第三节 全球定位系统及其应用
2017-2018学年高中地理湘教版三教学案：第三章 第三节 全球定位系统及其应用 含答案
第三节全球定位系统及其应用一、全球定位系统1．概念具有在海、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。
2．组成系统结构组成和分布功能空间星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成为全天候定位提供可能地面控制系统1个主控站收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算GPS卫星的轨道和卫星时钟数据3个注入站在每颗卫星运行至上空时，将导航数据及主控站的指令注入到卫星5个监控站监测与调控卫星上的各种设备的工作、运行情况用户系统包括接收机硬件、GPS数据处理软件等用户设备,硬件由天线单元和接收单元组成捕获GPS卫星信号，实时地计算出三维坐标、速度以及时间3．GPS接收机的常见类型二、全球定位系统与定位导航1．定位精度(1）静态导航定位:厘米级甚至毫米级精度。
（2)动态定位：达到1米以内精度。
（3)速度测量：达到厘米级精度。
（4）时间测量:毫微秒级精度。
2．应用（1)交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。
(2)监测地壳的微小移动，帮助预报地震。
(3）与GIS、RS结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务。
知识点一错误!错误!——-————情景导入先思考-——————2015年12月25日从国土部获悉,我国首个具有完全自主知识产权的北斗精准导航和精密定位服务系统，日前在广东完成连续运行卫星定位导航服务系统(GDCORS)88个基准站及其运行控制中心的北斗升级改造工程,并通过专家验收。
(1)上述材料体现了北斗系统的哪些功能？提示:精准导航和精密定位.（2)如何确定地物的精准位置？提示：确定地物的经度位置、纬度位置和海拔即可.—-—————核心要点掌握好——--——-全球定位系统的功能、工作过程、用途及特点概念利用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--—-———方法技巧很重要———-—-—GPS接收机界面解读一般在GPS接收机上能读出以下几项信息，以下图为例：(1)经纬度位置:如上图所示，GPS接收机所在的经纬度位置是（39°58′27。
全球定位系统及其应用(课件)
(2)全球定位系统地面监控系统
由均匀分布在美国本土和三大洋的美军
基地上的1个主控站、3个注入站、5个 监测站构成。该系统的功能是：对空间
卫星系统进行监测、控制，并向每颗卫 星注入更新的导航电文。
（3）、GPS接收机的类型
手机和手表上的 GPS
手持型的 GPS
测绘使用的 GPS
GPS 信 号 接 收 机
航空与航海使用的 GPS
(三）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： (4)功能多，应用广：测量、导航、测速、测时
等方面取得更广泛的应用．
二、全球定位系统与定位导航
1、GPS在军事上的应用 2、民用GPS 3、GPS在交通上的应用 4、GPS在旅游探险中的应用
①航空航天技术 ②无线电通信技术
③计算机技术
④基因工程
A. ①②④
B. ①③④
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
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. 点导航
知识点导航
（二）全球定位系统的组成
系统结构 空间 位置
组成和分布
全 GPS 球 卫星 定 星座
空 间
位 地面 地
系 统
监控 系统
面
GPS信 号接收
机
用 户
由2l颗工作卫星和3颗备用卫星组 成，24颗卫星均匀分布在6个轨道 平面内
由分布在全球的5个地面站(包括5 个监控站、1个主控站和3个注入 站组成
湘教版地理必修3《全球定位系统及其应用》课件
果，确保地图易读易懂。
05 遥感技术与全球定位系统 结合应用
遥感技术简介及分类
遥感技术定义
遥感技术是从远距离感知目标反射或 自身辐射的电磁波、可见光、红外线 等信息，进行采集、处理、分析及应 用的一门科学技术。
遥感技术分类
根据遥感平台高度，可分为地面遥感 、航空遥感和航天遥感；根据电磁波 谱段，可分为可见光遥感、红外遥感 、微波遥感等。
环境监测
遥感技术具有实时、动态、大范围监测的特点，结合GIS技术可以对环境污染、生态破坏 等问题进行及时监测和评估。
灾害预警与评估
遥感与GIS技术在灾害预警和评估中发挥重要作用，如利用遥感影像监测洪水、地震等灾 害的发生和发展过程，结合GIS技术进行灾害损失评估和救援决策支持。
06 挑战、问题及对策建议
发展历程
美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，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。
组成部分及功能
空间部分
由24颗工作卫星组成，分布在6 个轨道平面上，每个轨道面4颗， 轨道高度约20200千米，运行周 期12小时，向全球用户发送定位
科学研究领域应用实例
地球科学
生物学
全球定位系统可用于监测地壳形变、 地震活动、板块运动等地球科学领域 的研究。
全球定位系统可用于野生动物迁徙、 生态环境监测等生物学领域的研究。
气象学
利用全球定位系统可监测大气中的水 汽含量、风速和风向等气象要素，为 气象预报和气候研究提供数据支持。
未来发展趋势预测
更高精度和可靠性
随着技术的不断发展，全球定位 系统的定位精度和可靠性将不断 提高，满足更多领域的应用需求。
PPT课件 高中地理 3.3 全球定位系统及其运用
20世纪80年代，苏联也建立了 自己的卫星定位导航。目前，欧洲 也在建立自己的卫星定位导航系统， 称为“伽利略计划”。而我国也成 功地研制了“北斗导航系统”，并 投入运营，这标志着中国在这一领 域也已经处于世界先进水平。
北 斗 卫 星 导 航 系 统 示 意 图
“北斗”卫星的战略运用
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
液晶显示，导 不需要地面 航画面清晰， 设备，只要 配有背景灯， 收到卫星信 方便夜间操作，号，就能快 功能齐全 速定位，不 受天气、行 政区域的限 制
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。
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 。
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。
一、全球定位系统
（1）全球定位系统的组成 （2）全球定位系统的的基本原理 二、全球定位系统与定位导航
一、全球定位系统(GPS) Global positioning system 1.概念：具有海陆空进行全方位、实时三维导航与
定位功能的新一带卫星导航与定位系统。@
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
全球定位系统是美国从上世纪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” 它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。
2022届高考地理总复习第三章地理信息技术的应用第三节全球定位系统及其应用课后达标检测湘教版必修3
第三节全球定位系统及其应用1．全球定位系统简称( )A．RS B．GDPC．GIS D．GPS答案：D2．目前GPS导航应用的最大用户是( )A．军事部门B．工业部门C．航海部门D．工程建设部门答案：C3．全球定位系统不大会应用于( )A．人口普查B．大地测量C．农业监控D．生态研究答案：A4．以下不．属于全球定位系统的特点的是( )A．精确度较小B．高精度C．自动测量D．全天候答案：A5．全球定位系统的功能描述错误的选项是( )A．可以获得某点的经纬度B．可以判断两点间的方位C．能够获得某点的海拔D．不能用于飞机导航答案：D北约部队一架F－117A隐形战斗机被南联盟防空部队击落，飞行员跳伞后在脚触地的一刹那，通过手持式信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约指挥所后，美军立即安排了救援行动。
6小时后，一架MH－60C搜索与救援直升机降落在飞行员面前，而后平安返回基地。
据此答复6～7题。
6．飞行员发出的呼救信号是( )A．GIS系统信号B．GPS系统信号C．RS系统信号D．电视信号答案：B7．北约轰炸科索沃地区时，可利用如下哪种技术系统对目标准确进行轰炸( )A．GIS系统信号B．GPS系统信号C．RS系统信号D．电视信号答案：B以下图是我国自行研制开发的卫星导航系统——北斗卫星导航系统工作原理示意图。
据图答复8～9题。
8．北斗卫星导航系统的用途是( )①为用户提供实时的空间位置②为交通运输的调度指挥提供移动数据③效劳于资源调查、动态监测和有关部门的规划决策④为用户提供各种分类信息的查询A．①②B．①③C．①④D．②④答案：A9．以下不．属于北斗卫星导航系统组成局部的是( )①GPS信号接收机②北斗卫星③传感器④车载移动A．①②B．①③C．①④ D．③④答案：D精准农业是在现代信息技术、作物栽培管理技术和农业工程装备技术等根底上开展起来的一种现代农业生产形式和管理模式，其核心思想是获取农田小区域生产的环境因素，分析原因，采取有效措施，高效地利用各种农业资源，取得经济效益和环境效益。
全球定位系统及其应用
由于大气条件、卫星轨道和时钟误差等因素的影响，GPS定 位可能会受到一定程度的干扰，影响定位的稳定性。
05 GPS的未来发展
增强型定位技术
增强型定位技术是指利用多种传感器 和信号源来提高定位精度和可靠性的 技术。例如，通过结合GPS、 GLONASS、Galileo等不同卫星导航 系统的信号，可以实现更精确的定位。 此外，利用地面基站、Wi-Fi、蓝牙 等无线信号也可以辅助GPS定位，提 高定位精度和可靠性。
特点
全球覆盖、高精度、实时性、自动化、多功能性等。
GPS的发展历程
1958年
美国海军开始研发子午 仪卫星系统，作为远程 武器的精确制导工具。
1964年
子午仪卫星系统正式投 入使用，主要用于军事
和民用导航。
1973年
美国国防部将子午仪卫 星系统改进为全球定位
系统（GPS）。
1995年
GPS全面建成，并向全 世界提供无偿服务。
全球定位系统及其应用
contents
目录
• 全球定位系统概述 • GPS的工作原理 • GPS的应用领域 • GPS的限制与挑战 • GPS的未来发展
01 全球定位系统概述
定义与特点
定义
全球定位系统（GPS）是一种基于空间的无线电导航系统，利用导航卫星提供的位置和时间信息，实现对地球表 面和近地空间的任何地点进行高精度、连续、实时的导航和定位服务。
高速移动
在高速移动环境下，如车辆、飞机等 ，GPS信号的接收和处理受到多普勒 效应的影响，可能导致定位误差增大 。
动态环境中的多径效应
由于周围环境的快速变化，如建筑物 、树木等，GPS信号可能发生反射、 折射和散射，产生多径效应，影响定 位精度。
3.3-全球定位系统及其应用
3. 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 ③计算机技术 ④基因工程 A. ①②④ B. ①③④ C. ②③④ D. ①②③
5、农业方面
（2）在林业管理方面的应用 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界线等方面可以发挥其独特的重要的 作用。 在森林中进行常规测量相当困难，而GPS定位技 术可以发挥它的优越性，精确测定森林位置 和面积，绘 制精确的森林分布图。 （3）GPS技术用于森林防火 它是在飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机， 使用这些机载设备来确定火灾位置，并迅速向地面站报告。
案例：2005年8月10日傍晚六点左右，飞达GPS监控中心接到要求查 询粤S4HXXX车辆位置的电话，原来驾驶该车辆的赵先生当天下午 被一伙歹徒劫持了，这伙歹徒打电话给赵先生的亲人勒索金钱，飞 达监控中心迅速查出该车辆停放在惠州市惠环镇离莞惠公路约100 米的地方，并将情况通知了公司的负责人。傍晚七点半，飞达公司 人员到达现场，利用先进的专用设备，很快发现该车辆，为了不打 草惊蛇，指示监控中心将车辆断油断电。后来，在当地警察的大力 追捕下，将一名探听虚实的贼抓获。警察根据他提供的指示很快找 回了被劫持了的赵先生，人和车都完好无损。经审讯，该团伙共有 八人，专门伺机对东莞的车主进行绑架勒索，已多次作案，想不到 这次栽在卫星定位手里。
农业、气象、土地管理、金融、 测绘、救援、公安等。
1.GPS在军事上 的应用
军事是GPS技术最 早的应用领域,主要是 为各种军事活动提供定 位导航.在现代战争中， 不仅陆、海、空三军， 而且许多高科技武器弹 药等，也都开始采用 GPS技术进行定位导航。
全球定位系统及其应用课件
• (1)汽车导航仪是全球定位系统吗？ • 提示：不是。全球定位系统共由三个部分组 成：空间星座、地面控制系统和用户系统。 汽车导航仪属于用户系统的一种——导航型接 收机。
• (2)现在汽车导航仪已经成为许多汽车的标准 配置，汽车导航是全球定位系统在生活中的 应用之一，你能谈谈全球定位系统有什么优 点吗？ • 提示：全球定位系统具有海、陆、空全方位 、全天候、高精度、自动化、高效益等优点 。 • (3)用GPS对汽车准确定位至少需要几颗卫 星？ • 提示：4颗。4颗卫星获取准确的三维信息( 经度、纬度和高程)
成才之路· 地理
湘教版 ·必修3
Байду номын сангаас路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第三单元
地理信息技术应用
第三单元
第三节 全球定位系统及其应用
课时目标·导航
基础训练·达标
课堂导学·探究
能力提升·巩固
课时目标·导航
• 1．了解全球定位系统的组成及各组成部分 的作用。 • 2．结合实例，理解并掌握全球定位系统的 主要功能。 • 3．学会运用资料说明全球定位系统的应用 领域，并能分析其在领域中的作用。
• (2)图中M地积雪深度低于周围地区，该地可 ) B．林地 D．乡村
• 解析：第(1)题，该区域位于长江三角洲，其
东西部均为平原地形；冬季降雪量东西部地
区相差不大；纬度相同，光照条件也相差不
大；图示西部地区距海较远，受海洋影响较 小，气温低于东部地区，故积雪量大、积雪 深度大。第(2)题，图中M地积雪深度低于周 围地区，说明该地温度高于周围地区，最可 能是城区。第(3)题，在城市交通中，应用 GPS技术可进行定位和导航，因此应用GPS
• 解析：第(1)题，考查地理信息技术的应用， 考查考生调动和运用知识的能力。奥运专用 车位置信息的获得需要用到全球定位系统， 即GPS；进行快速查询则需要用到地理信息 系统，即GIS。第(2)题，考查地理信息技术 的应用，考查考生调动和运用知识的能力。 地理事物影像的获取需要用到的地理信息技 术为遥感，即RS。 • 答案：(1)D (2)B
全球定位系统(GPS)及其应用
第二节 GPS系统的构成
一、空间部分 （GPS卫星） 二、地面控制部分 （GPS监控站） 三、用户设备部分（ GPS应用软件等）
一、空间部分 （GPS卫星）
GPS系统目前共有24颗卫星（其中21颗 为工作卫星，其他3颗为备用卫星）分布 在6条固定的轨道上，绕地球运行。 每颗卫星以12h为周期，卫星向地面发 射两个波段的载波信号,连续向地面发送 关于时间和自身位置的精确信息。
其次，也为民用、商用提供定位、导航、测速、 授时等数据服务。
GPS 是一个高精度、全天候和全球性的无线电 导航、定位和授时的多功能系统（如卫星上安 置的原子钟可以精确测时），现已发展成为多 领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新 技术产业。 各民用机构和国家纷纷采用措施提高 GPS 应用 的可靠性和定位精度。一方面建立独立的 GPS 卫星测轨系统；另一方面建立独立的卫星定位 系统。
四、中国北斗导航定位系统
我国自行研制了导航定位系统－北斗导航系统， 该系统的三颗卫星，北斗导航试验卫星1a，1b， 1c 到 2003 年 5 月 25 日都已经发射升空，系统在 2001年底开通运行。 在我国 GPS 的开发研究与应用不断在深化和广 化。特别是建立了全国永久性 GPS 跟踪网和相 应的通讯网络和数据处理设施。 GPS 接收机制造与生产也从无到有，工艺水平 也不断在提高，价格大大地低于进口的同类产
此外，GPS卫星还要接收和存储地面控制 站发送的导航信息，执行监控站的监控 指令，不断调整卫星姿态及在轨信息， 保证卫星按预定的轨道运行，通过原子 钟提供精密的时间标准。
二、地面控制部分
（GPS监控站）
地面监控系统是为了测量和调整卫星的工作状 态而设置的。
地面监控系统包括1个主控站、3个注入站和5 个监测站，分布在美国本土和其他国外空军基 地。 整个 GPS 地面监控部分，除主控站外均无人值 守。各站间用现代化的通讯系统联系起来，在 原子钟和计算机的驱动和精确控制下，各项工 作实现了高度的自动化和标准化。
高中地理必修三课件全球定位系统及其应用
运行监控
对列车进行实时监控，确保列车按照预定路线和时间表运行。
调度调整
根据列车位置和运行状态，合理调整列车运行顺序和时间，优化 运输效率。
05
全球定位系统在农业 领域的应用
精准农业实施策略
土壤养分管理
利用GPS定位技术，精确获取土壤养分分布数据，为精准施肥提供 依据。
系统组成
北斗系统由空间段、地面段和用 户段三部分组成，包括多颗卫星
、地面控制中心和用户终端。
服务特点
北斗系统提供全天候、全天时、高 精度的定位、导航和授时服务，同 时具备短报文通信能力。
应用领域
北斗系统已广泛应用于交通运输、 公共安全、海洋渔业、水文监测、 气象预报等领域。
03
全球定位系统在地理 信息系统中的应用
大气污染监测与治理效果评估
1 2
利用GPS技术定位污染源
结合遥感数据和地面监测站，快速准确地找到大 气污染物的排放源头。
实时监测空气质量
通过GPS定位布设的监测点，实时获取各区域的 空气质量数据，为污染预警和治理提供依据。
3ห้องสมุดไป่ตู้
治理效果评估
对比治理前后的空气质量数据，结合GPS定位信 息，评估治理措施的有效性和针对性。
结合GIS软件，对空间数据进行 可视化展示、空间分析和数据 挖掘，为决策提供支持。
导航与路径规划
利用GPS提供实时定 位服务，为车辆、行 人等提供导航服务。
提供实时交通信息播 报、语音提示等功能 ，提高驾驶安全性和 便利性。
结合电子地图和实时 交通信息，规划最佳 行驶路径，避开拥堵 路段。
灾害监测与应急响应
俄罗斯GLONASS系统
3.3全球定位系统及其应用
应用作用
2、航 、 海应用 P100
向用户提供船舶的位置、 向用户提供船舶的位置、 位置 避免船只冲撞，确保 避免船只冲撞， 航速、航向、时间信息、 航速、航向、时间信息、 航行安全现在很难想 海图、 海图、海迹显示 象那艘船舶不装备 GPS导航系统和设备 导航系统和设备 便于中心的跟踪、 把自己的位置和航向发 便于中心的跟踪、搜 寻和救援 送到航海管理中心
3.信息查询 信息查询
为用户提供主要物标，如旅游景点、 为用户提供主要物标，如旅游景点、 宾馆、医院等数据库， 宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地 图上根据需要进行查询。 图上根据需要进行查询。查询资料可以文 语言及图像的形式显示， 字、语言及图像的形式显示，并在电子地 图上显示其位置。同时， 图上显示其位置。同时，监测中心可以利 用监测控制台对区域内任意目标的所在位 置进行查询， 置进行查询，车辆信息将以数字形式在控 制中心的电子地图上显示出来。 制中心的电子地图上显示出来。
2.提供出行路线的规划和导航 提供出行路线的规划和导航
规划出行路线是汽车导航系统的一项重要辅助 功能，包括： 功能，包括： 自动线路规划：由驾驶员确定起点和终点， 自动线路规划：由驾驶员确定起点和终点，由 计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线， 计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线，包括 最快的路线、最简单的路线、 最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次 数最少的路线等。 数最少的路线等。 人工线路设计： 人工线路设计：由驾驶员根据自己的目的地设 计起点、终点和途经点等，自动建立线路库。 计起点、终点和途经点等，自动建立线路库。线路 规划完毕后， 规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计线 并同时显示汽车运行路径和运行方法。 路，并同时显示汽车运行路径和运行方法。
全球定位系统及其应用ppt课件
• (6)在建中的海南文昌卫星发射基地与西昌卫星发射中心相比，其最有利 的条件是( ) • A．空气透明洁净 • B．纬度较低，初速度大 • C．地形开阔平坦 • D．地质灾害少 • (7)北斗导航卫星系统有哪些用途？
• 解析： 第 (1)题，西昌位于四川省，属于亚热带季风气候。第 (2)题， GPS是应用最广泛的定位导航系统。第(3)题，GPS的主要特点是：高精 度、全能性、全球性、全天候、连续性和实时性。第(4)题，在用GPS卫 星导航定位时，为了计算观测站点的三维坐标，必须观测4颗 GPS卫星， 即定位星座。第 (5)、 (6)题，发射基地的区位因素主要考虑气象条件和 纬度。 • 答案： (1)C (2)C (3)A (4)D (5)D (6)B • (7)交通工程建设、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信等。
)
• 解析： 全球定位系统主要用于地物的位置、高程、运动方向等的测量， 海拔高低在GPS手持机上可直接显示出来。 • 答案： B
• 2．(2007·高考山东卷)我国既有铁路干线第六次大面积提速后，在提速 干线上旅客列车最高运行时速达200千米以上，并首次实现了旅客列车 追踪间隔5 分钟。这标志着我国既有铁路干线提速已经跨入世界先进行 列。回答下题。 • 该次铁路大提速主要应用到的地理信息技术是( )
• (4)在利用GPS卫星定位时，对地面任何一点，在任何时刻，地平面上空 至少有( ) • A．一颗GPS卫星 B．两颗GPS卫星 • C．三颗GPS卫星 D．四颗GPS卫星 • (5)无论是北斗导航卫星还是“嫦娥一号”，其发射基地都位于中西部地 区，这除了考虑国防安全外，还考虑了( ) • A．地势高，地形复杂多样 • B．丰富的能源，尤其是太阳能 • C．环境优美，科技发达 • D．良好的气象条件
全球定位系统及其应用
全球定位系统及其应用全球定位系统技术（Global Positioning System, GPS）是一项由美国政府发起并投资建设起来的卫星导航系统。
它使用一系列位置固定并按照特定轨道运行的卫星，可以对地球上任意一点进行精确的定位和测量。
GPS系统的应用非常广泛，既可以应用到民用领域，也可以用于军事领域，以及天文测量等领域。
本文将详细介绍GPS的工作原理、应用领域和发展前景。
一、 GPS的工作原理GPS系统可以通过接收卫星信号来确定一个设备在地球上的位置和时间。
这些卫星上携带着一些复杂的仪器，可以为接收器发送一些明确的反应信号，然后接收者分析这些反应信号并决定自身的位置。
GPS系统主要包括卫星、地面控制站和用户接收器三部分。
GPS卫星是一个运行于轨道上并带有多路载波发射机的设备。
每颗GPS卫星都带有一个独特的编码，它们通过数据库定期传输其卫星位置信息。
接收器从多颗卫星中接收信号，清楚地识别每个卫星的位置和时间，从而得出自身的位置。
地面控制站使用雷达来跟踪卫星，并确保所有卫星都在正确的位置上。
如果卫星有任何故障，地面站可以告知用户接收器和维护人员。
地面站也可以发送命令到卫星，包括更新其位置和时间。
用户接收器接收卫星广播并使用它们来计算接收器的位置、速度和时间。
GPS接收器将卫星信号传递到一个内置的计算机中，它计算所需的所有参数，包括位置、速度、加速度和高度。
二、 GPS的应用领域GPS系统的应用广泛，从军事到民用领域都有广泛的应用。
以下是GPS普遍应用的领域：1.导航：GPS最普遍的应用领域是导航，包括汽车导航、飞机导航、船舶导航等。
使用GPS功能的汽车导航设备可以使用全球卫星定位系统导航，该系统向用户提供交通更新，路况和预计到达时间等信息。
2.地图：地图公司收集卫星数据并使用它们来创建数字地图，这些地图可帮助人们在城市中导航，并支持远足和野外探险。
Google Maps等地图应用程序也使用GPS功能。
全球定位系统的应用ppt
当你旅游或野外考察时， 通常用哪些方法来辨别方向 或确定你所在的位置？这些 方法有什么不足？现在有没 有更简单的方法？
(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。 (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， 确定前往目的地的最优行进方式和路线。可以随时知道你所在的位 置及行走速度和方向，使你不会迷失路途。目前掌上型导航接收机 已经问世。可望不久会生产出手表式的GPS导航接收机。携带和使 用就更方便。可以说，GPS的应用将进入人们的日常生活，其应用 前景非常广阔。 打开GPS的电源，这时显示屏上会看到你头顶上空的GPS卫星分 布图，及接收卫星信号的强弱程度。按一下翻页键，进入空白画面， 在这里，你可以时刻看到自己所行走过的轨迹，你可以时刻看到自 己目前所在地的经纬度、高度、行走的方向、速度、日出、日 落……等数据。当你确定所要寻找的目标点后，进行导航设定，导 航画页上会出现一个直接指向目标点的箭头，此刻，你会明确的知 道自己走偏了多少角度，及时改正行走路线，到达目的地。
4. 话务指挥
指挥中心可以监测区域内车辆的 运行状况，对被监控车辆进行合理调 度。指挥中心也可随时与被跟踪目标 通话，实行管理。
5. 紧急援助
通过GPS定位和监控管理系统可 以对遇有险情或发生事故的车辆进行 紧急援助。监控台的电子地图可显示 求助信息和报警目标，规划出最优援 助方案，并以报警声、光提醒值班人 员进行应急处理。
3.3全球定位系统及其应用
跟踪训练
读“车载GPS导航监控原理示意图”，回答1～2题。 1.图中M表示 A.制作GPS接收机 B.分析交通状况
√C.生成电子地图
D.计算三维坐标
解析 M表示地理信息系统的生成过程：由纸质地图进行数字化处理，并经 过相应的信息处理，生成电子地图。
2.车载GPS通过公共电信网络传给交通监控中心的信息是 A.车载GPS所在道路的拥堵状况
船舶引导，以确保航行安全和秩序。③航路交通管理系统：
主要用于近海和内河船舶导航和管理
交通
航空 公共
实现最佳空域划分与管理、空中交通流量管理以及飞行路线 管理，保证了空中交通管制的安全性和灵活性 实时播放路况信息、自动匹配最优行车路线，能最大限度地
交通 满足乘客的要求，从而减少空载率，降低能源消耗
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
第三节 全球定位系统及其应用
第三章 地理信息技术应用
课程标准
KECHENGBIAOZHUN
举例说出全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用。
学习目标
XUEXIMUBIAO
1.了解全球定位系统的概念、组成。 2.能举例说明全球定位系统在定位导航中的作用。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
自主学习 互动探究 达标检测
典型例题
下图为某冰川所在区域遥感影像。图中甲点所处的地形是( )
A.山谷 C.冲积扇
B.山脊 D.盆地
析题过程
下图为某冰川所在区域遥感影像。图中甲点所处的地形是( )
A.山谷 C.冲积扇
1.精度 (1)静态导航定位：达到 厘米 级甚至毫米级精度。 (2)动态定位：达到 1米 以内精度。 (3)速度测量：达到厘米级精度。 (4)时间测量：达到 毫微秒 级精度。
精品高中地理第三章地理信息技术应用第3节全球定位系统及其应用学案
【最新】2019年高中地理第三章地理信息技术应用第3节全球定位系统及其应用学案1．了解全球定位系统的概念、组成、发展历程、基本原理。
2．理解全球定位系统在定位导航中的广泛应用。
(重点、难点)3．培养学生的科学素养，激发学生探索科学的欲望。
[基础·初探]教材整理1 全球定位系统阅读教材P95～P99图文资料，完成下列问题：1．概念具有在海、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。
2．组成(1)空间星座：由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成。
要获得准确的三维信息(经度、纬度和高程)，必须接收到4颗GPS卫星的信号。
(2)地面控制系统：包括1个主控站、3个注入站和5个监控站。
(3)用户系统(接收设备)：①组成：包括接收机硬件、GPS数据处理软件等。
GPS接收机正误判断：(1)空间星座、用户系统、地面监控系统、传感器是全球定位系统的组成部分。
( )(2)在对我国西部一些地区进行科考时，使用全球定位系统，其优点主要是通过全球定位系统可以随时读取各种信息资料。
( )【提示】(1)×全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即空间星座、地面监控系统和用户系统。
(2)×能够连续不断地为用户提供准确的三维坐标、时间等信息。
教材整理2 全球定位系统与定位导航阅读教材P99～P102图文资料，完成下列问题：1．定位精度(1)静态导航定位：厘米级甚至毫米级精度。
(2)动态定位：达到1米以内精度。
(3)速度测量：达到厘米级精度。
(4)时间测量：毫微秒级精度。
2．应用(1)交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。
(2)监测地壳的微小移动，帮助预报地震。
(3)与GIS、RS结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务。
正误判断：(1)物流公司建立物流GPS网络平台，当货主交付货物后，物流公司将GPS设备与货物捆绑运输，并提供给货主提货单和GPS网络查询密码。
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)
B
然是通过对地壳运动的精确观测,判断各站点之间的距离位移,
进行地震监测和预报,而各站点之间距离位移的监测则需要用 GPS。
(2)根据观测站的分布特点判断,建立地壳运动观测网
最主要的目的是
GPS
接收机 多为导 航使用
3.GPS卫星的工作过程： ① 向GPS卫星发送导航定位信号。
② 地面控制系统对卫星进行监测和调控。
③ 用户系统接收GPS卫星发射的信号后进行导航、 定位。 4.我国卫星导航定位系统 我国也成功地研制了“北斗导航系统”，并投入 运营，这标志着中国在这一领域也已经处于世界先 进水平。
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 )
A.随时知道所在地的气候
B.随时知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
北斗卫星导航系统(BDS)是中国正在实施的自主发展、 独立运行的全球卫星导航系统,致力于向全球用户提供高 质量的定位、导航、授时服务,并能向有更高要求的授权 用户提供进一步服务,军用与民用目的兼具。中国计划至 2020年完成全球系统的构建。据此回答3、4题。
3.无论是在陆地、海洋，还是在天空，全球定位系统 都能为用户提供精确的三维坐标、速度和时间，这体 现了全球定位系统的什么特点（ A ）
A.全能性
B.全球性
C.全天候
D.实时性
4.全球定位系统的主要功能是（ A ）
①地理事物定位
④大地和工程测量
②海陆空导航
⑤寻找地下矿藏
③导弹精确制导
A.①②③④
C.②③④⑤
课时提升作业(十三) 全球定位系统及其应用
一、选择题(每小题3分,共30分) 1.下列不属于全球定位系统组成部分的是 ( D) ①信号接收机 ③传感器 A.①② B.①③ ②北斗卫星 ④车载移动电话 C.①④ D.③④
2.(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 ( B ) A.遥感 C.地理信息系统 B.全球定位系统 D.数字地球
航空 应用
空域航路、着陆、
机场监视和管理
中交通流量管理、
飞行路径管理
(3)GPS在其他方面的应用。
GPS 在测南极冰盖
最高点中的应用
精准农业
【对点训练】
读图，回答(1)、(2)题。 (1)右图是一款智能手机的GPS功能 显示图，这说明了( B ) A.GPS技术已经成为人们日常
生活中的必备工具
测绘使用的 GPS
GPS 信 号 接 收 机
航空与航海使用的 GPS
手持型 GPS 接收机 应用领域
手持型
性能
液晶显示, 导航画面 清晰,配 有背景灯, 方便夜间 操作，功 能键齐全
优点
不需要地面 辅助设备， 只要收到卫 星信号，就 能快速定 位，不受天 气、行政区 域的限制
功能
能够计算当地的国际 标准时间，如果处于 运动状态还能指出正 北方向，并将经过的 地点、路线一一记录 下来，方便返回时 用；计算两点间的距 离，实现坐标系间的 相互转换；计算日 出、日落时间等
电子地图上显
示出来，可对
行轨迹、速度、 车辆进行调度 行进方向等 指挥
(2)GPS在航海、航空导航中的应用。
应用类型
应用领域
应用作用
航海 应用
向用户提供船舶位置、 避免船只冲撞， 航速、航向和时间信 确保航行安全 息、海图、航迹显示 把自己的位置和航向 发送到航海管理中心 便于中心的跟 踪、搜寻和救援 实现空域划分、空
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线路，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安全感
全 球 定 位 系 统 及 其 应 用
概念 全球定位 系统
空间星座 地面控制系统
用户系统
组成
工作过程 我国成就
全球定位 系统与定 位导航
导航分类 车载GPS
智利、玻利维亚3个国家,总里程9 000余千米,最后返
回布宜诺斯艾利斯。据此回答(1)、(2)题。
(1)假设某选手在2015年达喀尔拉力赛上携带了一个 GPS信号接收机,该设备不可能完成的任务是 A.测定该选手所处的位置 ( D )
B.测定所经地区的海拔
C.确定该选手行进的方向
D.获取实时自然景观变化 GPS能为全球用户提供低成本、高精度的 三维位置、速度和精确定时等导航信息,因此, 该设备不可能获取实时自然景观变化。
2.组成： 空间星座、地面控制系统、用户系统
（1）空间星座。
由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成。在全球的
任何地方，任何时间都可监测到4颗以上的卫星。 要想获得准确的三维信息（经度、纬度、高 程），必须接收到4颗GPS卫星的信号，这4颗卫星称 为定位星座。
(2)地面监控系统。 组成：包括1个主控站、3个注入站和5个监控站。
4. GPS 静态导航定位与动态导航定位 静态定位：GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫 星的过程中固定不变，接收机高精度地测量
GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨道
上的已知位置，计算出接收机天线所在位置的
三维坐标。
动态定位：用 GPS 接收机测定一个运动物体的运
行轨迹。 GPS 信号接收机所位于的运动物体叫做
(A )
A.定位和导航
B.定位和找矿
C.天气预报
D.地质测量
【解析】(1)选B,(2)选A。第(1)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集中在定
位和导航上。找矿、天气预报、地质测量只是间接的
功能。
【针对训练】
读GPS手持机界面图,界面上的时间为北京时间。读图,
( C )
A.泥石流、滑坡的监测和预报
B.大地高程测量
C.地震监测和预报 D.为电离层研究、气象预报提供数据
【补偿训练】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
第三节 全球定位系统及其应用
1.了解全球定位系统（GPS）的概念、基本组 成和工作过程。（重点） 2.了解GPS的主要应用领域。 3.了解GPS接收机的主要种类和用途。
【自主学习】 一、全球定位系统 1.概念: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。
B.①②④⑤
D.①②③⑤
5.下图有一断层经过甲海，可用于监测该断层移动 速度的地理信息技术是( B )
A.遥感 B.全球定位系统
C.地理信息系统
D.遥感和地理信息系统
你不能要求结果，但你可以把握过程；你不 能样样顺利，但你可以事事尽力。
【过关题组】 1.(2015·运城高二检测)在美国,GPS(全球卫星定位系 统)与“阿波罗”飞船登月、航天飞机升空,共同被列
B.随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快
C.只有名牌的手机厂商才有能力开发GPS手机技术，中
国目前还没有掌握此技术
D.手机GPS导航不需要通过GPS卫星，有手机信号就行
(2)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， 其原因分析正确的是( B )
主要用途：监测和调控卫星上各种设备是否正常工 作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行。
关系： 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。
(3)用户系统。（接收设备）
GPS接收机
类型 导航型 接收机 测地型 接收机
应用
特点
完成(1)、(2)题。
(1)此时,持有GPS手持机者所在地形区为
(B
)
A.江汉平原
C.华北平原
B.江淮平原
D.江南丘陵
(2)如果此日全球昼夜平分,那么此地离日落还约有
( D ) A.56分钟 C.1小时1分钟 B.1小时 D.1小时5分钟
【解析】(1)选B,(2)选D。第(1)题,从手持机界面图上
(2)通过手持信号系统,救援队可以不断地得知遇险人
员的位置,并很快到达遇险人员所在地,这主要是利用
了GPS技术的哪一特征 ( B )
A.全天候
C.全能性
B.连续性
D.全球性
确定遇险人员的位置信息,
利用的是GPS的连续性定位特征
2.(2015·哈尔滨高二检测)2015年的达喀尔拉力赛从 2015年1月4日开始,结束于1月17日。赛事发车地点为 阿根廷的首都布宜诺斯艾利斯,比赛先后经过阿根廷、
为“三大航天工程”,据此回答(1)、(2)题。
(1)在沙漠中搜寻救助迷路的人,应用的救援系统最好
是
字地球系统 C.地理信息系统
地理信息系统有分析处理信息的功能。在沙漠中搜寻救助迷路 的人,要找到人员所在位置,找出适当的救助线路,需要对拍摄的 遥感图片或定位的信息进行综合处理、分析,所以最好是用地理 信息系统。全球定位系统能定位,但不能选择营救线路。
载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆 等）。载体上的 GPS 接收机天线在跟踪 GPS 卫星 的过程中相对地球而运动，接收机用 GPS 信号实 时地测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三 维速度）。