版高中地理第三章地理信息技术的应用第一节全球定位系统的应用学案湘教版.docx

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版高中地理第三章地理信息技术的应用第一节全球定位系统的应用学案湘教版

第一节　全球定位系统的应用

[学习目标]　1.结合教材相关内容，了解全球定位系统的基本工作原理和组成。

2.联系生活中的实例，说明全球定位系统在定位导航中的应用。

一、全球定位系统（GPS）

1．概念：

利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。

2．组成

系统结构

组成

功能

空间部分

21颗工作卫星，3颗备用卫星，

共同运行于6个轨道面上

不间断地向地面监控系统发送各自与定位相关的参数和时间信息

用户设备部分

GPS接收机

显示接收机的经纬度、高度、运动方向和速度等信息

地面监控系统

1个主控站，3个注入站，5个监

控站

监测和控制卫星上各种设备的工作及卫星的运行

判断

1．要获取地面接收机的运动速度，地面观测者最少要接收到4颗GPS卫星的信号。

（　√　）

2．GPS卫星发送的导航定位信号是一种可供无数用户共享的信息资源。

（　√　）

3．北斗卫星导航系统能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，但受天气影响较大。

（　×　）

二、全球定位系统的应用

1．GPS的特点：

全天候、高精度、自动测量。

2．GPS的主要功能：

定位和导航。

3．GPS的应用领域

（1）军事：

GPS最初建立的目的是为军事应用。

GPS可对车辆进行跟踪、调度管理，合理分配车辆

（2）测量：

具有测量精度高；操作简便；仪器体积小、便于携带；全天候操作；信息自动接收、存储等优势。

（3）交通：

―→

（4）救援：

GPS可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣。

（5）农业：

GPS技术引入农业生产后产生了“精准农业耕作”。

（6）娱乐：

GPS走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的好帮手。

思考

　利用GPS如何实现“精准农业耕作”？

答案　利用GPS进行农田信息定位获取，包括产量监测、土样采集等；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；然后把产量和土壤状态信息装入带有GPS设备的喷施器中，精准地给农田地块施肥、喷药。

探究点　全球定位系统及其应用

阅读下面材料，完成下列各题。

材料一　上海世博会期间，GPS导航服务被广泛应用于出租车等其他社会车辆中。

材料二　2014年8月22日，福州市公安局摧毁一盗销电动车团伙，通过“车卫士”GPS轨迹追踪，共抓获26名嫌疑人。

材料三　我国旅游业在发展过程中，出现了两种现象：

一是随着私家车的增多，“自驾游”越来越多，尽管人们对某地道路一点也不熟，但只要有车载导航系统，一切都迎刃而解；二是将目光投向人迹罕至的地区，过去人们在这些地区极易迷失方向，遭遇危险，现在只要配有GPS接收机，安全就会得到保障。

1．上海世博会期间GPS对开车出行有什么作用？

答案　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。

2．旅游行车途中若有突发事件，GPS可以发挥什么作用？

答案　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，进行导航，有利于有关人员及时到达，处理、控制突发事件。

3．根据材料可以看出，GPS应用的领域有哪些方面？

除了这些，GPS还应用于哪些领域？

答案　交通、打击犯罪、旅游、娱乐、救援（任选两个）。

　军事、测量、救援（任选两个，救援不能重复）。

1．全球定位系统的功能、工作过程及特点

概念

利用GPS卫星，在全球范围内进行实时导航和定位的系统

组成及工作过程

用途

为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间

工作特点

全能性、全球性、全天候、连续性和实时性

在区域地理

环境研究中

的应用

在区域地理环境中利用较多的是为导航服务，地面监控系统把信息传给GPS卫星，得出处理后的考察点的地理位置和高程，获得精确数据，从而确定位置和前进方向，进而导航

2.全球定位系统的应用领域

全球定位系统被广泛地应用于各种领域，在应用时主要利用其定位和导航功能。

具体如下表所示：

应用领域

功能表现

具体用途

军事

定位、导航

主要用来给航行中的军舰、飞机及导弹等设施提供定位和导航信息，同时也广泛应用于野外军事行动中单兵和移动装备的定位及跟踪

测量

定位

GPS技术已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

交通

定位、

导航

对车辆进行跟踪、调度管理，从而以最快的速度响应用户的乘车或配送请求，降低能源消耗，节省营运成本

救援

定位

可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故等的反应效率

农业

定位

实施“精准农业耕作”及捕鱼

娱乐

定位、

导航

是出行、旅游、探险的好帮手。

利用GPS技术，可以在陌生的城市迅速找到目的地，选择最优行驶路线

区域地理研究

在区域环境中利用较多的功能是导航服务，地面监控系统把信息传给GPS卫星，得出考察点的地理位置和高程，获得精准数据，从而确定位置和前进方向，进而导航

2011年6月16日，一艘“MVSuez”号商船在支付210万美元赎金后被索马里海盗释放，后来又险遭另一帮海盗打劫，于是印度与巴基斯坦分别派出军舰“戈达瓦里”号及“巴布尔”号护航。

结合所学知识回答下列问题。

（1）被劫船只能迅速接近护航军舰，得益于地理信息系统中的________（简称）系统。

为什么？

（2）该系统可以向用户提供船舶的哪些基本信息？

（3）若你是某物流公司（经营货物流通与运输的企业）的管理人员，你将如何在物流GPS网络平台上利用GPS系统来提高物流企业的工作效率与质量？

答案　

（1）GPS　它可以向航海管理中心发送自己的位置和航向，并获得护航舰艇编队的位置。

（2）船舶的位置、航速、航向和时间信息；航图、航迹显示。

（3）当货主交付货物后，将GPS设备与货物捆绑在一起运输，然后提供给货主提货单和GPS网络查询密码；当货物装上运输车辆后，货主和物流公司都可以随时随地通过网络按货单号和密码查询货物当前的运输位置，从而提高物流企业的工作效率与质量。

解析　第

（1）题，“迅速”是关键词，得益于定位导航系统，它可以向航海管理中心发送自己的位置和航向。

第

（2）题，“基本”是关键词，可根据教材相关知识回答。

第（3）题，由于GPS接收机在接收工作卫星发出信号的同时，也可以把其所在地点的经纬度、高程、速度等信息不停地发送给工作卫星，因此与电子地图配合，可以随时查询货物的位置、运动方向和速度等信息。

因此，利用GPS系统的工作原理和定位方法，物流公司可以对货物的运输进行合理调配，提高工作效率和质量。

2016年12月15日，欧盟伽利略导航服务系统正式开通，其与美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯系统、中国北斗卫星导航系统共同构成全球四大卫星导航系统，为用户提供更加高效和精确的服务。

据此回答1～3题。

1．GPS最初是为军队应用而建立的，提供美国士兵配备的GPS接收机接收到的信号的空间卫星至少有（　　）

A．3颗B．4颗

C．5颗D．6颗

2．配备GPS接收机的美国士兵，获取信息的过程是（　　）

①工作卫星获取信息　②监控站　③主控站计算和改正参数　④注入站　⑤空间卫星　⑥GPS接收机接收信息

A．①②③④⑤⑥B．②③④⑤⑥①

C．③④⑤⑥①②D．④⑤⑥①②③

3．按照用途分，导航炸弹上的GPS接收机属于________接收机（　　）

A．导航型B．测地型

C．授时型D．军用型

答案　1.B　2.A　3.A

解析　第1题，GPS空间定位运动的物体最少需要接收到4颗卫星的信号。

第2题，GPS的工作过程：

首先是工作卫星获取信息，然后传给监控站再由监控站传给主控站，经计算和改正参数后由注入站注入空间卫星就可传递给用户，用户用GPS接收机接收信息。

第3题，炸弹属于“运动载体”，因此，其GPS接收机属于导航型。

读“GPS手持机界面图”，界面上的时间为北京时间。

完成4～5题。

4．此时，GPS手持机者所在地形区为（　　）

A．江汉平原B．江淮平原

C．华北平原D．江南丘陵

5．如果此日全球昼夜平分，那么此地离日落还有约（　　）

A．56分钟B．1小时

C．1小时1分钟D．1小时5分钟

答案　4.B　5.D

解析　第4题，从手持机界面图上可以看到的信息有：

海拔17米，纬度32°03′23.2″N，经度118°45′54.6″E，北京时间16时59分11秒。

根据经纬度很容易判断该地位于江淮地区。

第5题，如果此日全球昼夜平分，那么该地应该地方时18时日落，根据该地与120°E相差1°14′5.4″，该地地方时比北京时间晚大约5分钟，所以此地离日落还有约1小时5分钟。

6．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对开车出行有什么帮助？

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，提供最佳路线；随时掌握前方路况，提高出行效率。

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。

美国将花80亿美元提升全球定位系统（GPS），升级周期为十年，升级后的GPS更可靠，更准确，定位精准至三英尺之内。

据此完成1～2题。

1．下列不属于全球定位系统组成部分的是（　　）

A．空间星座B．用户系统

C．地面监控系统D．传感器

2．在对我国西部一些地区进行科考时，使用全球定位系统，其优点主要是（　　）

A．能为科学家提供准确精密的三维坐标

B．对陆地、天空和地下可以直接拍摄图片

C．服务过程有定时、间断性特点

D．通过全球定位系统可以随时读取各种信息资料

答案　1.D　2.A

解析　第1题，全球定位系统由3个相对独立的部分组成，即空间星座、地面监控系统和用户系统。

第2题，全球定位系统能够连续不断地为用户提供准确的三维坐标、时间等信息。

结合“‘北斗’定位系统示意图”，完成3～4题。

3．利用该定位系统定位时，任何一点在任一时刻地面上空至少有（　　）

A．1颗GPS卫星B．2颗GPS卫星

C．3颗GPS卫星D．4颗GPS卫星

4．该系统适用的领域有（　　）

①铁路运输　②渔业生产　③勘探　④森林防火

A．①④B．②③

C．①②③D．①②③④

答案　3.C　4.D

解析　第3题，地面上任何一点的坐标均为三维坐标，故至少需由3颗或3颗以上的卫星共同确定。

第4题，该系统已在测绘、电信、水利、公路交通、铁路运输、渔业生产、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。

GPS最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国防部控制。

下图是装备了军用GPS接收机的美国士兵。

结合所学知识，完成第5题。

5．若一位美国士兵要使用接收机获取信息，正确的操作步骤是（　　）

①尽量寻找开阔的地点　②按开机键显示收星界面，观察收到卫星信号的质量　③将显示屏中的界面切换至数据查询界面　④读数，确定所要的信息

A．①②③④B．④①②③

C．③④①②D．③④②①

答案　A

解析　接收信息的正确顺序是接收卫星信号→切换页面查询→读取信息。

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”。

结合所学知识，完成6～7题。

6．GPS在“精准农业耕作”中可（　　）

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．①②③④B．①④

C．②③④D．①②

7．“精准农业”与“石油农业”相比，可（　　）

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、喷药对环境造成的污染

答案　6.B　7.D

解析　第6题，GPS主要是获取空间数据以进行空间定位，其不能分析处理获取的信息，而决策管理措施是人的工作。

第7题，“精准农业耕作”就是将GPS技术引入农业生产实施精准耕作，可以在尽量不减产的情况下，降低生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥、喷药对环境造成的污染。

智能手机一般具备拍照、网页浏览、地图查询、定位导航等功能。

下图是“某智能手机的GPS功能显示图”。

读图完成8～10题。

8．手机GPS功能的出现，说明（　　）

A．GPS技术已成为人们日常生活的必备工具

B．GPS技术可以扩大人们的出行范围

C．随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快

D．有手机信号就能进行GPS定位导航

9．手机GPS能够实现的功能有（　　）

①网络实时监视　②获取所处位置　③查找失窃汽车

④行车路线追踪

A．①②B．③④C．①③D．②④

答案　8.C　9.D

解析　第8题，手机GPS功能的出现，说明随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快。

第9题，GPS的功能主要是定位和导航，手机GPS可以获取所处的位置，可以进行行车路线追踪。

10．手机GPS功能的出现，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，不必担心迷路

C．GPS技术可以扩大人们的出行范围

D．GPS技术可以使旅游者玩电子游戏

答案　B

解析　人们出行、旅游、探险时用到GPS技术，有利于旅游者选择旅游线路。

11．阅读材料，回答下列问题。

材料　国内的汽车租赁业务起步较晚，骗租、骗盗、逾期不还车、租金无法收回、超出约定范围行驶等行为时有发生，成为目前制约国内汽车租赁行业发展的主要原因。

由深圳卫通达公司开发完成的GPSONE系统已经率先为汽车租赁行业的科学化管理进行了实践，实现了与多种现代化技术手段的有机结合，很好地解决了制约我国汽车租赁业发展的难题，在为汽车租赁业提供安全护航的同时，也为汽车租赁业的规范化经营奠定了基础。

（1）汽车租赁中心要随时掌握每一辆已租汽车的位置，利用的是哪一种地理信息技术（　　）

A．RSB．GISC．GPSD．DOS

（2）简述该系统为汽车导航过程中的工作原理。

答案　

（1）C

（2）汽车中的GPS接收机接收GPS卫星信息，计算出本车的位置、速度等信息，并通过无线电信号传送至服务中心，服务中心就可以查询汽车位置。

解析　第

（1）题，要掌握汽车的位置，需对它进行准确空间定位。

全球定位系统就是利用GPS卫星星座、地面监控系统和GPS接收机等组成部分完成定位导航功能的。

第

（2），注意GPS信号传递中三者之间的关系。

12．阅读材料，回答下列问题。

材料一　车载GPS用户导航系统会突然失灵，造成行车中选错路线。

据GPS厂商说，某些事故与美国对卫星参数进行调整有关，并且有些零部件老化，导致下游GPS定位芯片出现计算错误而无法正常工作。

材料二　喀麦隆海关引进GPS设备监控从阿拉伯出港在喀麦隆境内的中转货物，并要求货物运输车辆上安装监控显示器。

（1）材料一“对卫星参数进行调整”和“GPS定位芯片计算”分别属于GPS的哪种组成部分完成的任务（　　）

A．空间卫星　地面监控系统

B．地面监控系统　空间卫星

C．地面监控系统　用户设备部分

D．用户设备部分　地面监控系统

（2）根据自己的理解，说明GPS对行车的积极作用。

答案　

（1）C

（2）规划最佳行车路线，引导驾驶；及时掌握道路交通状况，了解出行目的地停车状况等。

解析　第

（1）题，对GPS卫星的调整是通过地面监控系统完成的，而下游GPS定位芯片是用户设备。

第

（2）题，GPS可为行车提供路线选择、引导驾驶等功能。

考点题点细目表

考点

题点

题目序号

地理信息技术的应用

全球定位系统的应用

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14