高中地理湘教版必修 第三章地理信息技术应用第三节全球定位系统及其应用教案含解析

第三节全球定位系统及其应用１．GPS的概念、主要组成及工作过程。

２．GPS的工作原理及主要功能。

３．学会利用GPS的工作原理分析其主要的应用领域，学会使用GPS接收机。

一、全球定位系统１．概念是具有在海、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。

２．组成（１）空间星座：由２１颗工作卫星、３颗备用卫星组成，高度约２万千米；定位星座有___４___颗。

（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：１功能：用于接收GPS卫星发射的信号。

２组成：包括接收机硬件、GPS数据处理软件等。

３接收机类型：Ａ．导航型接收机：用于运动载体的导航，实时给出载体的位置和速度。

Ｂ．测地型接收机：用于精密大地测量和精密工程测量。

Ｃ．授时接收机：利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，多用于天文台及无线电通讯。

二、全球定位系统与定位导航１．最初设计目的军事目的。

２．精度（１）静态导航定位：能达到厘米级甚至毫米级的精度。

（２）动态定位：能达到___１___米以内的精度。

（３）速度测量：能达到厘米级精度。

（４）时间测量：能达到毫微秒级精度。

３．应用领域（１）广泛应用：在交通、邮电、地矿、建筑，以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业中应用广泛。

（２）科学应用：监测地壳的微小移动，从而帮助预报地震。

（３）综合应用：GPS与GIS、RS结合，可为资源调查，工程管理、精细农业服务。

[问题探究]读教材P96图３—４４，探究下列问题。

探究１相邻的两个卫星轨道平面之间的夹角是多少度？提示：相邻的两个卫星轨道平面之间的夹角是60°。

探究２每个卫星轨道上各有几颗卫星？它们两两相隔多少度。

提示：每个卫星轨道上各有４颗卫星，两两相隔90°。

[总结深化]１．全球定位系统的特点２．全球定位系统主要工作过程３．全球定位系统的构成及各自的功能[学法指导] 图示法理解GPS三部分组成之间的关系[对点演练]中国北斗卫星导航系统是中国独立发展、自主运行，并与其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，是继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后的全球第四大卫星导航系统。

结合下图回答１～２题。

１．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服务于资源勘查、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．２４２．下列属于北斗卫星导航系统组成部分的是（）１卫星信号接收机２北斗卫星３传感器４车载移动电话Ａ．１２Ｂ．１３Ｃ．１４Ｄ．３４解析：１．A ２．A 第１题，１２属于GPS的功能，３属于RS的功能，４属于GIS的功能。

第２题，卫星导航系统由空间部分（导航卫星）、地面控制部分和用户设备部分（卫星信号接收机）组成。

[问题探究]读教材P１00图３—５0，探究下列问题。

探究１车辆监测中心是如何对车辆实施调度与监控的？提示：主要通过调度与监控网络技术获取车辆运行的基本信息，传输给网络服务中心，生成监控、调度指令，通过信息中转站将指令发出，车辆利用车载GPS接收指令。

探究２车辆运行中出现紧急情况后，监控中心可以获取哪些信息？提示：车辆出现紧急情况后，司机启动车载GPS报警装置，监控中心可显示出车辆情况、出事地点、车辆人员等信息。

[总结深化]GPS的最初设计主要是出于军事目的，随着对其技术的不断改进，GPS越来越多的应用于生活当中。

建设运用在工程定位、测量领域，提高工程建设的效率和精确性科学研究可以监测地壳运动等读下图，回答１～２题。

１．上图是诺基亚的一款GPS手机的GPS功能显示图，该手机的出现说明了（）Ａ．GPS技术已经成为人们日常生活的必备工具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，说明了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，其原因正确的是（）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解析：１．B ２．B 第１题，GPS具有定位和导航功能，接收信号时，首先需要卫星进行定位；GPS手机的出现，说明GPS已融入人们的生活，但并不是人们日常生活的必备工具；中国已经掌握了研发GPS手机的技术。

第２题，人们出行、旅游、探险时用到GPS技术，说明GPS技术具有定位、导航的实用价值，有利于旅游者选择旅游线路。

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Ｂ．车载GPS所在地的地理坐标Ｃ．车载GPS所在车辆的违章信息Ｄ．车载GPS规划的导航路线解析：１．C ２．B 第１题，纸质地图信息数字化与录入地名坐标信息可以生成电子地图。

第２题，车载GPS传给交通监控中心的信息是车载GPS所在地的地理坐标。

３．关于全球定位系统的说法，正确的是（）Ａ．全球定位系统只能获得地面某点的经纬度，不能确定其高程Ｂ．全球定位系统由３个相对独立的部门组成，即空间星座、地面控制系统和用户系统部分Ｃ．全球定位系统具有高精度和自动测量的特点，但是受地形、天气等自然因素影响较大Ｄ．目前GPS主要应用于军事领域解析：选B 全球定位系统即GPS，它是利用卫星网络来获得地面某点的经纬度和高程的系统；全球定位系统由３个相对独立的部分组成，即空间星座、地面控制系统和用户系统；全球定位系统具有全天候、高精度和自动测量的特点；目前GPS的主要功能是定位和导航，这在各个应用领域如军事、测量、交通、救援、农业、娱乐等方面都有所体现。

４．无论是在飞机或汽车上，还是在野外考察旅行时，只要拥有手机大小的GPS信号接收器，你就能随时知道（）Ａ．自己所在地的地方时Ｂ．自己所在地的天气Ｃ．自己所在地的地理坐标Ｄ．自己所在地的气候解析：选C GPS是全球定位系统，能提供自己所在地的地理坐标，即经纬度和海拔，故C正确。

目前，发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，即所谓的“精准农业耕作”。

据此回答５～6题。

５．GPS在“精准农业耕作”中可以（）１获取农田信息２分析处理获取的信息３决策管理措施４将产量和土壤状态信息装入带GPS 设备的喷药、施肥设备Ａ．３４Ｂ．１４Ｃ．２３Ｄ．１２6．“精准农业”与“石油农业”相比，可以（）Ａ．忽视农田内农作物的差异Ｂ．对同一农田内的作物统一施药Ｃ．在不减产的情况下，增加生产成本Ｄ．降低因施肥除虫对环境造成的污染解析：５．B 6．D 第５题，“精准农业”利用GPS获取农田信息定位，包括产量监测、土样采集等，１对；计算机系统通过对数据的分析处理，决策出农田地块的管理措施，属于GIS的功能，２３错；把产量和土壤状态信息装入带有GPS设备的喷施器中，从而精确地给农田地块施肥、喷药，属于GPS功能，４对。

故选B。

第6题，“精准农业”针对农作物的差异，进行精准喷药、施肥，A、B错；通过实施精准耕作，可在尽量不减产的情况下，降低农业生产成本，有效避免资源浪费，降低因过度施肥除虫对环境造成的污染，C错、D对。

7．随着我国小汽车的日益增多，汽车GPS导航服务已成为一种新兴的服务，汽车GPS导航定位管理系统主要由车载GPS自主定位，结合无线电通信系统对车辆进行调度管理和跟踪。

该业务已经应用于城市公共汽车（出租车）调度管理、家用汽车出游导航等。

下图为GPS工作原理图。

读图回答下列问题。

（１）根据材料说出GPS的主要功能。

（２）目前，我国部分大城市堵车现象较严重。

GPS对开车出行有什么作用？（３）旅游行车途中有突发事件时，GPS可以发挥什么作用？解析：第（１）题，GPS的主要功能是定位、导航，可为用户提供精确的位置信息，为行驶提供明确的方向。

第（２）题，利用GPS可引导驾驶，掌握前方路况。

第（３）题，旅游行车途中遇到突发事件时，利用GPS可把自己的位置告知施救人员；施救人员也可利用GPS找到受困人员的位置，并获得实施救援的最佳路线。

答案：（１）为用户提供精确的三维坐标（经度、纬度、高程）和道路行进方向。

（２）引导驾驶；随时掌握前方路况，提高出行效率。

（３）确定突发事件的位置；为要赶赴突发事件现场的车辆、人员选择最佳路线并进行导航，有利于有关人员及时到达现场，处理、控制突发事件。

一、选择题１．有关全球定位系统的叙述，正确的是（）Ａ．它不属于信息技术Ｂ．它属于遥感技术Ｃ．它由信息源、数据处理、数据库、空间分析、表达等主要程序组成Ｄ．具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点解析：选D 全球定位系统简称GPS，是具有定位、导航功能的卫星系统，而由信息源、数据处理、数据库、空间分析、表达等主要程序组成的是地理信息系统，全球定位系统利用覆盖全球的２４颗定位卫星，具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点。

故选D。

２．近年来，某高速客运公司引进了一套反超速系统，当司机行驶速度超过设定速度时，系统自动报警，司机的名字、车速、现处的位置全部都可以呈现。

这是因为汽车上安装了（）Ａ．遥感技术Ｂ．全球定位系统Ｃ．地理信息系统Ｄ．数字地球解析：选B 本题考查地理信息技术的应用。

全球定位系统能够确定地理事物的三维坐标、运动方向和运动速度等内容。

故选B。

“摩拜单车”是一款无桩共享单车，人们通过智能手机就能快速租用和归还一辆单车，完成一次几公里以内的市内骑行。

如图为南昌市某用户在一天中不同时段查询到的同一区域共享单车分布状况。

读图完成３～４题。

３．图中不同时段单车分布差异明显，该地最可能靠近（）Ａ．办公区Ｂ．高速路口Ｃ．住宅区Ｄ．风景区４．图中所示的手机功能主要运用的地理信息技术是（）Ａ．GIS Ｂ．GPS和GISＣ．RS和GPS Ｄ．RS和GIS解析：３．A ４．B 第３题，读图可知，该地单车数量在２0点左右数量少，而在１0点左右较多，极有可能为办公区，人们乘单车到办公区上班，导致１0点时办公区附近单车停放多；下班后人们再乘单车离开，导致２0点时办公区附近单车停放少，A正确。

高速路口处不论任何时段共享单车数量都较少；住宅区数量应与该时刻相反，白天少，晚上多；风景区共享单车数量这种变化也不大，B、C、D错误。

故选A。

第４题，确定地理位置主要依靠GPS，数据的统计分析依靠GIS。

故选B。

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。