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(biāo)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(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)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(hù)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(diǎn)。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,,,,,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,3.接收機(jī)類(lèi)型(根據(jù)用途分) (1)導(dǎo)航型接收機(jī):用于運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航,實(shí)時(shí)給出載體的位置和速度。 (2)測(cè)地型接收機(jī):用于精密大地測(cè)量和精密工程測(cè)量,定位精度高。 (3)授時(shí)接收機(jī):利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行授時(shí),多用于天文臺(tái)及無(wú)線(xiàn)電通訊。,,,,預(yù)習(xí)交流1 在圖示的GPS接收界面上顯示同時(shí)接收了幾顆衛(wèi)星信號(hào)?讀出接收機(jī)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(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,,目標(biāo)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(jí)甚至毫米級(jí)精度。 (2)動(dòng)態(tài)定位:1米以?xún)?nèi)精度。 (3)速度測(cè)量:厘米級(jí)精度。 (4)時(shí)間測(cè)量:毫微秒級(jí)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(mén)和行業(yè)。 (2)監(jiān)測(cè)地殼的微小移動(dòng),幫助預(yù)報(bào)地震。 (3)與GIS、RS結(jié)合,為資源調(diào)查、工程管理、精細(xì)農(nóng)業(yè)服務(wù)。,,,,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,預(yù)習(xí)交流2 舉例說(shuō)明GPS在大地測(cè)量中的作用。 提示:GPS定位不受地形、地物限制,用于大地測(cè)量準(zhǔn)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(yùn)用GPS技術(shù)測(cè)得的。,,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,主題一 全球定位系統(tǒng)的組成及工作原理 活動(dòng)與探究 材料:GPS是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制,歷時(shí)20年,于1994年全面建成的利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距,具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)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(hào)傳播和接收不受天氣等因素的影響。如今,GPS已經(jīng)成為當(dāng)今世界上最實(shí)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(gè)衛(wèi)星軌道,每個(gè)軌道上有4顆衛(wèi)星。對(duì)于地平面上的觀(guān)測(cè)者來(lái)說(shuō),最少可見(jiàn)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(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,結(jié)合材料探究:①GPS定位和導(dǎo)航的原理是什么? ②運(yùn)用數(shù)學(xué)原理,要計(jì)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(jìn)一步提高定位精度,并迅速計(jì)算出運(yùn)動(dòng)物體的空間位置、運(yùn)行速度和運(yùn)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(diǎn)? 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(shí)間信息,用戶(hù)接收到這些信息后,經(jīng)過(guò)計(jì)算,求出接收機(jī)的三維位置、三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)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(shí)時(shí)性。,,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,遷移與應(yīng)用 例1關(guān)于GPS組成的說(shuō)法,正確的是( )。 A.空間星座由21顆衛(wèi)星組成 B.用戶(hù)系統(tǒng)就是電腦設(shè)備 C.地面控制系統(tǒng)由1個(gè)主控站、3個(gè)注入站和5個(gè)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(hù)系統(tǒng)也就是接收設(shè)備;地面控制系統(tǒng)由1個(gè)主控站、3個(gè)注入站和5個(gè)監(jiān)控站組成。 答案:C,,,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,主題二 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 活動(dòng)與探究 材料一:在第二次世界大戰(zhàn)中,曾經(jīng)有記者問(wèn)一位飛行員:“你知道去轟炸哪個(gè)城市嗎?”飛行員回答:“不知道。”“那你怎么去轟炸呢?”“容易。上級(jí)給我一個(gè)坐標(biāo),我按計(jì)算機(jī)的指引,投下采用GPS導(dǎo)航的炸彈掉頭就走,跟我玩游戲機(jī)沒(méi)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(dòng)提供定位導(dǎo)航。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中,許多高科技武器、彈藥等也都開(kāi)始采用GPS技術(shù)進(jìn)行定位導(dǎo)航。,,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,材料二:GPS航海自主導(dǎo)航系統(tǒng),可以說(shuō)給了船舶一雙“慧眼”。GPS自主導(dǎo)航系統(tǒng)適于遠(yuǎn)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(hù)提供位置、航速、航向和時(shí)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(yuǎn)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(hù)提供船舶位置、航速、航向和時(shí)間信息,以及海圖航跡顯示等。二是港口管理和進(jìn)港引導(dǎo)系統(tǒng),主要用于港口、碼頭的船舶高度整理,進(jìn)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(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),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(chē),30分鐘后,在他行駛到青島市城陽(yáng)區(qū)時(shí)被警察攔住,自認(rèn)為沒(méi)有泄露蛛絲馬跡的犯罪嫌疑人在被逮捕的時(shí)候還有些莫名其妙。他怎么也想不到,被盜的那輛汽車(chē)安裝了GPS,從他盜竊該汽車(chē)的那一刻起,就成為了警察的監(jiān)控目標(biāo)。下圖為GPS車(chē)輛監(jiān)控管理與調(diào)度示意圖。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),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(chē)犯罪嫌疑人逮捕的?請(qǐng)你大體說(shuō)說(shuō)警察破案的經(jīng)過(guò)。 ②在GPS汽車(chē)導(dǎo)航中,信息在汽車(chē)、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(chē)載GPS(全球定位系統(tǒng))隨時(shí)監(jiān)控、報(bào)告每一輛安裝了GPS的汽車(chē)精確的經(jīng)緯度位置,當(dāng)車(chē)主發(fā)現(xiàn)汽車(chē)被盜報(bào)案后,警察就可以根據(jù)全球定位系統(tǒng)(GPS)提供的信息,準(zhǔn)確定位被盜汽車(chē)所在的位置,發(fā)現(xiàn)、追蹤并逮捕盜車(chē)犯罪嫌疑人。 ②汽車(chē)中GPS用戶(hù)設(shè)備接收了GPS衛(wèi)星信息,計(jì)算出車(chē)的位置、速度等信息,并通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)傳送到服務(wù)中心,服務(wù)中心再根據(jù)汽車(chē)所在的位置,及時(shí)通過(guò)語(yǔ)音提示為汽車(chē)導(dǎo)航。GPS在交通方面可以實(shí)時(shí)播發(fā)路況信息,自動(dòng)匹配最優(yōu)行車(chē)路線(xiàn);降低能源消耗,節(jié)省運(yùn)行成本,并使行車(chē)、乘車(chē)安全系數(shù)大大提高。,,材料四:2012年8月,安徽某“驢友”團(tuán)(如下圖)先到福建漳州旅游,然后到武夷山野外旅游探險(xiǎn),不幸被山洪圍困于山中,由于配備有GPS的手機(jī),及時(shí)將確切位置信息發(fā)送出去,從而及時(shí)得到救援。他們?cè)谟鲭U(xiǎn)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(tuán)旅游探險(xiǎn)過(guò)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(jìn)方式和路線(xiàn);野外探險(xiǎn)者可快捷地找到合適的道路和宿營(yíng)地點(diǎn),并在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)迅速定位,以便及時(shí)、有效地得到救援;能準(zhǔn)確記錄每次攝影地點(diǎn),并自動(dòng)計(jì)算出該地點(diǎn)每天的日出、日落時(shí)間,為旅游者在最佳地點(diǎn)和最佳時(shí)間拍攝到最理想的畫(huà)面提供幫助。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,,遷移與應(yīng)用 例2(2014山東文綜)下圖為我國(guó)某區(qū)域冬季某日8時(shí)至次日8時(shí)的降雪量和積雪深度分布圖,該時(shí)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(huì)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(chē)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(chē)輛位置應(yīng)用GPS技術(shù)。 答案:D,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,,,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),一,二,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測(cè),1,2,3,4,5,6,近年來(lái),針對(duì)中國(guó)“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展,美國(guó)航天專(zhuān)家則建議美方盡快升級(jí)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(duì)優(yōu)勢(shì)。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(hù)系統(tǒng) C.地面控制系統(tǒng) D.傳感器,答案:1.D,,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),3,4,當(dāng)堂檢測(cè),5,6,1,2,2.關(guān)于全球定位系統(tǒng)的說(shuō)法正確的是( )。 A.全球定位系統(tǒng)只能獲得地面某點(diǎn)的經(jīng)緯度,不能確定其高程 B.野外旅行,只要用GPS信號(hào)接收機(jī),可隨時(shí)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(dòng)測(cè)量的特點(diǎn),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(wèn)題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測(cè),5,6,3.2015年4月25日17時(shí)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(jí)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(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與短文通信系統(tǒng),是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄羅斯格洛納斯(GLONASS) 之后的第三個(gè)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(jì)災(zāi)區(qū)的經(jīng)濟(jì)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(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與短文通信系統(tǒng)。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測(cè),5,6,讀材料,完成第4~5題。 材料一:精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是當(dāng)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(shí)、定量地實(shí)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(zhǔn)播種、精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)收獲等環(huán)節(jié),是實(shí)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(shí)代,是今后農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測(cè),5,6,4.為了精確和快速地對(duì)大面積的田區(qū)進(jìn)行頻繁監(jiān)測(cè),判斷田間作物生長(zhǎng)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(cè)”等關(guān)鍵詞可以判斷,需要使用的地理信息技術(shù)是RS。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測(cè),5,6,5.為了對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地進(jìn)行精準(zhǔn)施肥,減小化肥施用總量,提高經(jīng)濟(jì)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(zhǔn)施肥就是根據(jù)不同地塊土壤的肥力狀況、農(nóng)作物生長(zhǎng)情況,精確、定點(diǎn)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(zhǔn)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(jìn)行一次探險(xiǎn)活動(dòng),需要 型接收機(jī),該類(lèi)型接收機(jī)按具體用途又可分為哪幾種? (4)如果某人自駕車(chē)旅游時(shí)出現(xiàn)緊急情況,監(jiān)控中心可通過(guò)車(chē)載GPS獲取哪些信息?,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測(cè),5,6,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測(cè),5,6,答案:(1)地面控制系統(tǒng) GPS接收機(jī) (2)21 4 (3)導(dǎo)航 車(chē)載型、航海型、航空型、星載型。 (4)車(chē)輛情況、出事地點(diǎn)等。 解析:第(1)題,根據(jù)圖中箭頭的指向,具有監(jiān)測(cè)控制功能的是地面控制系統(tǒng),接收信號(hào)的是GPS接收機(jī)。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(xiǎn)需要導(dǎo)航型接收機(jī),其按具體用途又可分為車(chē)載型、航海型、航空型和星載型。第(4)題,監(jiān)控中心可通過(guò)車(chē)載GPS獲取車(chē)輛情況、出事地點(diǎn)等信息。,