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中国版
必修1第4章第2节 地理信息技术应用
第一课时 全球定位系统及其应用
课程达标
学习目标：
　1、了解全球定位系统的概念、组成和工作原理。
　2、联系生活中的实例，说明全球定位系统在不
同领域中的应用。
3、了解我国的北斗定位系统的概况
学习重点:全球定位系统的组成和应用
学习难点:全球定位系统的工作原理和应用
目录
01
全球定位系统的概念
02
全球定位系统的组成
03
全球定位系统的工作原理
04
全球定位系统的应用
情境导入
唐僧师徒往西天取经,跋山涉水整整一天,还是前不着村后不着店,眼看太阳就要落山了,唐僧欲派悟空前去打探附近有没有寺庙,不料八戒拿出GPS手机,找到了最近、最安全的路线……
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。”
情境二
情境一
1、全球定位系统是利用卫星网络获得某点
和 系统。
2、全球定位系统最早由 研制使用？
3、说一说全球定位系统具有 、 等功能？
4、全球定位系统由 、地面监控系统、 部分组成。
5、全球定位系可应用于军事、测量、 、救援、农业、娱乐等领域。
学前检测
全球定位系统(GPS) Global positioning system
2.GPS的发展
美国在20世纪70年代初开始研制GPS，并于1994年全面建成。在全球范围内提供实时和连续的导航定位及授时服务。其主要目的是为海、陆、空三大领域，提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通信等一些军事目的， 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” 。
一、全球定位系统的概念
点拨分析
1.概念：是利用卫星网络来获得地面某点的 和 的系统。
经纬度
高程
全球四大卫星导航系统
美国GPS
俄罗斯GLONASS
格洛纳斯
欧盟
伽利略
中国
北斗BDS
地
面
监控系统
空间部分
用
户
设
备
二、全球定位系统的组成
二、全球定位系统的组成
空间部分——卫星星座
1
2
距离地面 ；
个轨道面
颗工作卫星， 颗备用卫星
20200KM
6
21
3
各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55°，轨道平面间距60°。空间系统的每颗卫星约每12小时沿近圆形轨道绕地球一周，GPS工作卫星组网保障全球任一时刻、任一地点都可对4颗以上的卫星进行观测，实现连续、实时地导航和定位。
功能：提供与定位相关的参数和时间信息
二、全球定位系统的组成
地面监控系统
功能： 和 卫星上各种设备的工作及卫星的运行 。
监测 控制
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5个监测站、一个主控站和三个注入站构成。
二、全球定位系统的组成
1
用户设备部分——GPS接收机
2
用户接收系统主要由以无线电传感和计算机技术支撑的GPS卫星接收机和GPS数据处理软件构成。
功能：显示经纬度、高度、运动方向和速度等信息，经数据处理，完成导航和定位工作
接收机信号的解读与操作
　 表示接收机所在的经纬度位置。
　 数字表示被接收信号的卫星编号，黑色柱长短表示信号的强弱。
　 卫星分布图描绘了在接收机所处位置（圆心）仰望天空能搜索到的卫星，大圆表示地平线，小圆为抬以45°角仰望天空的范围，越靠近中心，卫星信号越强。
导航型接收机
测地型接收机
授时型接收机
按用途
划分
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，他告诉你这里离王家村10千米。你于是打开地图，找到王家村，以它为圆心，按比例尺在地图上画一个半径相当于10千米的圆（图Ａ）。
然后你又遇到另一路人，他告诉你距离李家村15千米。按同样方法，绘制第二个圆（图Ｂ）。现在，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）。这就是三边测量术的原理。
三、全球定位系统的工作原理
纬度
A(x,y)
B(x,y,z)
经度
海拔
[思考]
1.在一个平面直角坐标系上，确定点A的位置，需要知道几个值？
2.在一个空间三维坐标系上，确定点B的位置，需要知道几个值？
3.要精确知道一个人在地球上的位置，必须知道几个值？
三、全球定位系统的工作原理
卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息等。所以要实现地面接收机的定位，解算观测站点的三维坐标，地面观测者最少收到3颗卫星信号。
S1
S3
S4
S2
（ X、Y、Z、T ）
GPS定位原理—
“三星定点，四星定位”
而要想精确获得任何一个运动着的物体的经纬度、高度、运动等情况，必须接收 颗GPS卫星信号。
4
失之毫厘，谬以千里
GPS的主要功能:定位、导航、精确授时。可以快速精确地确定地面某点的三维坐标（经度、纬度、高程），速度和时间。
GPS的主要优势：
总结归纳：全球定位系统
全天候：不受天气影响
优势
连续性，实时性：测量精度高
信息自动存储，
省时，效率高
全球性：全球覆盖
操作方便，便于携带
全能性：应用广泛、功能多
美国目前向全世界免费开放GPS。
但美国拥有彻底关闭GPS服务的权力。其他国家在与美国发生冲突时，就极有可能会被掐断GPS信号。
那时怎么办？
人无远虑，必有近忧，来自GPS的忧虑
坚持自力更生
求人不如求己！
北 斗 七 星
深邃夜空，斗转星移。北斗七星，自古为中华民族定方向、辨四季、定时辰。我国全球卫星导航系统以“北斗”命名，恰如其分。昔有指南之针，今有北斗导航，这是中国智慧遥隔时空的接力。
北斗
总共50颗以上卫星。地球任意一点可以看到5-12颗卫星。
集卫星定位、导航、短信报文、精密授时于一体，能够高效、快捷地实现信息传递。
1、军事：协同作战、导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现、单兵和移动装备的定位及跟踪等。
四、全球定位系统的应用
本次测量除采用1975年时的传统测量方法外，还采取GPS测量系统。
2005年10月9日上午10时，国家测绘局局长陈邦柱宣布珠穆朗玛峰高度最新测量结果：
2、测量方面
珠穆朗玛峰高度最新测量结果为8844.43米，原1975年公布的珠峰高程数据停止使用。
另外，GPS还可以监测地壳的微小移动，帮助预报地震
GPS在精密工程测量及变形监测中的应用
测量精度可以达到厘米级的程度，广泛应用于大地测量、资源勘探、地壳运动观测、地籍测量等领域。
3、交通
GPS在交通运输中的作用
GPS在交通运输中的作用
规划出最佳路线；引导驾驶；随时掌握前方路况，提高出行效率；了解出行目的地的停车状况。
4、紧急援助
利用全球定位系统对消防人员、救护人员、交
通警察进行应急调遣，提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故、交通堵塞等紧急事件的反应效率；装有GPS设备的特种车辆、渔船可在遇到突发事件时进行报警、定位；对失踪人员实施有效搜寻、救援
渔船救援
自从有了宠物猫狗GPS定位项圈，妈妈再也不用担心宠物"离家出走了"
5、GPS在精确农业中的应用
利用GPS进行农田信息定位获取，经计算机系统分析处理，决策出农田地块的管理措施，从而精确地给农田地块施肥、喷药；渔业生产中，应用GPS可准确测定鱼群位置。
确定鱼群
6、娱乐
人们出行、旅游、探险的好帮手。
个人导航助手
可以自动识别位置并播放相关景点信息
野营选址
GPS应用小结
应用类型 应用 领域 典型
案例
导航类应用 军事领域 巡航导弹
民用交通 汽车导航仪
农业应用 自动农田收割
定位测量类 应用 科学测量 珠峰高度测量
建筑工程 微小形变监测
安全防盗 汽车防盗GPS
1
2
4
军 事
测 量
救 援
3
交 通
5
农 业
6
娱 乐
概况
GPS
总结延伸
组成
应用
军事、农业、交通
、娱乐、救援等
主要的卫星导航系统
GPS的简要介绍
空间部分
地面监控系统
用户设备部分
请党放心
强国有我
典例剖析1
“精准农业耕作”是当今世界农业发展的新潮流,是由信息技术支持的,根据空间变异,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理。据此完成下列各题。

精准农业系统
(1)“精准农业耕作”生产中主要是应用了GPS技术,该技术的主要特点是(　　)
A.成本高、费用高
B.全天候、高精度
C.受天气影响大
D.操作要求高、实用效率低
(2)上题所述该技术在精准农业中的应用是(　　)
A.农田信息定位获取
B.分析处理获取的信息
C.管理措施决策
D.估算农业产量
达标演练
典例剖析2
读全球定位系统的卫星星座示意图,完成下列各题。
(1)本图显示了全球定位系统中的(　　)
A.空间部分 B.地面监控系统
C.GPS信号接收机 D.用户设备部分
(2)GPS卫星的分布使得在地球的任何地方、任何时间都可以观测到的卫星数至少(　　)
A.4颗 B.3颗 C.6颗 D.2颗
(3)图示系统的主要功能是(　　)
A.不间断地发送各自与定位有关的参数和时间信息
B.监测和控制GPS卫星是否正常工作和运行
C.接收GPS卫星发回的时间和位置信息
D.调整运动速度和航向
我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第2颗北斗导航卫星送入预定轨道。据此回答1～2题。
1．北斗卫星导航系统具有精确定位的功能，要确定地面上的任何一点的地理位置应具备的数据为（ ）
A．经度、距离、海拔高度 B．经度、纬度、海拔高度
C．经度、距离、相对高度 D．经度、纬度、相对高度
2.下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是(　　)
①GPS信号接收机　②北斗卫星　③传感器　④车载移动电话
A．①② B．①③ C．①④ D．③④
B
D
3．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．①② B．①③ C．①④ D．②④
A
4、下列哪项不是GPS的功能（　　）
A、实时分享位置 B、车辆导航
C、动态监测水污染 D、精确授时
本节课到此结束！
谢谢！
作业:课时作业本P95,P96第13题
我不去想是否能够成功，选择了远方,
便只顾风雨兼程! ——汪国真
作业布置

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