湘教版高中地理必修三第三章第三節(jié)《全球定位系統(tǒng)及其應用》 4

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1、 1999年 3月 27日 ， 北 約 部 隊 一 架 F 117A隱 形 戰(zhàn) 斗 機被 南 聯 盟 防 空 部 隊 擊 落 。 飛 行 員 在 跳 傘 的 一 剎 那 ， 通 過 手持 型 信 號 發(fā) 射 器 發(fā) 出 緊 急 呼 救 信 號 。 6小 時 后 ， 一 架MH 60G搜 索 救 援 直 升 機 降 落 在 飛 行 員 面 前 ， 把 飛 行 員接 上 直 升 機 并 安 全 返 回 基 地 。 請 問 ： 飛 行 員 發(fā) 出 的 呼 救 信號 是 什 么 信 號 ？ G PS系 統(tǒng) 信 號G PS技 術在 伊 拉 克 戰(zhàn) 爭 中 ， 伊 拉 克 點 燃 巴 格 達 周 圍 的戰(zhàn)

2、 壕 石 油 ， 阻 礙 美 軍 進 攻 。 但 美 軍 事 專 家 指出 ， 煙 霧 對 于 美 軍 的 衛(wèi) 星 制 導 導 彈 沒 有 影 響 。請 問 ：美 軍 的 衛(wèi) 星 制 導 導 彈 采 用 的 技 術 是 什 么 技 術 ？ 1、 自 主 閱 讀 教 材 ， 思 考 下 列 問 題 ：什 么 是 全 球 定 位 系 統(tǒng) ?它 由 哪 幾 部 分 組 成 ?全 球 定 位 系 統(tǒng) 的 基 本 原 理 是 什 么 ?GPS接 收 機 包 括 哪 幾 種 ?全 球 定 位 系 統(tǒng) 應 用 領 域 包 括 哪 些 ? 1、 概 念 利 用 衛(wèi) 星 在 全 球 范 圍 內 適 時 進 行

3、導 航 與 定 位 的 系 統(tǒng) 。全 球 地 面 連 續(xù) 覆 蓋 、 全 天 候 工 作 ， 不 受 天 氣 的 影 響 。提 供 三 維 坐 標 （ 經 度 、 緯 度 和 高 程 ） 。實 時 定 位 速 度 快 ， 精 度 高 ： 單 機 定 位 精 度 優(yōu) 于 10米 ， 采 用 差 分 定 位 ， 精 度 可 達 厘 米 級 和 毫 米 級 。觀 測 站 之 間 無 需 通 視 ， 觀 測 時 間 短 ； 抗 干 擾 性 能 好 ， 保 密 性 強 ； 操 作 簡 便 。功 能 多 ， 應 用 廣 。2、 特 點一 、 全 球 定 位 系 統(tǒng) （ GPS)全 能 型 、 全 球 性

4、、 全 天 候 、 連 續(xù) 性 、 實 時 性 。高 精 度 、 自 動 化 、 高 效 益 二 、 全 球 定 位 系 統(tǒng) （ G PS） 的 組 成 ： 空 間 星 座（ 24顆 衛(wèi) 星 ） 用 戶 系 統(tǒng)（ 接 收 設 備 ） 地 面 空 間 系 統(tǒng) （ 1個 主 控 站 、 3個 注 入 站 、 5個 監(jiān) 控 站 ）G PS由 三 部 分 組 成（ 1） 空 間 部 分 空 間 星 座 ：由 21顆 工 作 衛(wèi) 星 和 3顆 在 軌 備 用 衛(wèi) 星 組 成 ；任 何 時 候 、 任 何 地 點 能 觀 測 到 4顆 以 上 衛(wèi) 星 ，并 接 收 無 線 電 發(fā) 射 機 連 續(xù) 播 發(fā)

5、的 GPS信 號 。 讀 圖 思 考 ： 相 鄰 兩 個 G PS星 座 衛(wèi) 星 軌 道 平 面 之 間 的 夾 角 是 多 少 度 ? 每 個 衛(wèi) 星 軌 道 上 各 有 幾 顆 衛(wèi) 星 ?它 們 兩 兩 相 隔 多 少 度 ?答 案 ： 60度 。 G PS衛(wèi) 星 星 座 記 作(2l+3)G PS星 座 。 24顆 衛(wèi) 星 均 勻 分 布 在 6個軌 道 平 面 內 ， 各 個 軌道 平 面 之 間 的 夾 角 為60度 。4顆 ； 90度 。 每 個 軌 道 平 面 內 有 4顆 衛(wèi) 星 ， 各 顆 衛(wèi) 星 之間 的 升 交 角 距 相 差 90度 。 (2)地 面 控 制 部 分 地

6、 面 監(jiān) 控 系 統(tǒng) G PS工 作 衛(wèi) 星 的 地 面 監(jiān)控 系 統(tǒng) 包 括 1個 主 控 站 、 3個 注 入 站 和 5個 監(jiān) 測 站 。 監(jiān) 控 站 ： 獲 取 GPS衛(wèi) 星 觀 測數 據 ， 并 將 數 據 傳 送 至 主 控 站 。主 控 站 ： 收 集 各 監(jiān) 控 站 提 供 的GPS衛(wèi) 星 的 全 部 觀 測 數 據 ，計 算 GPS衛(wèi) 星 軌 道 與 衛(wèi) 星 時 鐘數 據 。注 入 站 ： 每 天 將 主 控 站 計 算 出 的 導 航 數 據 及 主 控 站 的 指 令 ，注 入 每 顆 GPS衛(wèi) 星 。 （ 3） 用 戶 系 統(tǒng) G PS信 號 接 收 機 用 戶 系 統(tǒng)

7、 用 于 接 收 G PS衛(wèi) 星 發(fā) 射 的 信 號 。 GPS接 收 機 包 括 接 收 機硬 件 、 GPS數 據 處 理 軟 件等 用 戶 設 備 。 硬 件 由 天 線 單 元 和 接 收單 元 兩 大 部 分 組 成 。 GPS接 收 機 能 夠 捕 獲 到GPS衛(wèi) 星 的 信 號 ， 實 時 計算 出 三 維 坐 標 、 速 度 以 及 時 間 。 GPS衛(wèi) 星 發(fā) 送 的 導 航 定 位 信 號 ， 是 一 種 可 供 無 數 用 戶 共享 的 信 息 資 源 。 對 于 陸 地 、 海 洋 和 空 間 的 廣 大 用 戶 ， 只 要用 戶 擁 有 能 夠 接 收 、 跟 蹤 、

8、 變 換 和 測 量 GPS信 號 的 接 收 機 ，就 可 以 在 任 何 時 候 用 GPS信 號 進 行 導 航 定 位 測 量 。 GPS系 統(tǒng) 的 工 作 過 程 G PS定 位 原 理 ： 顆 衛(wèi) 星 定 位 一 點1234 S1S3S4 S2 定 位 星 座思 考 ： GPS的 定 位 原 理 是 什 么 ?衛(wèi) 星 不 間 斷地 發(fā) 送 自 身的 星 歷 參 數和 時 間 信 息 ，用 戶 接 收 到這 些 信 息 后經 過 計 算 ， 求 出 接 收 機的 三 維 位 置 、三 維 方 向 以及 運 動 速 度和 時 間 信 息 。 要 實 現 地 面 接 收 機 的 定 位

9、， 地 面 觀 測 者最 少 要 觀 測 到 4顆 衛(wèi) 星 ， 因 為 要 解 算 觀測 站 點 的 三 維 坐 標 ， 必 須 觀 測 到 4顆 以上 的 GPS衛(wèi) 星 ， 這 4顆 衛(wèi) 星 被 稱 為 定 位星 座 。 若 只 能 收 到 3顆 衛(wèi) 星 的 信 號 時 ，它 只 能 計 算 出 二 維 坐 標 （ 經 度 、 緯 度 ） 。全 球 任 何 地 點 和 任 何 時 刻 ， 要 獲 得 準 確 的 三 維 信 息 （ 經 度 、 緯 度 和 高 程 ） ， 地 平 面 上 空 至 少 要 有 4顆 G PS 衛(wèi) 星 （ 定 位 衛(wèi) 星 ） ；若 要 確 定 一 事 物 所 處

10、的 位 置 ， 使 用 的 衛(wèi) 星 不 少 于 3顆 。 手 機 和 手 表 上 的 GPS 手 持 型 的 GPS 測 繪 使 用 的 GPS 航 空 與 航 海 使 用 的 GPS 四 、 G PS 接 收 機 的 類 型根 據 用 途 分 類 ， GPS接 收 機 分 為 ： 導 航 型 接 收 機 、 測 地 型 接 收 機 、 授 時 接 收 機 。類 型 應 用 特 點導 航 型接 收 機測 地 型接 收 機授 時 接收 機 學 會 使 用 “ G PS接 收 器 ” G PS接 收 機 是 用 于 接 受 GPS衛(wèi) 星 定 位 信 息 的 用 戶 設 備 ，其 有 兩 大 主 要

11、 用 途 ： 定 位 和 導 航 。 GPS12是 美 國 GARMIN公司 于 1998年 推 出 的 全 中 文 接 收 機 ， 是 目 前 國 內 市 場 上 的 一款 主 流 機 型 。 如 圖 ： 內 置 天 線翻 頁光 標 鍵定 位 鍵輸 入 鍵顯 示 屏導 航 鍵開 機 鍵退 出 鍵 定 位 用 G PS接 收 機 定 位 ， 詳 細 步 驟 如 下 ： A:開 機 接 收 衛(wèi) 星 信 號 ， 顯 示 收 星 畫 面 如 圖 ： 收 星 畫 面 接 收 到 的 衛(wèi) 星不 能 低 于 3顆 ， 要 選 屋 外 無 障 礙 物 的 地 區(qū) 接 收 。衛(wèi) 星 方 位 ： 上 北 下 南

12、 ， 左 西 右 東 。衛(wèi) 星 仰 角 ： 中 心 相 當 于 所 處位 置 正 上 方 ， 大 圓 代 表 地 平線 ， 中 間 圓 為 45度 仰 角 。衛(wèi) 星 編 號 ： 圖 中 數 字 表 示 地平 線 上 方 的 衛(wèi) 星 ， 數 字 反 白表 示 衛(wèi) 星 未 收 到 。黑 框 條 圖 ： 表 示 接 收 到 的 衛(wèi) 星 信 號 的 強 弱 ， 黑 條 越 高 ， 代 表信 號 越 強 ； 如 果 是 白 框 條 ， 表 示 該 顆 衛(wèi) 星 正 處 于 跟 蹤 狀 態(tài) ；如 果 黑 條 和 白 框 條 都 沒 有 ， 表 示 還 未 收 到 該 星 信 號 。 一 般 來 說 ， 圓

13、圈 中 衛(wèi) 星 越 靠 近 中 心 ， 接 收 到 的 衛(wèi) 星 信 號 越 強 。 如 圖中 接 收 到 10顆 衛(wèi) 星 ， 而 且 信 號 比 較 強 。 地 平 線衛(wèi) 星編 號衛(wèi) 星信 號 B:連 續(xù) 按 翻 頁 鍵 或 退 出 鍵 ,切 換 至 數 據 查 詢 畫 面 ,如 圖 所 示 ， 數 據 查 詢 畫 面 表 示 接 收 點 的 具 體 信 息 。航 向 ： 運 動 時 的 方 向 ， 它的 角 度 是 以 正 北 為 0 ，順 時 針 逐 漸 增 加 ， 正 東 為90 ， 正 西 為 270 ，因 此 運 動 時 可 以 椐 此 判 斷方 向 。 航 速 ： 為 固 定 顯

14、示 數 據 不能 更 改 ， 當 接 收 衛(wèi) 星 后 衛(wèi)星 會 自 動 根 據 你 的 運 動 情 況 測 定 該 值 。航 程 ： 相 當 于 里 程 表 ， 記 錄 航 行 過 的 實 際 路 程 。高 度 ： 顯 示 你 所 處 點 的 海 拔 高 度 。 圖 中 高 度 是 17m。坐 標 ： 接 收 點 的 經 緯 度 。 圖 中 坐 標 是 32 36 53.9 N、120 54 19.2 E。 時 間 ： 采 用 衛(wèi) 星 鐘 授 時 。 C:定 位 鍵 ， 顯 示 標 定 位 置 畫 面 。 如 圖 中 顯示 航 點 編 號 為 005、 經 緯 度 為 32 03.232 N，

15、118 45.923 E等 信 息 。 五 、 全 球 定 位 系 統(tǒng) 與 定 位 導 航1、 G PS靜 態(tài) 導 航 定 位 與 動 態(tài) 導 航 定 位 ： 靜 態(tài) 定 位 中 ， G PS接 收 機 在 捕 獲 和 跟 蹤 G PS衛(wèi) 星 的過 程 中 固 定 不 變 ， 接 收 機 高 精 度 地 測 量 GPS信 號 的 傳 播 時間 ， 利 用 GPS衛(wèi) 星 在 軌 的 已 知 位 置 ， 解 算 出 接 收 機 天 線 所在 位 置 的 三 維 坐 標 。 導 航 精 度 達 到 厘 米 級 甚 至 毫 米 級 。 動 態(tài) 定 位 則 是 用 GPS接 收 機 測 定 一 個 運

16、動 物 體 的 運 行軌 跡 。 GPS信 號 接 收 機 所 位 于 的 運 動 物 體 叫 做 載 體 （ 如 航行 中 的 船 艦 、 空 中 的 飛 機 、 行 走 的 車 輛 等 ） 。 載 體 上 的GPS接 收 機 天 線 在 跟 蹤 GPS衛(wèi) 星 的 過 程 中 相 對 地 球 而 運 動 ，接 收 機 用 GPS信 號 實 時 地 測 得 運 動 載 體 的 狀 態(tài) 參 數 （ 瞬 間三 維 位 置 和 三 維 速 度 ） 。 導 航 精 度 達 到 1米 以 內 ， 速 度 測量 達 到 厘 米 級 精 度 ， 時 間 測 量 達 到 毫 微 秒 級 精 度 。 2、 G

17、PS 的 用 途 ： G PS最 初 就 是 為 軍 方 提 供 精 確 定 位 而 建 立 的 ， 至 今 它仍 然 由 美 國 軍 方 控 制 。 軍 用 GPS產 品 主 要 用 來 確 定 并 跟 蹤在 野 外 行 進 中 的 士 兵 和 裝 備 的 坐 標 、 給 海 中 的 軍 艦 導 航 、為 軍 用 飛 機 提 供 位 置 和 導 航 信 息 等 。 目 前 G PS 系 統(tǒng) 的 應 用 已 經 十 分 廣 泛 ： 交 通 、 郵 電 、 地 礦 、 建 筑 ， 以 及 農 業(yè) 、 氣 象 、 土 地 管理 、 金 融 、 公 安 部 等 部 門 ； 監(jiān) 測 地 殼 的 微 小

18、 移 動 來 幫 助 預 報 地 震 ， 與 GIS、 RS結 合為 資 源 調 查 、 工 程 管 理 、 精 細 農 業(yè) 服 務 ； 進 行 海 陸 空 導 航 、 導 彈 的 制 導 、 大 地 測 量 和 工 程 側 量的 精 密 定 位 、 時 間 的 傳 遞 和 速 度 的 測 量 等 。 閱 讀 ： 車 載 G PS 的 功 用信 息 接 收 信 息 發(fā) 射 應 用 領 域通 過 車 載GPS， 可以 在 顯 示屏 上 及 時查 看 車 輛所 在 的 經緯 度 、 運行 軌 跡 、速 度 、 行進 方 向 等 車 載 電 臺 把 定 位 信息 發(fā) 送 給 監(jiān) 控 中 心 ，在 電

19、 子 地 圖 上 顯 示出 來 ， 可 對 車 輛 進行調 度指 揮 城 市 公 共 汽 車 調 度 管 理 ，旅 游 區(qū) 車 輛 報 警 與 調 度 ，海 關 、 公 安 、 海 防 等 部 門對 車 輛 的 調 度 與 監(jiān) 控 G PS 在 航 海 、 航 空 導 航 中 的 應 用應 用類 型 應 用 領 域 應 用 作 用航 海應 用 向 用 戶 提 供 船 舶 位 置 、 航 速 、航 向 信 息 、 海 圖 、 海 跡 顯 示 避 免 船 只 沖 撞 ， 確 保航 行 安 全把 自 己 的 位 置 和 航 向 發(fā) 送 到航 海 管 理 中 心 便 于 中 心 的 跟 蹤 、 搜尋

20、和 救 援航 空應 用 空 域 航 路 、 著 陸 、 機 場 監(jiān) 視和 管 理 實 現 空 域 劃 分 、 空 中交 通 流 量 管 理 、 飛 行路 徑 管 理 警 察 是 如 何 追 上 竊 賊 的 ？救 護 車 上 安 裝 了 GPS設 備 ， GPS不斷 發(fā) 出 救 護 車 位 置 信 息 ， 警 察 就 可以 根 據 GPS提 供 的 信 息 準 確 定 位 被盜 救 護 車 所 在 位 置 ， 發(fā) 現 追 蹤 并 逮捕 盜 車 竊 賊 。 1、 有 關 GPS的 特 點 的 敘 述 錯 誤 的 是 （ ） A全 天 候 ， 不 受 天 氣 影 響 B全 球 覆 蓋 ， 不 受 地

21、 域 限 制 C快 速 省 時 高 效 率 D只 能 對 低 速 運 動 物 體 進 行 定 位 和 導 航2、 GPS衛(wèi) 星 定 位 的 基 本 原 理 是 ， 地 面 上 任 何 一 點 ， 在 任 一 時 刻 ， 地 平 面 上 空 至 少 有 多 少 顆 GPS衛(wèi) 星 （ ） A 3顆 B 4顆 C 21顆 D 24顆3、 全 球 定 位 系 統(tǒng) 的 功 能 在 于 （ ） 、 為 各 類 用 戶 提 供 精 密 的 三 維 坐 標 、 為 用 戶 提 供 飛 機 遙 感 影 像 C、 為 用 戶 提 供 衛(wèi) 星 遙 感 圖 像 D、 供 用 戶 隨 時 查 詢 有 關 地 理 信 息

22、4、 通 過 手 持 信 號 系 統(tǒng) ， 救 援 隊 可 以 不 斷 地 得 知 遇 險 隊 員 的 位 置 ， 并 很 快 到 達 被 救 援 的 人 員 所 在 地 。 這 主 要 是 利 用 了 這 一 技 術 的 哪 一 特 征 （ ） A全 天 候 B連 續(xù) 性 C 全 能 性 D 全 球 性D BAB RS技 術 、 GIS技 術 、 GPS技 術 等 現 代 化 技 術 是 國 土 整 治和 區(qū) 域 發(fā) 展 研 究 中 應 用 比 較 廣 泛 的 技 術 手 段 。 回 答 ：1、 通 過 地 圖 、 遙 感 圖 像 、 野 外 考 察 等 獲 得 的 數 據 在 GIS技術 程

23、 序 中 屬 于 （ ） A數 據 處 理 B信 息 源 C數 據 庫 D表 達2、 中 央 電 視 臺 每 天 新 聞 節(jié) 目 中 提 供 的 衛(wèi) 星 云 圖 主 要 使 用 了 （ ） 遙 感 技 術 地 理 信 息 技 術 全 球 定 位 技 術 A B C D 2、 能 在 很 短 時 間 內 獲 得 全 面 資 料 的 技 術 是 （ ） A、 遙 感 技 術 B、 地 理 信 息 技 術 C、 全 球 定 位 技 術 D、 電 子 通 信 技 術4、 要 想 隨 時 知 道 自 己 所 處 位 置 的 地 理 坐 標 ， 需 要 擁 有（ ） A、 全 球 定 位 技 術 B、 GPS信 號 接 收 機 C、 地 理 信 息 技 術 D、 遙 感 技 術BA A B