2018_2019版高中地理第三章地理信息技术的应用第一节全球定位系统的应用学案中图版必修320180713517

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)在定位导航中的应用。

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纬度和高程的系统。

2.组成：

【图表解读】

1.读教材“图3-1-3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20 200千米的6个轨道面上的24颗卫星(其中3颗备用)组成，每个卫星轨道面上各有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3-1-6GPS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116°18′50.2″E、纬度为39°58′27.9″N。接收机所在的高度为109 m，误差为5.7 m。

(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，小圆为抬头以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。

(2)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。

(3)

(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”。

(6)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]

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.A 2.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

B.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

(2019·泉州质检)智能手机一般具备拍照、网页浏览、地图查询、定位导航等功能。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.①②

B.③④

C.①③

D.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.C

5.D

探究点一全球定位系统

【案例探究】结合图示探究：

(1)GPS由三大子系统组成，除空间部分外，还有________系统和________部分。

(2)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。

(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(2)24 21 3 6 4 4 (3)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

在区域地理环境研究中的应用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，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