高中地理 3.3 全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用課件 湘教版必修3.ppt

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目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一、全球定位系統(tǒng) 1.概念:具有在海、陸、空進行全方位、實時三維導(dǎo)航與定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 2.組成:GPS由空間星座、地面控制系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)三部分組成,它們具有不同的空間位置、組成和分布特點。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,,,,,,,,,,,,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,3.接收機類型(根據(jù)用途分) (1)導(dǎo)航型接收機:用于運動載體的導(dǎo)航,實時給出載體的位置和速度。 (2)測地型接收機:用于精密大地測量和精密工程測量,定位精度高。 (3)授時接收機:利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時間標準進行授時,多用于天文臺及無線電通訊。,,,,預(yù)習(xí)交流1 在圖示的GPS接收界面上顯示同時接收了幾顆衛(wèi)星信號?讀出接收機所在位置的經(jīng)緯度和海拔。 提示:7顆。緯度:395827.9″N;經(jīng)度:1161850.2″E;海拔:109米。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,二、全球定位系統(tǒng)與定位導(dǎo)航 1.定位精度。 (1)靜態(tài)導(dǎo)航定位:厘米級甚至毫米級精度。 (2)動態(tài)定位:1米以內(nèi)精度。 (3)速度測量:厘米級精度。 (4)時間測量:毫微秒級精度。 2.應(yīng)用。 (1)交通、郵電、地礦、建筑、農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業(yè)。 (2)監(jiān)測地殼的微小移動,幫助預(yù)報地震。 (3)與GIS、RS結(jié)合,為資源調(diào)查、工程管理、精細農(nóng)業(yè)服務(wù)。,,,,,,,,,,,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,預(yù)習(xí)交流2 舉例說明GPS在大地測量中的作用。 提示:GPS定位不受地形、地物限制,用于大地測量準確方便。例如喜馬拉雅山脈主峰珠穆朗瑪峰最新高度8844.43米,就是運用GPS技術(shù)測得的。,,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,主題一 全球定位系統(tǒng)的組成及工作原理 活動與探究 材料:GPS是美國從20世紀70年代開始研制,歷時20年,于1994年全面建成的利用導(dǎo)航衛(wèi)星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng),GPS衛(wèi)星信號傳播和接收不受天氣等因素的影響。如今,GPS已經(jīng)成為當今世界上最實用,也是應(yīng)用最廣泛的全球精密導(dǎo)航、指揮和調(diào)度系統(tǒng)。 從GPS衛(wèi)星星座(圖甲)可以看到有6個衛(wèi)星軌道,每個軌道上有4顆衛(wèi)星。對于地平面上的觀測者來說,最少可見到4顆衛(wèi)星。圖乙為全球定位系統(tǒng)的組成及其關(guān)系圖。,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,結(jié)合材料探究:①GPS定位和導(dǎo)航的原理是什么? ②運用數(shù)學(xué)原理,要計算出地面靜止物體的位置,至少根據(jù)幾顆衛(wèi)星提供的資料?要進一步提高定位精度,并迅速計算出運動物體的空間位置、運行速度和運行方向,至少有幾顆衛(wèi)星提供資料? ③GPS定位和導(dǎo)航有哪些優(yōu)點? 提示:①工作衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息,用戶接收到這些信息后,經(jīng)過計算,求出接收機的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息。 ②3顆;4顆。 ③全球性、全能性(陸地、海洋、航空、航天)、全天候、連續(xù)性、實時性。,,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,遷移與應(yīng)用 例1關(guān)于GPS組成的說法,正確的是( )。 A.空間星座由21顆衛(wèi)星組成 B.用戶系統(tǒng)就是電腦設(shè)備 C.地面控制系統(tǒng)由1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)控站 D.空間星座由20顆工作衛(wèi)星、4顆備用衛(wèi)星組成 解析:空間星座由24顆衛(wèi)星組成,其中21顆工作衛(wèi)星、3顆備用衛(wèi)星;用戶系統(tǒng)也就是接收設(shè)備;地面控制系統(tǒng)由1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)控站組成。 答案:C,,,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,主題二 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 活動與探究 材料一:在第二次世界大戰(zhàn)中,曾經(jīng)有記者問一位飛行員:“你知道去轟炸哪個城市嗎?”飛行員回答:“不知道?！薄澳悄阍趺慈マZ炸呢?”“容易。上級給我一個坐標,我按計算機的指引,投下采用GPS導(dǎo)航的炸彈掉頭就走,跟我玩游戲機沒啥兩樣?！?(1)結(jié)合材料探究:①全球定位系統(tǒng)的基本功能是什么? ②GPS在現(xiàn)代軍事上有哪些應(yīng)用? 提示:①定位和導(dǎo)航。 ②主要是為各種軍事活動提供定位導(dǎo)航。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,許多高科技武器、彈藥等也都開始采用GPS技術(shù)進行定位導(dǎo)航。,,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,材料二:GPS航海自主導(dǎo)航系統(tǒng),可以說給了船舶一雙“慧眼”。GPS自主導(dǎo)航系統(tǒng)適于遠洋導(dǎo)航、海岸導(dǎo)航、港口導(dǎo)航、內(nèi)河導(dǎo)航、湖泊導(dǎo)航五種航路的任何一種,它基本上是一種單純的導(dǎo)航系統(tǒng),其主要特征是僅向用戶提供位置、航速、航向和時間信息,也可包括海圖航跡顯示,不需通信系統(tǒng),適應(yīng)于任何海面、湖面和內(nèi)河上航行的船舶,從大型遠洋貨輪到私人游艇。 (2)結(jié)合材料探究:從定位、導(dǎo)航、交通管理等方面談?wù)凣PS航海自主導(dǎo)航系統(tǒng)有哪些功能。 提示:一是向用戶提供船舶位置、航速、航向和時間信息,以及海圖航跡顯示等。二是港口管理和進港引導(dǎo)系統(tǒng),主要用于港口、碼頭的船舶高度整理,進港船舶引導(dǎo),以確保航行安全和秩序。三是航路交通管理系統(tǒng),主要用于近海和內(nèi)河船舶導(dǎo)航和管理。,,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,材料三:某盜竊犯罪嫌疑人在青島市市南區(qū)盜竊了一輛汽車,30分鐘后,在他行駛到青島市城陽區(qū)時被警察攔住,自認為沒有泄露蛛絲馬跡的犯罪嫌疑人在被逮捕的時候還有些莫名其妙。他怎么也想不到,被盜的那輛汽車安裝了GPS,從他盜竊該汽車的那一刻起,就成為了警察的監(jiān)控目標。下圖為GPS車輛監(jiān)控管理與調(diào)度示意圖。,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,(3)結(jié)合材料探究:①警察是怎樣根據(jù)全球定位系統(tǒng)(GPS)提供的信息將盜車犯罪嫌疑人逮捕的?請你大體說說警察破案的經(jīng)過。 ②在GPS汽車導(dǎo)航中,信息在汽車、衛(wèi)星和服務(wù)中心之間是怎樣傳遞的?GPS在交通方面有哪些作用? 提示:①車載GPS(全球定位系統(tǒng))隨時監(jiān)控、報告每一輛安裝了GPS的汽車精確的經(jīng)緯度位置,當車主發(fā)現(xiàn)汽車被盜報案后,警察就可以根據(jù)全球定位系統(tǒng)(GPS)提供的信息,準確定位被盜汽車所在的位置,發(fā)現(xiàn)、追蹤并逮捕盜車犯罪嫌疑人。 ②汽車中GPS用戶設(shè)備接收了GPS衛(wèi)星信息,計算出車的位置、速度等信息,并通過無線電信號傳送到服務(wù)中心,服務(wù)中心再根據(jù)汽車所在的位置,及時通過語音提示為汽車導(dǎo)航。GPS在交通方面可以實時播發(fā)路況信息,自動匹配最優(yōu)行車路線;降低能源消耗,節(jié)省運行成本,并使行車、乘車安全系數(shù)大大提高。,,材料四:2012年8月,安徽某“驢友”團(如下圖)先到福建漳州旅游,然后到武夷山野外旅游探險,不幸被山洪圍困于山中,由于配備有GPS的手機,及時將確切位置信息發(fā)送出去,從而及時得到救援。他們在遇險前還利用GPS功能為拍攝落日提供幫助。 (4)結(jié)合材料探究:GPS在安徽某“驢友”團旅游探險過程中發(fā)揮了哪些作用? 提示:旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在的位置,確定前往目的地的最優(yōu)行進方式和路線;野外探險者可快捷地找到合適的道路和宿營地點,并在發(fā)生險情時迅速定位,以便及時、有效地得到救援;能準確記錄每次攝影地點,并自動計算出該地點每天的日出、日落時間,為旅游者在最佳地點和最佳時間拍攝到最理想的畫面提供幫助。,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,,遷移與應(yīng)用 例2(2014山東文綜)下圖為我國某區(qū)域冬季某日8時至次日8時的降雪量和積雪深度分布圖,該時段該區(qū)域風(fēng)向主要為偏東風(fēng),云量分布差異不明顯。道路積雪會影響交通,應(yīng)用GPS技術(shù)可以( )。 A.獲取道路積雪影像數(shù)據(jù) B.解譯積雪遙感影像 C.分析道路積雪空間分布 D.確定待救援車輛位置 解析:本題考查GPS技術(shù)的應(yīng)用。獲取道路積雪影像數(shù)據(jù)應(yīng)用RS技術(shù),解譯積雪遙感影像和分析道路積雪空間分布應(yīng)用GIS技術(shù),確定待救援車輛位置應(yīng)用GPS技術(shù)。 答案:D,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,,,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),當堂檢測,1,2,3,4,5,6,近年來,針對中國“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展,美國航天專家則建議美方盡快升級GPS(全球定位系統(tǒng)),以確保其在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢。據(jù)此完成第1~2題。 1.下列不屬于全球定位系統(tǒng)組成部分的是( )。 A.空間星座 B.用戶系統(tǒng) C.地面控制系統(tǒng) D.傳感器,答案:1.D,,問題導(dǎo)學(xué),3,4,當堂檢測,5,6,1,2,2.關(guān)于全球定位系統(tǒng)的說法正確的是( )。 A.全球定位系統(tǒng)只能獲得地面某點的經(jīng)緯度,不能確定其高程 B.野外旅行,只要用GPS信號接收機,可隨時知道自己所處的經(jīng)緯度 C.全球定位系統(tǒng)具有高精度和自動測量的特點,但是受地形、天氣等自然因素影響較大 D.目前GPS主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域 答案:2.B,,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當堂檢測,5,6,3.2015年4月25日17時17分,在西藏自治區(qū)日喀則地區(qū)定日縣發(fā)生里氏5.9級地震,震源深度20千米。在震后救災(zāi)中,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)發(fā)揮了重要作用。BDS 是我國自行研制的全球衛(wèi)星定位與短文通信系統(tǒng),是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄羅斯格洛納斯(GLONASS) 之后的第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。BDS 在抗震救災(zāi)中發(fā)揮的主要作用有( )。 ①提供災(zāi)區(qū)的影像 ②統(tǒng)計災(zāi)區(qū)的經(jīng)濟損失 ③確定救災(zāi)人員的位置 ④提供短文聯(lián)絡(luò) A.①② B.①③ C.②③ D.③④ 答案:D 解析:北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)屬于定位導(dǎo)航系統(tǒng),主要用于位置方面的定位和導(dǎo)航。根據(jù)題目敘述:BDS是我國自行研制的全球衛(wèi)星定位與短文通信系統(tǒng)。,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當堂檢測,5,6,讀材料,完成第4~5題。 材料一:精準農(nóng)業(yè)是當今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流,它是由信息技術(shù)支持、根據(jù)空間定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)。它包括精準播種、精準施肥、精準灌溉、精準收獲等環(huán)節(jié),是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、安全的重要途徑。它將農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字和信息時代,是今后農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當堂檢測,5,6,4.為了精確和快速地對大面積的田區(qū)進行頻繁監(jiān)測,判斷田間作物生長情形和產(chǎn)量的空間分布,需要使用的地理信息技術(shù)是( )。 A.GPS B.GIS C.RS D.數(shù)字地球,答案: 5.A 解析:第4題,結(jié)合“精確”“快速”和“監(jiān)測”等關(guān)鍵詞可以判斷,需要使用的地理信息技術(shù)是RS。,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當堂檢測,5,6,5.為了對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地進行精準施肥,減小化肥施用總量,提高經(jīng)濟效益,需要借助的地理信息技術(shù)是( )。 A.GPS B.GIS C.RS D.數(shù)字地球 答案:4.C 5.A 解析:第5題,精準施肥就是根據(jù)不同地塊土壤的肥力狀況、農(nóng)作物生長情況,精確、定點地投放肥料,需要借助GPS。,6.讀GPS系統(tǒng)工作流程圖,完成下列各題。 (1)圖中甲、乙分別代表: 甲 ,乙 。 (2)GPS衛(wèi)星星座中有 顆工作衛(wèi)星,要想獲得準確的三維信息,需要 顆定位衛(wèi)星提供數(shù)據(jù)。 (3)如果你要進行一次探險活動,需要 型接收機,該類型接收機按具體用途又可分為哪幾種? (4)如果某人自駕車旅游時出現(xiàn)緊急情況,監(jiān)控中心可通過車載GPS獲取哪些信息?,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當堂檢測,5,6,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當堂檢測,5,6,答案:(1)地面控制系統(tǒng) GPS接收機 (2)21 4 (3)導(dǎo)航 車載型、航海型、航空型、星載型。 (4)車輛情況、出事地點等。 解析:第(1)題,根據(jù)圖中箭頭的指向,具有監(jiān)測控制功能的是地面控制系統(tǒng),接收信號的是GPS接收機。第(2)題,在GPS衛(wèi)星星座系統(tǒng)中有21顆工作衛(wèi)星;要獲取精確的三維信息,需要4顆工作衛(wèi)星提供數(shù)據(jù)。第(3)題,探險需要導(dǎo)航型接收機,其按具體用途又可分為車載型、航海型、航空型和星載型。第(4)題,監(jiān)控中心可通過車載GPS獲取車輛情況、出事地點等信息。,