高中地理第三章地理信息技術(shù)應(yīng)用3.3全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用課件湘教版.ppt

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第三節(jié) 全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用,一、全球定位系統(tǒng) 1.概念 全球定位系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱GPS),是具有在海、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,思考討論GPS導(dǎo)航定位獲取的三維信息是什么?它和通常所說的地理位置有什么區(qū)別? 提示:三維信息是指所在地的經(jīng)度、緯度和高程。我們通常所說的地理位置除經(jīng)緯度位置、海拔外,還包括某地的海陸位置、相對(duì)位置等內(nèi)容。,,3.GPS接收機(jī)的常見類型 GPS接收機(jī)種類很多,按照不同的標(biāo)準(zhǔn),有不同的分類方法。,,,,,,二、全球定位系統(tǒng)與定位導(dǎo)航 1.最初設(shè)計(jì)目的:軍事目的。 2.定位導(dǎo)航精度。 (1)靜態(tài)導(dǎo)航定位:能達(dá)到厘米級(jí)甚至毫米級(jí)的精度。 (2)動(dòng)態(tài)定位:能達(dá)到1米以內(nèi)的精度。 (3)速度測(cè)量:能達(dá)到厘米級(jí)精度。 (4)時(shí)間測(cè)量:能達(dá)到毫微秒級(jí)精度。 3.應(yīng)用領(lǐng)域。 (1)目前GPS已在交通、郵電、地礦、建筑,以及農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。 (2)科學(xué)家用它來監(jiān)測(cè)地殼的微小移動(dòng),從而幫助預(yù)報(bào)地震。 (3)GPS與GIS、RS結(jié)合,可以為資源調(diào)查、工程管理、精細(xì)農(nóng)業(yè)服務(wù)等。,,,,,,,,,,,,鏈接生活假如你是某物流公司(經(jīng)營(yíng)貨物流通與運(yùn)輸?shù)钠髽I(yè))的總經(jīng)理,你會(huì)如何利用GPS系統(tǒng)來提高物流企業(yè)的工作效率與質(zhì)量? 提示:首先建立物流GPS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),當(dāng)貨主交付貨物后,將GPS設(shè)備與貨物捆綁在一起運(yùn)輸,然后提供給貨主提貨單和GPS網(wǎng)絡(luò)查詢密碼。這樣當(dāng)貨物裝進(jìn)運(yùn)輸車輛后,貨主和物流公司都可以隨時(shí)隨地通過網(wǎng)絡(luò)按貨單號(hào)和密碼查詢貨物當(dāng)前的運(yùn)輸位置,從而提高了物流企業(yè)的工作效率和質(zhì)量。,探究一,探究二,全球定位系統(tǒng)的組成 主題活動(dòng) 材料一 GPS空間星座。,探究一,探究二,材料二 GPS接收機(jī)的信號(hào)解讀。,探究一,探究二,結(jié)合材料探究: (1)材料一中的GPS空間星座由多少顆衛(wèi)星組成?主要功能是什么? 提示:24顆。主要功能是不間斷發(fā)送各自與定位相關(guān)的參數(shù)和時(shí)間信息。 (2)材料二中的GPS接收機(jī)的主要功能是什么? 提示:GPS接收機(jī)可以接收衛(wèi)星信息,計(jì)算接收機(jī)所在點(diǎn)的位置、速度以及時(shí)間。 (3)材料二中的GPS接收機(jī)所在位置的地理坐標(biāo)是什么? 提示:經(jīng)度為116°18'50.2″E,緯度為39°58'27.9″N,海拔約為109米。,探究一,探究二,名師精講 全球定位系統(tǒng)的組成 GPS由空間星座、地面控制系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)三部分組成。,探究一,探究二,探究一,探究二,方法技巧圖示法記憶GPS三部分組成的關(guān)系,探究一,探究二,典例剖析 【例題1】讀圖,完成下列各題。 (1)如圖所示,全球定位系統(tǒng)由三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成,即 、 、 。 (2)圖中的空間星座由 個(gè)軌道面上的 顆衛(wèi)星(其中 顆備用)組成,這些衛(wèi)星不間斷地發(fā)送 和 。 (3)圖中的地面監(jiān)控系統(tǒng)主要用于 ,以及 。 (4)用戶系統(tǒng)為GPS接收機(jī),要想獲得準(zhǔn)確的定位信息,接收機(jī)必須接收到 顆衛(wèi)星的信號(hào)。,探究一,探究二,解析:全球定位系統(tǒng)由空間星座、用戶系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成?？臻g星座由24顆衛(wèi)星組成,分布于6個(gè)軌道面,可以不間斷地發(fā)送各自與定位相關(guān)的參數(shù)和時(shí)間信息。地面監(jiān)控系統(tǒng)主要用于監(jiān)測(cè)與調(diào)控衛(wèi)星及衛(wèi)星上的各種設(shè)備的運(yùn)行、工作狀況。用戶系統(tǒng)即GPS接收機(jī),可以接收衛(wèi)星信號(hào),進(jìn)行定位、導(dǎo)航。 答案:(1)空間星座 用戶系統(tǒng) 地面監(jiān)控系統(tǒng) (2)6 24 3 與定位相關(guān)的參數(shù) 時(shí)間信息 (3)監(jiān)測(cè)與調(diào)控衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作 衛(wèi)星是否沿預(yù)定軌道運(yùn)行 (4)4,探究一,探究二,全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用 主題活動(dòng) 某出租車司機(jī)被搶劫后報(bào)警。犯罪嫌疑人把車開走后,110出動(dòng)兩輛警車開始緊急尋找。不久,民警按照出租車顯示的GPS軌跡,發(fā)現(xiàn)了出租車行駛方向。大約一小時(shí)后,民警將犯罪嫌疑人擒住。,探究一,探究二,結(jié)合材料探究: (1)在GPS汽車導(dǎo)航過程中,數(shù)據(jù)信息在汽車、衛(wèi)星和車輛監(jiān)控中心之間是如何傳遞的? 提示:汽車中的GPS用戶接收了GPS衛(wèi)星信息,計(jì)算出本車的位置、速度等信息,并通過無線電信號(hào)傳送至車輛監(jiān)控中心。車輛監(jiān)控中心再根據(jù)汽車所在的位置及時(shí)為汽車提供導(dǎo)航。 (2)警察是如何追上犯罪嫌疑人的? 提示:車主報(bào)警后,警方啟動(dòng)GPS監(jiān)控系統(tǒng)和該市的電子地圖,確定所搶車輛的位置、速度以及系統(tǒng),確定最佳抓捕路徑并提供給地面警車,實(shí)施抓捕。,探究一,探究二,名師精講 GPS的應(yīng)用領(lǐng)域,探究一,探究二,探究一,探究二,方法技巧圖示法記憶全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,探究一,探究二,“3S”技術(shù)手段的選取 遙感(RS)是人的視力的延伸,它是側(cè)重于收集信息的感知手段,實(shí)質(zhì)上是“看”的過程。地理信息系統(tǒng)(GIS)是在一定的數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、對(duì)比、計(jì)算,它側(cè)重于“分析、計(jì)算”,相當(dāng)于人的“想、算”活動(dòng)。全球定位系統(tǒng)(GPS)具有定位和導(dǎo)航的功能。它的最大特點(diǎn)是工作對(duì)象是一個(gè)“點(diǎn)”或“多個(gè)點(diǎn)”,明顯區(qū)別于RS與GIS技術(shù)的工作對(duì)象——“面”。 因此,在做關(guān)于“3S”技術(shù)中選取適當(dāng)手段之類的題目時(shí),先看其工作對(duì)象是“點(diǎn)”還是“面”,是“點(diǎn)”則選用GPS,如導(dǎo)航、珠穆朗瑪峰高度測(cè)量等。如果是“面”則需看是突出監(jiān)測(cè)方面,還是需處理、計(jì)算才能得出結(jié)果,如果監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)應(yīng)選用RS技術(shù),要在某城市選取大型商業(yè)中心則應(yīng)選用GIS技術(shù)。,探究一,探究二,典例剖析 【例題2】 最近許多大城市開始出現(xiàn)摩拜單車,其沒有固定停放位置,用戶需通過手機(jī)APP查看單車位置,繼而預(yù)約并找到該車。讀摩拜單車手機(jī)APP界面圖,完成下列各題。,探究一,探究二,(1)提供每輛摩拜單車在城市準(zhǔn)確的地理位置,運(yùn)用的地理信息技術(shù)是( ) A.RS B.GPS C.GIS D.數(shù)字地球 (2)用戶需通過手機(jī)APP查看單車位置,選擇最近的單車出行,主要運(yùn)用的地理信息技術(shù)是( ) A.RS B.GPS C.GIS D.數(shù)字地球 解析:第(1)題,提供每輛摩拜單車在城市準(zhǔn)確的地理位置需要運(yùn)用GPS。第(2)題,用戶需要通過手機(jī)APP查看單車位置,選擇最近的單車出行,這就要對(duì)城市里單車和自己所在位置信息進(jìn)行分析,所以主要運(yùn)用的是GIS。 答案:(1)B (2)C,2017年春運(yùn)期間,各地交警部門都會(huì)定期查看客車GPS監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。未安裝衛(wèi)星定位裝置禁止上路。據(jù)此完成第1~3題。 1.下列不屬于全球定位系統(tǒng)的組成部分的是( ) A.空間星座 B.用戶系統(tǒng) C.地面監(jiān)控系統(tǒng) D.傳感器 2.在對(duì)我國(guó)西部一些地區(qū)進(jìn)行科考時(shí),使用全球定位系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)主要是( ) A.能為科學(xué)家提供準(zhǔn)確精密的三維坐標(biāo) B.對(duì)陸地、天空和地下可以直接拍攝圖片 C.服務(wù)過程有定時(shí)、間斷性特點(diǎn) D.通過全球定位系統(tǒng)可以隨時(shí)讀取各種信息資料,3.關(guān)于全球定位系統(tǒng)的說法正確的是( ) 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.全球定位系統(tǒng)由3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成 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 解析:第1題,傳感器是遙感技術(shù)系統(tǒng)的主要設(shè)備。第2題,全球定位系統(tǒng)可以提供準(zhǔn)確精密的三維坐標(biāo)。第3題,全球定位系統(tǒng)即GPS,它是利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來獲得地面某點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程的系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)由3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成,即空間星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)具有全天候、高精度和自動(dòng)測(cè)量的特點(diǎn)。目前GPS的主要功能是定位和導(dǎo)航,這在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域如軍事、測(cè)量、交通、救援、農(nóng)業(yè)、娛樂等方面都有所體現(xiàn)。 答案:1.D 2.A 3.B,閱讀對(duì)話,完成第4~6題。 在一次模擬戰(zhàn)爭(zhēng)中,有記者問一位飛行員:“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)沒啥兩樣?！?4.導(dǎo)航炸彈上的GPS接收機(jī)接收到的信息至少需要 顆空間衛(wèi)星提供?( ) A.3 B.4 C.5 D.6 5.導(dǎo)航炸彈上的數(shù)據(jù)由 提供。( ) A.空間衛(wèi)星 B.主控站 C.監(jiān)控站 D.信息注入站 6.導(dǎo)航炸彈上的GPS接收機(jī)可獲得工作衛(wèi)星提供的 ( ) ①三維坐標(biāo) ②速度 ③時(shí)間 ④轟炸城市的相對(duì)位置 A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④,解析:第4題,為獲取炸彈的位置、速度和運(yùn)動(dòng)方向,至少需要4顆衛(wèi)星提供信息。第5題,GPS接收機(jī)捕獲的信號(hào)由GPS衛(wèi)星提供。第6題,GPS接收機(jī)可實(shí)時(shí)計(jì)算出炸彈的三維坐標(biāo)、速度以及時(shí)間,但不能提供轟炸城市的相對(duì)位置。 答案:4.B 5.A 6.B,7.閱讀材料,完成下列各題。 中國(guó)國(guó)家GPS技術(shù)研究中心首次借助GPS高科技手段,為目前正處于地殼活躍期的青藏高原進(jìn)行“體檢”?？茖W(xué)家們經(jīng)過10年觀察,精確地測(cè)定出了目前青藏高原的垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)的年平均速率。 測(cè)定結(jié)果表明,青藏高原地殼整體上在向北、向東運(yùn)動(dòng)。喜馬拉雅山脈巖體以每年大約3.4厘米的速率相對(duì)于亞歐板塊北偏東30度左右的方向運(yùn)動(dòng),平均速率為每年8~12毫米;西藏板塊以每年2.8厘米左右的速率相對(duì)于亞歐板塊東北方向移動(dòng),速率為每年4~7毫米。這種運(yùn)動(dòng)速率的差異,導(dǎo)致青藏高原現(xiàn)今地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)以南北方向的擠壓為主,東西方向的拉伸為輔。 (1)請(qǐng)你運(yùn)用板塊構(gòu)造學(xué)說解釋一下青藏高原是如何形成的。 (2)請(qǐng)你大體說說科學(xué)家是如何利用GPS來研究喜馬拉雅山脈巖體和西藏板塊運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的。,解析:依據(jù)板塊構(gòu)造理論,青藏高原是由印度洋板塊和歐亞板塊相互擠壓碰撞形成的。以前研究青藏高原地殼的運(yùn)動(dòng)只能通過實(shí)地勘察,現(xiàn)在有了全球定位系統(tǒng)(GPS),科學(xué)家就可以利用全球定位系統(tǒng)(GPS)精確地計(jì)算出巖體的運(yùn)動(dòng)方向和速度。 答案:(1)青藏高原是由印度洋板塊和歐亞板塊相互擠壓碰撞形成的。 (2)方法大體是把測(cè)地型GPS接收機(jī)固定在喜馬拉雅山脈巖體和西藏板塊各自三個(gè)適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)的巖石上(一般要在位于斷層的兩側(cè)選擇三點(diǎn),構(gòu)成三角形監(jiān)測(cè)網(wǎng)),GPS衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息,地面接收機(jī)收到這些信息,并測(cè)得接收到的衛(wèi)星每個(gè)信號(hào)的時(shí)間,便可自動(dòng)計(jì)算出接收機(jī)所在地點(diǎn)的緯度、經(jīng)度和高程。通過長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè),便可以精確計(jì)算出喜馬拉雅山脈巖體和西藏板塊各自的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度。,