湘教版地理必修三第三章_第三节全球定位系统及其应用

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全球定位系统及其应用 / / GPS定位原理
课堂巩固
导航、授时和测距全球定位系统由24
目 颗卫星组成,分布在6个轨道平面上绕地
录 面
球运转,接收并传递信息。如果要确定一
板 开
个人(或船只、车辆、飞机等)所处的位
关 置,使用的卫星不能少于( C )
A. 一颗 C. 三颗
B. 两颗 D. 六颗
知识点导航
本节 目录
一、全球定位系统 二、GPS定位原理 三、全球定位系统组成 四、全球定位系统应用
一、全球定位系统
在伊拉克战争中,曾经有记者问一位飞行 员:“你知道去轰炸哪个城市吗?”
飞行员回答:“不知道。”
“那你怎么去轰炸呢?”
“容易,上级给我一个坐标,我按计算 机的指引,投下采用GPS导航的炸弹掉头 就走,跟我玩游戏机没啥两样。”
板 相当于10千米的圆(图A)。

然后你又遇到了另外一个
关 路人,他告诉你距离李家村15
千米。你按同样的方法,绘制
第二个圆(图B)。现在,你
得到了两个交点,你必定处在
其中一个点的位置。
这时,你向第三个人打听到,这里距离张家村10千米。当你把这个
圆在地图上画好后,你的位置也就一目了然了(图C)。这就是三边测
课堂巩固 GPS最初是为军事应用而建立的,至今仍然由美国国 防部控制。结合所学知识完成下题。
1. GPS系统是哪些技术的结晶( D )

①航空航天技术 ②无线电通信技术
录 面
③计算机技术
④基因工程

A. ①②④
B. ①③④
开 关
C. ②③④
D. ①②③
2. 配备GPS接收机的美国士兵随时都可获得工作卫星
“绘制”3个巨大的球体。3个球体会交于两点,其中那个与地球表面相交的点
就是这台GPS接收机所处的位置,然后通过计算得到该接收机所处的经纬度。卫
星D测量GPS接收机所在的高程。
知识点导航
问题探讨:
按照理论,我们知道要保证地面各点能 接收到信息只要3颗卫星就可以了,为什么我 们要用4颗卫星呢?
当GPS收到3颗卫星的信号,它只能 计算出2维坐标:经度和纬度,这时它可 能还会显示高度数据,但这数据是无效的。 当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时, 它能计算出本地的3维坐标:经度、纬度、 高度。
组成和分布
空间
由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成,24 颗卫星均匀分布在6个轨道平面内
地面 用户
由分布在全球的5个地面站组成(5个监控站、 1个主控站和3个注入站)
导航接收机、测地型接收机、授时接收机
实时计算出三维坐标\速度以及时间
返回
空间部分 为了减少误差,一般要求4颗卫星, 用于定位的4颗卫星称为定位星座。
提供的( B )
①三维位置
②三维方向
③运动速度和时间
④伊军士兵位置
A. ①②④
B. ①②③
C. ②③④
D. ①③④
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四、全球定位系统应用
GPS功能
1、定位:我现在在哪里? 2、导航:我要去哪里?如何去?
3.跟踪。跟踪-监视人或物体的运动。 4.绘图。用于绘制世界地图。 5.定时。提供精确的时间。
农民,战士,飞行员,测量员,长途步行者,紧急救
援小组,投递司机,水手,垂钓者,送货员,电脑程
序员,伐木工,消防人员和其它行动的人们,使用 GPS使他们的工作变得更有效,更安全和更容易。
(1)热爱旅游的人们已经将更多的目兴投向人迹罕至的地区— —高山、峡谷、沙漠、戈壁等——在地广人稀没有任何参照 物可用以辨别方向的情况下,极易迷失方向,危险无时无刻不 存在,手持GPS接收机沿着机中记录的安全轨迹小心行进,从 而可以安全返航。如果旅游者配上GPS接收机,根据地图标 示的经纬度就可以保障安全.GPS能提供误差不足30m的经 纬度,受难者可以用它提供给救援人员自己所在地的坐标, 从而为挽救自己和他人的生命争取宝贵的时间.
量术的原理。
知识点导航
全球定位系统及其应用 / / GPS定位原理
GPS测量原理
目 录 面
板 开 关
GPS的定位原理与“三边测量术”原理相似。不同的是3颗卫星代替了3个
村子,地图上平面的圆变成了三维的球面。
如图GPS接收机接收GPS卫星A、B、C传来的信号,计算出接收机与它们之
间的距离,然后分别以3颗卫星为球心,以该卫星到接收机之间的距离为半径,
主要功能
GPS技术在确定林区面积,估算木材量, 计算可采伐木材面积,确定原始森林、道 路位置,对森林火灾周边测量,寻找水源 和测定地区边界方面可以发挥独特的重要 作 在农用业方面GPS也有用武之地.以往飞机向农田
喷洒农药,用人在地面摇动红旗做方位指示,经 依控分常仪据应布由后农用图于,田”,不合土 的 能够理壤 喷 够准分养 施 精分 器 确确布含 , 地造航量 在 给成线分 田G喷P,布 地飞S洒图 各的机点,控效可施设制率以肥置下低按。有,,G事依P而据先S土接有设壤收G计养机P好S分的定的含“位量受 (经1)纬可以度监,测利作用物定产量位(计仪算确机认\产坐量标监后视喷器\洒GP,S接大收大机提) 高 (了2)喷帮助洒合效理率施肥,大大节省飞机作业的费用,喷杀化肥 (农3)药应用时于,减土少壤养重分叠的,避分免布调浪查费(G,避PS免接过收机多把的样用品量的影位置响) 农作物生长.
用户设备
类型
应用
导航接收机 测地接收机 授时接收机
用于运动载体的导航,分为车 能够实时给出载体的位置
载型、航海型、航空型和星载 和速度,价格便宜,应用

广泛
定位精度高,仪器结构复
用于精密大地测量和精密工程测量
杂,价格较贵
用于天文台及无线电通讯
利用GPS卫星提供的高精 度时间进行授时
返回
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统组成
每颗GPS卫星上都有精密的原子钟,所 以GPS接受器可以接收到精确的时间信 息
它能用于绘制森林地图,帮助农民收获庄稼,地面和 空中导航,军事应用,紧急救援。 GPS在很多我们没 有意识到的地方工作。GPS的应用主要有5个方面: 1.定位。确定一点的位置。 2.导航。从一个地方到另一个地方。 3.跟踪。跟踪-监视人或物体的运动。 4.绘图。用于绘制世界地图。 5.定时。提供精确的时间。GPS的应用包含采矿,航空, 测量,农业,海事和军事行动。如今医生,科学家,
它能够实时测量“四度”:经度、纬度、高度、速 度
C:[定位]键,显示〈标定位置画面〉如图1-4所示, 经纬度为N32°03.232′,E118°45.923′海拔 高度17米等信息
图1-4
【 阅读指导 】 GPS 在航海、航空导航中的应 用
应用类型
航海 应用
航空 应用
应用领域
向用户提供船舶位置、 航速、航向信息、海 图、海迹显示
它能够实时测量“四度”:经度、纬度、高度、速度。
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统
课堂巩固:
在沙漠中迷路时,可用哪种方式获知
自己所处的具体位置信息( B )
A. 指南针
B. GPS设备
C. 遥感图像
D. 地形图
在海湾战争中,美英联军的制导导弹
不受浓烟、沙尘的影响,是因为采取了
(B )
A、RS技术
三、全球定位系统组成
1.组成:包括三大部分 空间部分、地面控制部分、用户设备部分
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统组成
空用
间户
部设

分备



24颗卫星星座


地 面 控
1个主控站 3个注入站
制 5个监控站
知识点导航
监测站—获取GPS数据,并将 数据送至主控站。 主控站--控制、调度卫星。 注入站— 将主控站的改正参 数等注入每颗卫星。
据中国全球定位系统技术应用协会秘书长黄云康介绍,十年来,我国卫星导航定位技术在 地质调查和找矿,土地资源调查,水坝、桥梁、高层建筑的变形监测,城市信息化建设和城市 应急系统建设,自然灾害的监测、预报和防治等方面都有广泛的应用。例如,1999年三峡库区 12个滑坡体的监测、1998年长江防汛抗洪期间武汉堤防险情的观察、今年5月珠穆朗玛峰北侧 的测高等都使用了GPS技术。可以说,在应用广度上,GPS技术已从个别部门、个别场合的应 用过渡到国民经济众多部门基础性产业平台的应用;从少数行业的专业应用逐渐过渡到公众的 广泛应用。
返回 各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55º,轨道平面间距60º。 在每一轨道平面内,各卫星升交角距差90º
• GPS卫星发送的导航定位信号,是一种 可供无数用户共享的信息资源。对于陆 地、海洋和空间的广大用户,只要用户 拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS 信号的接收设备即GPS信号接收机。可 以在任何时候用GPS信号进行导航定位 测量。根据使用目的的不同,用户要求 的GPS信号接收机也各有差异。目前世 界上已有几十家工厂生产GPS接收机, 产品也有几百种。这些产品可以按照原 理、用途、功能等来分类。
B、GPS技术
C、GIS技术
D、空间分析技术
知识点导航
二、GPS定位原理
全球定位系统及其应用 / / GPS定位原理
三边测量术原理
假如你在野外迷了路,为
了确定你所处的位置,你向一
个路人询问,他告诉你这里离
目 王家村10千米。你于是打开地 录 图,找到王家村,以它为圆心,
面 按比例尺在地图上画一个半径
把自己的位置 和航向发送到 航海管理 中 心
空域航路、着 陆、机场监视 和管理
应用作用
避免船只冲撞, 确保航行安全
便于中心的跟 踪、搜寻和救援
实现空域划分、空 中交通流量管理、 飞行路径管理
许多水库库区的滑坡体是要定期监测的。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毫米的移动,GPS就像火眼金睛一样能发现它,这是以 前常规的外观测量方法难以想象的。在12日于北京召开的中国全球定位系统技术应用协会成立 十周年大会上,来自全国各地的院士、专家们回顾了我国卫星导航产业十年的发展历程,展望 并研讨了未来GPS技术在我国的进一步应用和发展。
与会专家预计,随着2008年欧盟“伽利略”导航卫星系统的建成,我国新一代卫星导航系 统的到位,将会为我国卫星导航定位技术的产业带来巨大发展,届时参与全球竞争是整个行业 与每一个企业面临的严峻挑战。(李大庆)
GPS应用 领域 在林业管 理方面的 应用
在合理施 肥,精确 农业管理 方面的应 用 在精确定 时方面的 应用
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统组成
目 录 面
板 开 关
车载GPS接收器
知识点导航
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统组成
专业型测地型接收机 天线单元
目 录 面 板 开 关
接收单元
知识点导航
GPS组成
系统结构
全 GPS卫
球 星星座
Байду номын сангаас
定 地面监
位 系
控系统
统 GPS信
号接收机
空间位置
(2)利用GPS,旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在 的位置,确定的前往目的地的最优行进方式和路线。
余纯顺在罗布泊探险遇难时离最近的补给站仅几百米。风
沙淹埋了前人走过的足迹。在茫茫荒漠中又渴又饿的他终于 倒下了。如果当时他有一台中文显示GPS接收机,这种惨剧 又何以发生?。目前,许多休闲俱乐部围绕GPS功能相继推 出"穿越"、"寻宝"、"野外拓展"等都市游戏,丰富了人们的 周末生活,提高了人们的生活品位,深得户外运动爱好者的 欢迎
[跨越障碍] 全球定位系统的特点是什么
(1)全球,全天候工作。 (2)能为用户提供连续、实时的三维位置、
三维速度和精密时间,不受天气的影响。
(3)定位精度高:单机定位精度优于10米, 采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。
(4)功能多,应用广:随着人们对GPS认识 的加深,GPS不仅在测量、导航、测速、测 时等方面取得更广泛的应用.而且其应用领 域不断扩大。
通俗地说:利用卫星,在全
球范围内适时进行导航、定
位的系统
知识点导航
全球定位系统是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年, 耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行 全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 目前的全球覆盖率为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”
这个例子是现代战争中引用GPS系统的 典型案例。我们反对战争,但要想能更好的 维护世界和平,我们也需要了解GPS—— 全球定位系统这种现代地理信息技术。
全球定位系统及其应用 / / 全球定位系统
基本概念
全球定位系统: (Global Positioning System 简称GPS ) 是具有在海、陆、空 进行全方位、实时三 维导航与定位功能的 新一代卫星导航与定 位系统 。
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