高中地理全球定位系统及其应用学案2 最新.docx
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高中地理全球定位系统及其应用学案2最新
第三节全球定位系统及其应用
第1课时 全球定位系统
学习目标 1.了解全球定位系统的概念、起源和发展。
2.掌握GPS的三个组成部分及其主要功能。
3.了解GPS接收机的主要种类及其用途。
全球定位系统
1．全球定位系统（Globalpositioningsystem，简称GPS）是具有在海、陆、空进行全方位、实时①______导航与②______功能的新一代卫星导航与定位系统。
2．在GPS使用之前，远程导航与定位主要采用③________系统。
但无线电导航覆盖的工作区域④____，电波传播受⑤______影响，定位精度不高。
1958年，美国研制了世界上最早的卫星定位系统——⑥________系统（TRANSIT）。
3．GPS系统由三个部分组成：
⑦______星座、⑧__________系统、⑨________系统——GPS信号⑩________。
（1）空间星座——GPS卫星星座：
由⑪____颗工作卫星、⑫____颗备用卫星组成。
（2）地面监控系统：
包括1个主控站、3个注入站和5个监控站。
（3）用户系统：
用于接收GPS卫星发射的信号。
GPS接收机包括接收机硬件、GPS数据处理软件等用户设备。
GPS硬件由⑬______单元和⑭______单元两大部分组成。
GPS接收机能够捕获到GPS卫星的信号，实时地计算出⑮________、⑯______以及⑰______。
4．根据用途分类，GPS接收机有以下几种：
（1）⑱______型接收机：
主要用于运动载体的导航，实时给出载体的位置和速度。
此类接收机价格便宜，应用广泛。
（2）⑲______型接收机：
主要用于精密大地测量和精密工程测量。
定位精度高，仪器结构复杂，价格较高。
（3）⑳______接收机：
主要利用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。
基础达标练
考查点1 全球定位系统的组成
1．下列有关全球定位系统构成的叙述，正确的是（ ）
A．全球定位系统由24颗卫星、航天飞机、空间试验室等组成
B．由主控站、监控站和信息注入站组成
C．主要由GPS卫星接收机和GPS数据处理软件等组成
D．GPS主要由空间卫星系统、地面监控系统、用户设备系统构成
考查点2 GPS接收机的组成
2．组成GPS接收机硬件的两大单元是（ ）
A．接收机硬件、数据处理软件
B．天线单元、接收单元
C．发射单元、接收单元
D．接收单元、处理单元
考查点3 全球定位系统的功能
3．无论是在飞机或汽车上，还是在野外考察旅行途中，只要拥有手机大小的GPS信号接收机，你就能随时知道（ ）
A．自己所在地的季节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
考查点4 全球定位系统的特点
4．具有全能性、全球性、连续性和实时性特点的是（ ）
A．遥感技术B．地理信息系统
C．全球定位系统D．数字地球
5．到目前为止，我国已成功发射了数颗北斗导航试验卫星，北斗卫星导航系统除能够提供精确的定位、测速外，还能够提供的服务包括（ ）
①授时 ②通信服务 ③农作物长势预测 ④气温异常监测
A．①②B．③④C．①④D．②③
方法技巧练
3S技术的区别
读图，回答有关问题。
“3S”技术之间的关系
（1）“3S”是指________________、________________、________________三大技术系统。
（2）1998年夏秋，长江流域的洪涝灾害监测主要是靠__________系统，运用该技术的优点是________________、____________________、________________、____________、____________等。
（3）请将下列三个选项的代号填入地理信息技术的简要程序中。
A．数据处理B．空间分析C．数据库
（4）信息源的获取方式有哪些？
方法技巧 遥感、全球定位系统与地理信息系统既互为独立发展又相互促进，它们的关系是围绕着地理信息这个中心发生的。
遥感、全球定位系统与地理信息系统既独立发展又相互促进。
遥感主要用于地理信息数据的获取，全球定位系统主要用于地理信息的空间定位，地理信息系统主要用来对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价。
“3S”技术之间的联系可以简单地用下图表示：
GPS（定位）→RS→（提供信息源）GIS→（新信息）用户
一、选择题
读图，完成1～2题。
1．巴黎计划在其北部建一卫星城，其城市规划布局将采用上图D区的布局模式，主要考虑的环境要素是（ ）
A．河流的流向B．地形的起伏
C．人们的审美观念D．主导风向
2．该卫星城建好后，某出租车公司要在中心调度系统中快速查询本公司出租车的位置信息所采用的技术是（ ）
A．RS技术B．GIS技术
C．无线电呼叫技术D．GIS与GPS技术
读“我国地壳运动观测网图”，完成3～4题。
3．对地壳运动进行精确观测采取的主要技术是（ ）
A．遥感技术B．全球定位系统
C．地理信息系统D．数字地球
4．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（ ）
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
全球定位系统是现代战争中至关重要的装备。
然而，过分依赖高科技，也可能导致军人的基本功丧失。
美国《海军陆战队时报》2018年6月8日报道，许多美军官兵不会在传统地图上标注自己所在的位置，一旦GPS失灵，他们就会陷入十分危险的境地。
据此完成5～6题。
5．若一辆装备了GPS设备的汽车被恐怖分子劫持，美军不可能采取的措施是（ ）
A．启动GPS跟踪系统，锁定车辆具体位置
B．发出遥控锁车指令，使车辆强行熄火
C．通过GPS向劫持者发出警告
D．使用精确制导炸弹袭击
6．在现代战争中，美军可以利用导航型GPS系统进行（ ）
A．精确打击B．搜寻目标
C．观测敌方工事D．预报地震
7．下列关于GPS在公共交通车辆导航中的作用的叙述，不正确的是（ ）
A．能减少空载率，降低能源消耗
B．使行车、乘车安全系数大大提高
C．增加运行成本
D．在阴雨、大风等特殊气象条件下也能导航
8．把GPS技术引入农业生产的主要意义是（ ）
A．增加农田面积B．降低农业成本，提高效益
C．提高土壤肥力D．提高农业产量
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
二、综合题
9．阅读下列材料，回答问题。
材料一 在“神舟六号”飞船返回舱座椅上，放置着两个白色的包，这就是在飞船紧急情况下着陆时保护航天员安全的救生包。
其中在救生包中就安装有GPS定位。
材料二 2018年9月23日～24日，“中科院地理信息技术与产业论坛暨SuperMapGIS新产品发布会”在京召开。
本次会议共有三个主题“地理信息技术创新与产业化”、“地理信息技术应用”、“SuperMapGIS发展”。
地理信息技术的发展势必会促进我国经济的可持续发展。
（1）下列关于GPS的主要功能，描述正确的是（ ）
A．定位和导航B．定位和找矿
C．天气预报D．地质测量
（2）“3S”是指__________、______________、______________三大技术系统。
对于洪涝和干旱等自然灾害有监测作用的是________技术。
（3）分析地理信息技术在我国农业可持续发展中的作用。
知识清单
①三维 ②定位 ③无线电 ④小 ⑤大气 ⑥子午仪⑦空间 ⑧地面控制 ⑨用户 ⑩接收机 ⑪21 ⑫3⑬天线 ⑭接收 ⑮三维坐标 ⑯速度 ⑰时间 ⑱导航 ⑲测地 ⑳授时
基础达标练
1．D [GPS主要由三大子系统构成：
空间卫星系统、地面监控系统、用户设备系统。
而A、B、C三项中的内容分别构成了空间卫星系统、地面监控系统和用户设备系统。
]
2．B [GPS接收机包括接收机硬件、GPS数据处理软件等用户设备。
硬件由天线单元和接收单元两大部分组成。
]
3．C [GPS信号接收机属于全球定位系统的用户系统，它是用来确定自己所在位置的仪器。
]
4．C [全球定位系统具有全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性和实时性的特点。
在地面上的任何地点、任何时刻，只要拥有手机大小的GPS信号接收机，你就能随时知道自己所处位置的地理坐标。
]
5．A [北斗卫星导航系统除可提供精确的地理坐标、测速外，还能提供授时和通信服务。
]
方法技巧练
（1）遥感 地理信息系统 全球定位系统
（2）遥感技术 探测范围大 获得资料速度快 受地面限制少 手段多 用途广 （3）A C B （4）地图、遥感图像、野外考察、室内实验等。
数据处理→数据处理→数据库→空间分析→表达。
综合提升
1．D 2.D [第1题，巴黎地区属西风带所控制的范围，由图形可以看出工业区位于下风向。
第2题，出租车的位置确定需要GPS与GIS系统来实现。
]
3．B 4.C [第3题，全球定位系统可以提供某地理事物的经度、纬度、高程，以及地理事物的运动方向和速度等实时信息。
第4题，题目中提到的观测站应该是对我国地壳运动进行观测的，因此其主要目的应该是地震监测和预报。
]
5．D 6.A [第5题，发动袭击将会造成车内的人员伤亡。
第6题，搜寻目标和观测工事均需利用遥感技术；预报地震属于测地型接收机的应用领域。
]
7．C [GPS在公共交通车辆导航中的作用：
①合理配备车辆，能最大限度地满足乘客的要求，从而减少空载率，降低能源消耗，节省运行成本，并使行车、乘车安全系数大大提高；②及时进行事故救援；③监控司机不文明行为；④及时监控车辆的位置等。
]
8．B
9．
（1）A
（2）遥感 全球定位系统 地理信息系统 遥感（3）及时掌握农作物生长状况，分析病虫害发展情况。
解析 本题主要考查“3S”技术的区别、联系及在区域研究中的意义，重点考查全球定位系统的应用领域及特点。
GPS系统主要为用户提供目标物的三维坐标、速度、时间，从而能够精确定位和导航。
遥感技术具有动态监测的特点，可以对洪涝和干旱等自然灾害进行监测。
在农业生产中利用地理信息技术，可以监测农作物生长状况、病虫害发展趋势等，促进农业可持续发展。
第2课时 全球定位系统与定位导航
学习目标 能举例说明全球定位系统在定位导航中的作用。
全球定位系统与定位导航
1．精度高：
GPS最初设计主要是出于①______目的，其静态导航定位精度可达厘米级甚至毫米级的精度。
2．应用领域：
用途广泛，已在②______、邮电、③______、建筑、农业、气象、④________、金融、公安等部门和行业得到广泛应用。
此外，科学家用它监测地壳的微小移动，预报地震；与GIS、RS结合，为⑤________、工程管理、⑥________服务等。
基础达标练
考查点1 GPS在交通管理中的应用
1．2018年1月14日，青岛警方仅用5个小时便找到了王先生被盗的汽车。
此次警方破案主要应用了（ ）
A．GIS技术B．GPS技术
C．RS技术D．数字地球
考查点2 GPS在大地测量中的应用
2．莲花峰位于黄山中部，玉屏峰西南，东对天都峰，据“黄山风景区航测数字化测图及入库数据制作测绘工程”项目所提供的最新数字化测绘成果表明，“莲花峰”、“光明顶”、“天都峰”是黄山三大主峰。
最高峰莲花峰测定的海拔高度为1864.7米，相比过去“长高”了0.7米，这次高程的测量主要应用了（ ）
A．遥感技术B．地理信息系统
C．全球定位系统D．数字地球
考查点3 GPS的应用领域
3．下列有关GPS应用领域的叙述，不正确的是（ ）
A．GPS航海自主导航系统主要用于近海和内河船舶导航和管理
B．应用GPS可以对农业进行监控
C．应用GPS有助于实施紧急救援
D．应用GPS可以精确地测量某山的海拔高度
考查点4 GPS卫星导航的功能
4．汽车卫星导航系统的功能包括（ ）
①确定汽车的行驶路线 ②显示汽车运行中的位置
③能够大大缩短汽车的通行路程 ④对汽车进行踪迹监控
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
方法技巧练
理解GPS在农业中的应用
目前，发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，即“精准农业耕作”。
据此完成
（1）～
（2）题。
（1）GPS在“精准农业耕作”中的作用是（ ）
A．农田信息定位获取
B．管理措施决策
C．分析处理获取信息
D．估算农作物产量
（2）“精准农业”与“石油农业”相比（ ）
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肥
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
方法技巧 在解答有关GPS应用类的题目时，一定要牢牢把握其两大功能：
①定位：
地球上的任何一个地点，都有特定的经度、纬度和高程。
GPS定位操作可迅速显示出你所在地点的精确位置，帮助你解决自己“在哪里”的难题。
②导航：
GPS手持机导航可以帮助你解决“去哪里”和“如何去”的问题，这样无论你身在何处，都不会迷路。
同时，在解题的过程中，可以借助阅读与分析材料，结合题目要求，运用所学过的3S技术，进行综合分析与判断。
一、选择题
1．南极科考队测得南极内陆冰盖最高点的海拔是4183米，在测量过程中，队员们利用到的现代化技术手段为（ ）
A．全球定位系统B．地理信息系统
C．遥感技术D．地理测绘系统
2．2018年2月7日，北京市地勘局公布了《北京市地质工作“十一五”规划》，规划提出，今明两年内，本市将建4个地面沉降监测站，对全市主要地面沉降区，实现全天候实时监测，并实时向政府和社会发布。
对地面沉降监测适用的先进技术是（ ）
A．RS技术B．GIS技术C．GPS技术D．“3S”技术
3．下列有关GPS使用的叙述，不正确的是（ ）
A．GPS手持机在使用过程中必须一直处在开机状态
B．圆圈中卫星越靠近中心，表示接收到的该卫星信号越强
C．显示屏没有框条则表示还未收到卫星信号
D．显示屏显示的数据中S35°47′26″，表示的是南纬35°47′26″
4．据有关报道，伊拉克战争中伊拉克军方点燃巴格达周围浇灌石油的战壕来阻碍美军军事行动，但美专家指出烟雾对美军轰炸使用的卫星制导导弹没有影响。
因为这种导弹采用了（ ）
A．IT技术B．RS技术C．GIS技术D．GPS技术
GPS技术作为先进的测量手段和新的生产力，应用领域非常广泛。
据此完成5～6题。
5．GPS的基本定位原理是：
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。
与传统的手工测量手段相比，下列不属于GPS具有的优势是（ ）
A．测量精度高
B．操作复杂，仪器体积大
C．全天候操作
D．信息自动接收、存储，减少了繁琐的中间处理环节
6．下列对“精准农业耕作”的说法，正确的是（ ）
A．“精准农业耕作”即把GPS技术引入农业生产
B．“精准农业耕作”因为引入了GPS技术，从而使农业生产成本大大提高
C．“精准农业耕作”虽然避免了资源浪费，却对环境造成了很大的污染
D．目前，大部分国家都能进行精准农业生产
7．利用GPS可以（ ）
A．进行自然资源调查，环境监测
B．监测地球板块运动状态和地壳变形
C．预报自然灾害，对农作物估产
D．处理和管理地理数据，方便用户查询检索
8．我国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。
这标志着我国铁路干线提速已跨入世界先进行列。
这次铁路大提速主要应用到的地理信息技术是（ ）
A．地理信息系统
B．遥感技术
C．遥感技术和全球定位系统
D．全球定位系统和地理信息系统
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
二、综合题
9．读图，完成下列问题。
2018年10月1日，中华人民共和国成立60周年国庆大典的时候，那一架架雄姿英发的战鹰，分秒不差地列队通过天安门广场上空的场景，令人难忘。
（1）飞机编队能保持如此整齐的队形准时通过天安门广场，背后的秘密是什么？
（2）在此次飞行中，全球定位系统主要发挥了两个方面的作用：
一是保证________________始终如一；二是保证______________通过天安门广场。
为此，事先在飞机上的________设备中输入了各飞机间的距离和角度数据，及每架飞机起飞的时间，以保证飞机按时起飞并按一定路线飞行。
知识清单
①军事 ②交通 ③地矿 ④土地管理 ⑤资源调查 ⑥精细农业
基础达标练
1．B [汽车上安装了GPS定位系统，警方利用GPS系统，能准确获知汽车的位置。
]
2．C [全球定位系统可以准确提供地理事物的经纬度坐标和海拔高度。
]
3．A [民用GPS，主要用于交通车辆导航管理、航空器的定位及导航，以及大地测量、野外勘测、紧急救援、旅游探险、农业监控、生态研究等方面；GPS航海自主导航系统，向用户提供位置、航速、航向和时间信息，以及海图航迹显示等；由于近海和内河船舶导航和管理复杂，自动化程度低，不能完全利用GPS航海自主导航系统。
]
4．B [汽车中的导航装置可显示城市道路图和该车的位置，因而可帮助选择合理线路，缩短通行时间，但不能缩短通行距离；另外，计算机控制中心能对安装有GPS接收装置的汽车进行监控。
]
方法技巧练
（1）A
（2）D
综合提升
1．A [测得南极内陆冰盖最高点的海拔是应用了全球定位系统。
]
2．C [利用GPS定位功能可以精确观测不同地点的沉降幅度。
]
3．A [GPS手持机在使用过程中不必在整个过程中都处在开机状态，可随时用随时开，但这要消耗一定的时间用于搜索。
屏幕中的NX，EX，高度X，即表示你所在接收地点的位置为：
北纬X，东经X，海拔高度是X米。
]
4．D [卫星制导导弹能够克服地面的不利条件，准确无误地命中目标，主要得益于GPS技术的准确定位。
]
5．B [GPS在测量上的巨大优势是：
测量精度高；操作简便；仪器体积小，便于携带；全天候操作；信息自动接收、储存，减少了繁琐的中间处理环节。
]
6．A [当前，发达国家已开始把GPS引入农业生产。
精准农业可在不减产的情况下，降低农业生产成本，有效避免资源浪费，降低对环境造成的污染。
]
7．B [进行自然资源调查、环境监测及预报自然灾害，对农作物估产主要运用遥感技术。
监测地球板块运动状态和地壳变形主要运用全球定位系统。
处理和管理地理数据，方便用户查询检索主要是运用地理信息系统。
]
8．D [本题解题关键是明确“3S”技术的主要分工（功能）的不同。
纳入铁路运营系统的列车，其车次、始发站、终点站、运营时段（开车时间、终到时间）等都必须输入计算机系统（即铁路运营系统中的地理信息系统）中，以便掌握和调整运营。
另外，运行中的列车状况，如车速、列车所处位置等需要通过全球定位系统进行了解和监控。
]
9．
（1）利用了GPS定位系统。
（2）飞机编队的队形 飞机在规定的时间 GPS
解析 飞机编队要保持整齐的队形准时通过天安门广场，需要准确定位，飞机定位主要是应用飞机上的全球定位系统。
应用全球定位系统可调整飞机的飞行距离、时间、速度、路线，保证飞机编队队形的始终如一和飞机在规定的时间内通过天安门广场。
活动探究
1．资源调查：
土地探测。
例如，森林区、山坡地违规开发查报工作，使用GPS可顺利导航至可疑之变异点，并直接查询调阅地籍图等相关资料以利研究判断。
大地测量：
传统的三角测量是一件十分辛苦的事，特别是在地面三角测量点缺乏、地标不明显的情况下，测量工作格外困难。
GPS定位则无须仰仗地面控制点，只要在没有遮蔽的情况下，就几乎不受地形、地物的限制，所以使用GPS作为测量的工具，大大改善了传统测量的不便。
监测作物产量：
在联合收割机上配置计算机、产量监视器和GPS接收机，就构成了作物产量监视系统。
对不同的农作物需配备不同的监视器。
例如，监视玉米产量的监视器，当收割玉米时，监视器记录下玉米所结穗数和产量，同时GPS接收机记录下收割该株玉米所处位置，通过计算机最终绘制出一幅关于每块土地的产量分布图。
通过对土壤养分含量分布图的综合分析，可以找出影响作物产量的相关因素，从而进行具体的田间施肥等管理工作。
（P102）
2．GPS与我们的未来生活。
GPS业界流行这样一句话，“GPS的应用只受到人们想像力的限制。
”
从以上的应用中看，GPS更多的是应用在行业方面，对于行业用户，GPS是一个不可缺少的工具。
随着GPS的发展，GPS已经不再只局限于行业应用，GPS更大的一部分市场是民用级的个人消费。
车载或者手持机，将是离我们最近的一种消费。
那么，手持GPS到底对我们有多大用处呢？
先看看手持型GPS的主要功能和在山野旅行中的主要用途：
测定所在点的经纬度（坐标）和海拔高度，并可把数据储存在GPS内命名的一个航路点（Waypoint）。
记录所经路线的航迹（Track）。
GPS的旅程计算机可计算并记录总旅程距离、分段距离、现行速度、最大速度、平均速度、行走时间、停留时间、预计到达时间等各种参数。
建立由多个航路点连成的航线（Route）。
导航功能使你只需依照GPS指示的方向前进就能到达目的地：
（1）根据所记录的航迹返回出发点；
（2）根据建立的航线到达目的地；（3）迷路时寻找最近的航路点。
手持型GPS一般都有串行接口（RS－232）与个人电脑相连，用于软件升级，下载或上传航迹、航路点和航线，高级一点的还可以下载电子地图。
其他有用功能：
（1）查询任何地点、任何时间的太阳或月亮的位置，太阳、月亮的升降时间；
（2）查询任何地点的最佳钓鱼时间；（3）计算任何形状的平面面积（只需沿周边走一遍）。
相关文章可联系实际应用进行写作。
3．（P102）
GPS应用领域
主要功能
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边界等方面可以发挥其独特的重要作用
在合理施肥，精确农业管理方面的应用
依据农田土壤养分含量分布图，设置有GPS接收机的“受控应用”的喷施器，在GPS的控制下，依据土壤养分含量分布图，能够精确地给田地的各点施肥
在精确定时方面的应用
每颗GPS卫星上都有精密的原子钟，所以GPS接收器可以接收到精确的时间信息
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