知识梳理］

教材梳理1全球定位系统

阅读教材P74〜P76“全球定位系统”，填写下列知识。

1.概念：利用卫星网络来获得地面某点经线度和高程的系统。

2.组成：

系统结构组成功能

2L颗工作卫星，3_颗备用卫星，不间断地向地面监控系统发送各

空间部分

共同运行于6个轨道面上自与定位相关的参数和时间信息

地面监1个主控站，3个注入站，5个监监迎和控制卫星上的各种设备的

控系统控站工作及卫星的运行

用户设显示接收机的统统度、高度、运

GPS接收机

备部分动方向和速度等信息

【图表解读】

1.读教材”图313全球定位系统的卫星星座”，据图说明全球定位系统的空间部

分的组成及作用。

提示全球定位系统的空间部分由分布在距地面20200千米的6个就道面上的

24颗卫星(其中3颗备用)组成，每个卫星就道面上各有4颗卫星。卫星轨道均为

接近正圆的椭圆，运行周期约为11小时58分。卫星的分布使全球的任何地点、

任何时间都可观测到4颗以上的卫星，这就提供了在时间上和空间上连续的全球

导航能力。

2.读教材“图316Gps接收机的信号解读”，据图分析：

(1)说出该地经纬度和高度及误差。

(2)说出图示卫星数量及信号强度。

提示(1)该图表示接收机所在的经度为U6°18'50.2"E、纬度为39°58'27.9"N。接

收机所在的高度为109m,误差为5.7m。

(2)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，小圆为招头以45。角仰望天空的范围，越靠近圆心，卫星信号越强。

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，一般能收到

4〜8颗卫星的信号。

教材梳理2全球定位系统的应用

阅读教材P76〜P79"全球定位系统的应用”，填写下列知识。

1.GPS的特点：全天候、高精度、自动测量。

2.GPS的主要功能：定位和导航。

3.GPS的应用领域：

(1)军事：GPS最初建立的目的是为了军事应用。

⑵测量：具有测量精度高;操作简便；仪器体积小，便于携带；全天候操作;

信息自动接收、存储等优势。

GPS可对车

辆进行跟踪、降低能源消耗,

交通:

(3)调度管理,合节省营运成本

理分配车辆

(4)救援：GPS可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣。

(5)农业：GPS引入农业生产后产生了“精准农业耕作”o

⑹娱乐：GPS走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手。

［预习效果自测1

在第36届世界空间科学大会上，武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验

室主任、中国两院院士李德仁指出，我国的二代导航定位系统将由12颗卫星组

成，到2020年建成我国类似的独立自主的全球导航定位系统。据此回答1〜2

题。

1.GPS卫星星座的工作卫星和在轨备用卫星分别是()

A.21颗和3颗B.22颗和2颗

C.21颗和4颗D.22颗和4颗

2.有关全球定位系统的功能或特点的叙述，错误的是（）

A.服务过程有定时、间断性特点

B.对陆地、海洋、航空和航海领域均能服务

C.能为用户提供精密的三维坐标

D.服务范围有全球性、实时性特点

解析第1题,GPS卫星星座由24颗卫星组成，其中21颗工作卫星，3颗备用

卫星。第2题，GPS具有能够为海、陆、空提供全方位、全天候、高精度的三维

位置、速度及时间数据等的特点。

答案1.A2.A2.A

3.已知GPS卫星的运行周期约为11小时58分，则地面观测者要见到同一颗GPS

卫星，应该（）

A.每天推迟4分钟R.每天同一时刻

C.每天提前4分钟D.每天提前13小时2分钟

解析GPS卫星的运行周期约为11小时58分，运行2周则为23小时56分，同

人们日常使用的一个太阳日（24小时）相差4分钟，因此，地面观测者要见到同一

颗GPS卫星，应该提前4分钟。

答案C

（2017•泉州质检）智能手机一般3n备拍照、网页浏览、地因查询、定住导航

等功能。下图是某智能手机的GPS功能显示图。读图回答4〜5题。

4.手机GPS功能的出现，说明（）

A.GPS技术已成为人们日常生活的必备工具

B.GPS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技术发展很快

D.有手机信号就能进行GPS定位导航

5.手机GPS能够实现的功能有（）

①网络实时监视②所处位置获取③失窃汽车查找④行车路线追踪

A.①②B.③④

C.①③D.②④

解析第4题，GPS的主要功能是定位、导航，这不是人们日常生活必备的，A

错。GPS技术本身不能扩大出行范围，B错。随着GPS技术的普及，人们使用

越来越方便，民用GPS技术发展很快，C对。GPS定位至少需要4颗卫星，不

是有信号就行，D错。第5题，结合前面分析，GPS主要功能是定位、导航，可

以知道位置，为行车路线导航，所以D对。GPS没有监视功能，也没有查寻功

能，①③错。所以A、B、C错。

答案4.C5.D

【案例探究】结合图示探究：

(DGPS由三大子系统组成，除空间部分外，还有系统和部分。

⑵空间部分共有颗卫星，其中，工作卫星________颗，备用卫星

颗，平均分布在_______个轨道平面上，每个卫星轨道上有

颗卫星。卫星的分布保证地面上任何地点、任何时间都可以测到颗以上

的卫星C

(3)GPS工作卫星不间断地发送各自与相关的参数和信息,GPS

用户接收机接收到这些信息后，经过计算便可以求出自身所在地点的

位置、方向以及速度和信息等。

(4)GPS的控制部分是________,其主要作用是什么？

答案(1)地面监控用户设备⑵⑶定位时间三维三维运动时间

(4)地面监控系统用于监测和控制卫星上各种设备是否正常工作，以及卫星是

否沿预定轨道运行。

【反思归纳】

1.全球定位系统的功能、工作过程及特点

概念利用GPS卫星，在全球范围内进行实时导航和定位的系统

组成及工作

过程

用途为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间

工作特点全能性、全球性、全天候、连续性和实时性

在区域地理在区域环境中利用较多的是为导航服务，地面监控系统把信息传给

环境研究中GPS卫星，得出处理后的考察点的地理位置和高程，获得精确数据，

的应用从而确定位置和前进方向，进而导航

2.全球定位系统的优势分析

优势含义

不管是陆地上，还是海洋上，都可以依靠GPS进行定位导航；不管是

全能性

航空活动还是航天活动（低轨航天器），都可以使用GPS进行定位导航

全球性GPS所服务和覆盖的空间范围，遍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,都能提供服务

连续性GPS能够连续不断地提供定位导航服务

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

【即时巩固】读下图，回答问题。

上图是苹果的一款GPS手机的GPS功能显示图，手机GPS功能的出现，说明

GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手，其原因

正确的是（）

A.GPS手机成为时尚

B.GPS技术可以帮助人们选择最合适的旅游路线，降低旅游成本

C.GPS技术可以扩大人们的出行范围

D.GPS技术可使旅游者更具有安全感

解析人们出行、旅游、探险用到GPS技术，说明GPS技术具有定位、导航的

实用价值，有利于旅游者选择旅游线路。

答案B

探究点二全球定位系统的应用

【案例探究】2017年9月28日在澳大利亚BlueScopeSteel钢铁公司的厂房里，

无人操作的起重机牢牢夹起体积庞大的钢板，准确地放置于目标地点，这就应用

了澳大利亚GPS生产商LocAlA公司开发生产的新产品——超高精度的地面GPS

定位系统。

2011年日本“311”大地震为有观测史以来三本最大规模的地震，本次日本

大地震的救援工作，各国救援队都广泛应用GPS定位器，利用GPS全球定位系

统快速精确定位灾民，高效完成救援，充分利用“72小时

结合材料探究：

全球定位系统的应用领域主要有哪些？

提示全球定位系统主要的应用领域有：军事、测量、交通、救援、农业、娱乐

等。

【反思归纳】全球定位系统在定位导航中的作用

应用

功能表现具体用途

领域

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

军事定位导航航信息，同时也广泛应用于野外行进中单兵和移动装备的定

位及跟踪

GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘探、地壳运动观测、

测量定位

地籍测量

对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配车辆，从而以最快的

交通定位导航速度响应用户的乘车或配送请求，降低能源消耗，节省营运

成本。同时GPS对车辆还具有导航功能

可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，从而提

救援定位高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故等紧急事

性的反应效率

农业定位实施“精准农业耕作”及捕鱼

随着GPS接收机的小型化以及价格的降低，GPS逐渐走进

娱乐定位导航了人们的日常生活，甚至与手机合二为一，成为人们出行、

旅游、探险的好帮手

【即时巩固】北京时间2013年6月26日8时7分许，搭乘3名中国航天员的

“神舟十号”载人飞船返回舱，在位于内蒙古中部草原上的“神十”任务主着陆

场预定区域顺利着陆。在“神舟十号”飞船返回舱座椅的边上，放置着两个白色

的包，这就是飞船紧急情况下着陆时保护航天员生命安全的救生包，在救生包中

有GPS定位仪等。据此回答(1)〜(2)题。

(1)救生包中GPS定位仪的作用是()

A.随时知道所在地的气候B.随时矢1道所在地的地理坐标

C.随时知道所在地的天气D.随时知道所在地的季节

(2)目前GPS的主要功能是()

A.定位和导航B.定位和找矿

C.天气预报D.地质测量

解析第⑴题，GPS能够提供准确的地理坐标，不能提供气候、季节、天气状

况等信息。第(2)题，GPS用途广泛，目前的主要功能还是在定位和导航上，找

矿、天气预报、地质测量只是间接的功能。

答案(1)B(2)A

I课堂小结I

知识结构

晨背索引

1.说出全球定位系统的功能、工作过程及特点。

2.说出全球定位系统的优势。

3.说出全球定位系统在定位导航中的作用。

对点练一全球定位系统

1.(2017•泉州高二检测)我国一探险队相隔一个小时看到GPS接收机分别显示如

下界面。关于该考察队的叙述正确的是()

A.地处黄土高原向东南方向行进

B.地处华北平原，行进的相对高度达到800米

C.地处长江中下游平原，有可能遭遇台风天气

D.地处内蒙古高原，当地此时己是黑夜

解析根据两图中的经纬度的变化判断，考察队向南、向东移动，应是向东南方

向行进，A对。根据经纬度判断，地处黄土高原区，图中的高差变化约223米。

夏季19点是黄昏时间。

答案A

2.（2015•吉林高二检测）考察队所用手持式全球定位系统信号接收机显示如下界

面，据此判断该考察队可能（）

地理坐标39。3031rN海拔1468m

82°30'50'E误差7m

A.在喜马拉雅山测量珠峰高度B.在柴达木盆地调查地质构造

C.在塔里木盆•地勘探石油D.在河西走廊寻找地下水

解析根据全球定位系统信号提供的三维坐标信息，喜马拉雅山在北纬30度以

南，塔里木盆地主要在东经90度以西，河西走廊主要在东经95度以东，考察队

应位于塔里木盆地。

答案C

对点练二全球定位系统的应用

（2015•福州高二检测）下图为“120急救指挥中心对某次马拉松比赛出救示

意图”，读图完成3〜5题。

3.救护车司机要想随时确定自己所处的地理坐标，需要拥有（）

A.计算机技术B.GPS信号接收机

C.地理信息系统D.遥感

4.通常确定地球上任何一点的地理位置应该具备以下三个数据（）

A.经度、距离、海拔B.经度、纬度、海拔

C.纬度、相对高度、距离D.到两极、赤道的距离和等高线

5.关于全球定位系统在交通运输中的作用的说法错误的是（）

A.车辆跟踪B.合理分配车辆

C.降低能耗D.提高运营成本

解析第3题，救护车只要有GPS信号接收机，就能利用定位卫星，收到自己

的地理坐标，随时知道自己所欠的位置。第4题，通常确定地球上任何一点的地

理位置，要知道该地点的经度、纬度和海拔高度。第5题，根据全球定位系统可

以合理分配车辆，进行车辆跟踪，进行合理线路分配，进而降低能耗，降低运营

本。

答案3.B4.B5.D

课后作业

基础冲A练

1.（2015•浙江学考）沙漠中的探险者要确定自己所处的位置，可以借助的地理信息

技术是（）

A.遥感B.全球定位系统

C.地理信息系统D.数字地球

解析定位是全球定位系统的基本功能，所以，沙漠中的探险者要确定自己所处

的位置，可以借助的地理信息技术是全球定位系统。

答案B

2.GPS是进行野外考察与探险的重要工具，其作用是（）

A.随时知道自己所在地的地理坐标

B.随时知道自己所在地的气候

C.随时知道自己所在地的地形

D.随时知道自己所在地的水位状况

解析GPS可为野外工作者提供自己所在地的三维坐标（经度、纬度、海拔）。

答案A

3.在下列选项中，可以利用全球定位系统监测的是（）

A.山体位移B.地震震级

C.震源深度D.地震烈度

解析GPS可以测量山体的微小移动。

答案A

（2017•衡阳高二检测）2015年3月底，搭载首颗新一代北斗导航卫星的长征

三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射。标志着北斗卫星导航系统已由区

域运行向全球拓展。据此回答4〜5题。

4.北斗卫星导航系统能提供服务的领域，不包括（）

A.交通运输B.气象、渔业、林业

C.电信、水利、测绘D.人口普查

5.跟北斗卫星导航系统，具有相同功能的是（）

A.RSB.GPS

C.GISD.以上均不同

解析第4题，北斗导航系统主要提供定位、导航、授时服务。在交通、气象、

海上生产、测绘等众多领域应用广泛。第5题，美国的GPS系统与北斗系统提

供相同的服务。B正确。

答案4.D5.B

6.2014年1月3日，“泰山站”完成主体封顶。2月8日上午11时国家海洋局宣

布，中国南极泰山站正式建成开站。泰山站位于中国南极中山站与昆仑站之间的

伊丽莎白公主地，坐标，东经76°58',南纬73。5―，海拔2621米。据此完成

下题。

可精确测量该站的地理坐标和海拔的地理信息技术是（）

A.GPSB.RS

C.GISD.GRS

解析全球定位系统可以确定地点的二维坐标。

答案A

由于精确农业优点多，其发展前景十分广阔，目前已在美国、英国、德国、荷兰、

意大利等西方发达国家蓬勃兴起。下图为“精确农业系统工作示意图”。读图回

答下题。

7.图中主要反映出（）

A.工业基础对农业生产的影响程度增强

B.土壤肥力对农业生产的影响程度增强

C.市场对农业生产的影响程度增强

D.技术对农业生产的影响程度增强

解析图名是“精确农业系统工作示意图”，图中有GPS、电子图等地理信息技

术的应用，故图中内容反映的是技术对农业的影响。

答案D

8.某运动员在自行车上安装全球定位系统（GPS）,并用每20秒自动记录一点的方

式，将骑自行车所到之处记录下来。右图是该运动员在山区公路上全力冲刺时

GPS的点位记录。GPS显示甲乙段最陡，乙丁两点海拔相同。则图中坡最平缓

的路段是（）

戊'

丙I

乙

甲

A.乙丙段B.丙丁段

C.丁戊段D.乙丁段

解析由题中的信息可知，GPS显示甲乙段最陡，表现在图上是点位密度较大,

说明甲到乙是一爬坡路段，因此可得知由甲到戊的地形剖面大致是：

据此分析可知丙丁段坡最缓。

答案R

能力达标练

（2017•郑州调研）下图是车载导航仪面板示意图，行驶过程中始终显示车头

朝上，指向标箭头随行车方向转动。据此回答1〜3题。

1.导航仪能及时显示汽车位置，主要依靠的技术是（）

A.遥感B.计算机

C.全球定位系统D.地理信息系统

2.汽车从当前位置行驶到百货大楼路程约为（）

A.800mB.1200m

C.l800mD.2000m

3.汽车在前方左拐弯后，导航仪面板上的指向标箭头朝向为（）

A.左上B.右上

C.左下D.右下

解析第1题，遥感是利用地物反射率的差异获取地物实时分布状况的技术，地

理信息系统的主要功能是数据查询和分析，全球定位系统的主要作用是对地物进

行定位。及时显示汽车位置主要依靠的是全球定位系统。第2题，根据图中比例

尺信息可知，图上1cm代表实际距离500m,对汽车当前位置与百货大楼之间

的图上距离进行测量并进行相关计算即可。第3题，导航仪面板上指向标的箭头

始终朝向北，当汽车在前方左拐弯后，行驶方向为西南，而此时指向标箭头朝向

右下。

答案l.C2.A3.D

4.2012年，山东省高考试题运卷车，首次全部安装了定位系统，车辆只能沿规定

的路线行走，车上安有监控，对车辆的一举一动全程实时监控，省教育厅工作人

员在济南可看到车辆的一举一动。该过程中运用的地理信息技术为（）

A.GPSB.GIS

C.RSD.以上都可以

解析GPS技术可用于定位和导航。

答案A

5.公交车不报站、报错站导致乘客下错站一直是市民投诉较多的问题。长沙公交

车上日前广泛应用的GPS语音自劫根站系统却能从根本上解决这个问题。此项

技术应用的全球定位系统的功能是（）

①定位②授时③导航④测量

A.①②B.③④

C.①③D.②④

解析全球定位系统生于自动报站是应用的定位和导航功能。

答案C

读GPS手持机界面图，界面上的时间为北京时间。读图，完成6〜7题。

345北015030

航向航速

1肮程高度

0.()m；17

IN32°03*23.2"

|E1l«045*54.6-

上时间:16:59:11，

6.此时，持有GPS手持机者所在地形区为（）

A.江汉平原B.江淮平原

C.华北平原D.江南丘陵

7.如果此日全球昼夜平分，那么此地离日落还约有（）

A.56分钟B.1小时

C.1小时1分钟D.1小时5分钟

解析第6题，从手持机界面图上可以看到的信息有：海拔17米，纬度

32°03,23.2,rN,经度38°45'54.6"E,北京时间16时59分11秒。根据经纬度很容

易判断该地位于江淮地区。第7题，如果此日全球昼夜平分，那么该地应该地方

时18时日落，根据该地与12(TE相差1。1454〃，该地地方时比北京时间晚大约

5分钟，所以此地离日落还约有1小时5分钟。

答案6.B7.D

8.阅读材料•，回答下列问题。

材料一国内的汽车根赁业务起步较晚，骗租、骗盗、逾期不还车、租金无法收

回、超出约定范围行驶等行为时有发生，成为目前制约国内汽车租赁行业发展的

主要原因。由深圳卫通达公司开发完成的GPSONE系统已经率先为汽车租赁行

业的科学化管理进行实践，实现了与多种现代化技术手段的有机结合，很好地解

决了制约我国汽车租赁业发展的难题，在为汽车租赁业提供安全护航的同时，也

为汽车租赁业的规范化经营奠定了基础。

材料二第九届中国(北京)国际园林博览会在北京西南部丰台区境内永定河畔

绿色生态发展带一线举行，总面积267公顷。集中表现我国园林事业取得的新成

就。

⑴汽车租赁中心要随时掌握每一辆己租汽车的位置，利用的是哪一种地理信息

技术()

A.RSB