2018-2019版高中地理 第三章 地理信息技術的應用 第一節(jié) 全球定位系統(tǒng)的應用學案 湘教版必修3.doc

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第一節(jié)　全球定位系統(tǒng)的應用 [學習目標]　1.結合教材相關內容，了解全球定位系統(tǒng)的基本工作原理和組成。2.聯(lián)系生活中的實例，說明全球定位系統(tǒng)在定位導航中的應用。 一、全球定位系統(tǒng)(GPS) 1．概念：利用衛(wèi)星網絡來獲得地面某點經緯度和高程的系統(tǒng)。 2．組成 系統(tǒng)結構 組成 功能 空間部分 21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星， 共同運行于6個軌道面上 不間斷地向地面監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送各自與定位相關的參數和時間信息 用戶設備部分 GPS接收機 顯示接收機的經緯度、高度、運動方向和速度等信息 地面監(jiān)控系統(tǒng) 1個主控站，3個注入站，5個監(jiān) 控站 監(jiān)測和控制衛(wèi)星上各種設備的工作及衛(wèi)星的運行 判斷 1．要獲取地面接收機的運動速度，地面觀測者最少要接收到4顆GPS衛(wèi)星的信號。(　√　) 2．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。(　√　) 3．北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)能為用戶提供連續(xù)、實時的三維位置、三維速度和精密時間，但受天氣影響較大。(　　) 二、全球定位系統(tǒng)的應用 1．GPS的特點：全天候、高精度、自動測量。 2．GPS的主要功能：定位和導航。 3．GPS的應用領域 (1)軍事：GPS最初建立的目的是為軍事應用。 GPS可對車輛進行跟蹤、調度管理，合理分配車輛 (2)測量：具有測量精度高；操作簡便；儀器體積小、便于攜帶；全天候操作；信息自動接收、存儲等優(yōu)勢。 (3)交通： ―→ (4)救援：GPS可對消防人員、救護人員、交通警察進行應急調遣。 (5)農業(yè)：GPS技術引入農業(yè)生產后產生了“精準農業(yè)耕作”。 (6)娛樂：GPS走進了人們的日常生活，成為人們出行、旅游、探險的好幫手。 思考　利用GPS如何實現“精準農業(yè)耕作”？ 答案　利用GPS進行農田信息定位獲取，包括產量監(jiān)測、土樣采集等；計算機系統(tǒng)通過對數據的分析處理，決策出農田地塊的管理措施；然后把產量和土壤狀態(tài)信息裝入帶有GPS設備的噴施器中，精準地給農田地塊施肥、噴藥。 探究點　全球定位系統(tǒng)及其應用 閱讀下面材料，完成下列各題。 材料一　上海世博會期間，GPS導航服務被廣泛應用于出租車等其他社會車輛中。 材料二　2014年8月22日，福州市公安局摧毀一盜銷電動車團伙，通過“車衛(wèi)士”GPS軌跡追蹤，共抓獲26名嫌疑人。 材料三　我國旅游業(yè)在發(fā)展過程中，出現了兩種現象：一是隨著私家車的增多，“自駕游”越來越多，盡管人們對某地道路一點也不熟，但只要有車載導航系統(tǒng)，一切都迎刃而解；二是將目光投向人跡罕至的地區(qū)，過去人們在這些地區(qū)極易迷失方向，遭遇危險，現在只要配有GPS接收機，安全就會得到保障。 1．上海世博會期間GPS對開車出行有什么作用？ 答案　規(guī)劃出最佳路線；引導駕駛；隨時掌握前方路況，提高出行效率；了解出行目的地的停車狀況。 2．旅游行車途中若有突發(fā)事件，GPS可以發(fā)揮什么作用？ 答案　確定突發(fā)事件的位置；為要趕赴突發(fā)事件現場的車輛、人員選擇最佳路線，進行導航，有利于有關人員及時到達，處理、控制突發(fā)事件。 3．根據材料可以看出，GPS應用的領域有哪些方面？除了這些，GPS還應用于哪些領域？ 答案　交通、打擊犯罪、旅游、娛樂、救援(任選兩個)。　軍事、測量、救援(任選兩個，救援不能重復)。 1．全球定位系統(tǒng)的功能、工作過程及特點 概念 利用GPS衛(wèi)星，在全球范圍內進行實時導航和定位的系統(tǒng) 組成及工作過程 用途 為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間 工作特點 全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性 在區(qū)域地理 環(huán)境研究中 的應用 在區(qū)域地理環(huán)境中利用較多的是為導航服務，地面監(jiān)控系統(tǒng)把信息傳給GPS衛(wèi)星，得出處理后的考察點的地理位置和高程，獲得精確數據，從而確定位置和前進方向，進而導航 2.全球定位系統(tǒng)的應用領域 全球定位系統(tǒng)被廣泛地應用于各種領域，在應用時主要利用其定位和導航功能。具體如下表所示： 應用領域 功能表現 具體用途 軍事 定位、導航 主要用來給航行中的軍艦、飛機及導彈等設施提供定位和導航信息，同時也廣泛應用于野外軍事行動中單兵和移動裝備的定位及跟蹤 測量 定位 GPS技術已廣泛應用于大地測量、資源勘探、地殼運動觀測、地籍測量等領域 交通 定位、 導航 對車輛進行跟蹤、調度管理，從而以最快的速度響應用戶的乘車或配送請求，降低能源消耗，節(jié)省營運成本 救援 定位 可對消防人員、救護人員、交通警察進行應急調遣，從而提高緊急事件處理部門對火災、犯罪現場、交通事故等的反應效率 農業(yè) 定位 實施“精準農業(yè)耕作”及捕魚 娛樂 定位、 導航 是出行、旅游、探險的好幫手。利用GPS技術，可以在陌生的城市迅速找到目的地，選擇最優(yōu)行駛路線 區(qū)域地理研究 在區(qū)域環(huán)境中利用較多的功能是導航服務，地面監(jiān)控系統(tǒng)把信息傳給GPS衛(wèi)星，得出考察點的地理位置和高程，獲得精準數據，從而確定位置和前進方向，進而導航 2011年6月16日，一艘“MVSuez”號商船在支付210萬美元贖金后被索馬里海盜釋放，后來又險遭另一幫海盜打劫，于是印度與巴基斯坦分別派出軍艦“戈達瓦里”號及“巴布爾”號護航。結合所學知識回答下列問題。 (1)被劫船只能迅速接近護航軍艦，得益于地理信息系統(tǒng)中的________(簡稱)系統(tǒng)。為什么？ (2)該系統(tǒng)可以向用戶提供船舶的哪些基本信息？ (3)若你是某物流公司(經營貨物流通與運輸的企業(yè))的管理人員，你將如何在物流GPS網絡平臺上利用GPS系統(tǒng)來提高物流企業(yè)的工作效率與質量？ 答案　(1)GPS　它可以向航海管理中心發(fā)送自己的位置和航向，并獲得護航艦艇編隊的位置。 (2)船舶的位置、航速、航向和時間信息；航圖、航跡顯示。 (3)當貨主交付貨物后，將GPS設備與貨物捆綁在一起運輸，然后提供給貨主提貨單和GPS網絡查詢密碼；當貨物裝上運輸車輛后，貨主和物流公司都可以隨時隨地通過網絡按貨單號和密碼查詢貨物當前的運輸位置，從而提高物流企業(yè)的工作效率與質量。 解析　第(1)題，“迅速”是關鍵詞，得益于定位導航系統(tǒng)，它可以向航海管理中心發(fā)送自己的位置和航向。第(2)題，“基本”是關鍵詞，可根據教材相關知識回答。第(3)題，由于GPS接收機在接收工作衛(wèi)星發(fā)出信號的同時，也可以把其所在地點的經緯度、高程、速度等信息不停地發(fā)送給工作衛(wèi)星，因此與電子地圖配合，可以隨時查詢貨物的位置、運動方向和速度等信息。因此，利用GPS系統(tǒng)的工作原理和定位方法，物流公司可以對貨物的運輸進行合理調配，提高工作效率和質量。 2016年12月15日，歐盟伽利略導航服務系統(tǒng)正式開通，其與美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)、中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)共同構成全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)，為用戶提供更加高效和精確的服務。據此回答1～3題。 1．GPS最初是為軍隊應用而建立的，提供美國士兵配備的GPS接收機接收到的信號的空間衛(wèi)星至少有(　　) A．3顆 B．4顆 C．5顆 D．6顆 2．配備GPS接收機的美國士兵，獲取信息的過程是(　　) ①工作衛(wèi)星獲取信息?、诒O(jiān)控站?、壑骺卣居嬎愫透恼齾怠、茏⑷胝尽、菘臻g衛(wèi)星　⑥GPS接收機接收信息 A．①②③④⑤⑥ B．②③④⑤⑥① C．③④⑤⑥①② D．④⑤⑥①②③ 3．按照用途分，導航炸彈上的GPS接收機屬于________接收機(　　) A．導航型 B．測地型 C．授時型 D．軍用型 答案　1.B　2.A　3.A 解析　第1題，GPS空間定位運動的物體最少需要接收到4顆衛(wèi)星的信號。第2題，GPS的工作過程：首先是工作衛(wèi)星獲取信息，然后傳給監(jiān)控站再由監(jiān)控站傳給主控站，經計算和改正參數后由注入站注入空間衛(wèi)星就可傳遞給用戶，用戶用GPS接收機接收信息。第3題，炸彈屬于“運動載體”，因此，其GPS接收機屬于導航型。 讀“GPS手持機界面圖”，界面上的時間為北京時間。完成4～5題。 4．此時，GPS手持機者所在地形區(qū)為(　　) A．江漢平原 B．江淮平原 C．華北平原 D．江南丘陵 5．如果此日全球晝夜平分，那么此地離日落還有約(　　) A．56分鐘 B．1小時 C．1小時1分鐘 D．1小時5分鐘 答案　4.B　5.D 解析　第4題，從手持機界面圖上可以看到的信息有：海拔17米，緯度3203′23.2″N，經度11845′54.6″E，北京時間16時59分11秒。根據經緯度很容易判斷該地位于江淮地區(qū)。第5題，如果此日全球晝夜平分，那么該地應該地方時18時日落，根據該地與120E相差114′5.4″，該地地方時比北京時間晚大約5分鐘，所以此地離日落還有約1小時5分鐘。 6．隨著我國小汽車的日益增多，汽車GPS導航服務已成為一種新興的服務，汽車GPS導航定位管理系統(tǒng)主要由車載GPS自主定位，結合無線電通信系統(tǒng)對車輛進行調度管理和跟蹤。該業(yè)務已經應用于城市公共汽車(出租車)調度管理、家用汽車出游導航等。下圖為“GPS工作原理圖”。讀圖回答下列問題。 (1)根據材料說出GPS的主要功能。 (2)目前，我國部分大城市堵車現象較嚴重。GPS對開車出行有什么幫助？ 答案　(1)為用戶提供精確的三維坐標(經度、緯度、高程)和道路行進方向。 (2)引導駕駛，提供最佳路線；隨時掌握前方路況，提高出行效率。 解析　第(1)題，GPS的主要功能是定位、導航，可為用戶提供精確的位置信息，為行駛提供明確的方向。第(2)題，利用GPS可引導駕駛，掌握前方路況。 美國將花80億美元提升全球定位系統(tǒng)(GPS)，升級周期為十年，升級后的GPS更可靠，更準確，定位精準至三英尺之內。據此完成1～2題。 1．下列不屬于全球定位系統(tǒng)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．在對我國西部一些地區(qū)進行科考時，使用全球定位系統(tǒng)，其優(yōu)點主要是(　　) A．能為科學家提供準確精密的三維坐標 B．對陸地、天空和地下可以直接拍攝圖片 C．服務過程有定時、間斷性特點 D．通過全球定位系統(tǒng)可以隨時讀取各種信息資料 答案　1.D　2.A 解析　第1題，全球定位系統(tǒng)由3個相對獨立的部分組成，即空間星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)。第2題，全球定位系統(tǒng)能夠連續(xù)不斷地為用戶提供準確的三維坐標、時間等信息。 結合“‘北斗’定位系統(tǒng)示意圖”，完成3～4題。 3．利用該定位系統(tǒng)定位時，任何一點在任一時刻地面上空至少有(　　) A．1顆GPS衛(wèi)星 B．2顆GPS衛(wèi)星 C．3顆GPS衛(wèi)星 D．4顆GPS衛(wèi)星 4．該系統(tǒng)適用的領域有(　　) ①鐵路運輸　②漁業(yè)生產?、劭碧健、苌址阑? A．①④ B．②③ C．①②③ D．①②③④ 答案　3.C　4.D 解析　第3題，地面上任何一點的坐標均為三維坐標，故至少需由3顆或3顆以上的衛(wèi)星共同確定。第4題，該系統(tǒng)已在測繪、電信、水利、公路交通、鐵路運輸、漁業(yè)生產、勘探、森林防火和國家安全等諸多領域逐步發(fā)揮重要作用。 GPS最初是為軍事應用而建立的，至今仍然由美國國防部控制。下圖是裝備了軍用GPS接收機的美國士兵。結合所學知識，完成第5題。 5．若一位美國士兵要使用接收機獲取信息，正確的操作步驟是(　　) ①盡量尋找開闊的地點?、诎撮_機鍵顯示收星界面，觀察收到衛(wèi)星信號的質量?、蹖@示屏中的界面切換至數據查詢界面?、茏x數，確定所要的信息 A．①②③④ B．④①②③ C．③④①② D．③④②① 答案　A 解析　接收信息的正確順序是接收衛(wèi)星信號→切換頁面查詢→讀取信息。 目前，發(fā)達國家已開始把GPS技術引入農業(yè)生產，即所謂的“精準農業(yè)耕作”。結合所學知識，完成6～7題。 6．GPS在“精準農業(yè)耕作”中可(　　) ①獲取農田信息　②分析處理獲取的信息　③決策管理措施?、軐a量和土壤狀態(tài)信息裝入帶GPS設備的噴藥、施肥設備 A．①②③④ B．①④ C．②③④ D．①② 7．“精準農業(yè)”與“石油農業(yè)”相比，可(　　) A．忽視農田內農作物的差異 B．對同一農田內的作物統(tǒng)一施藥 C．在不減產的情況下，增加生產成本 D．降低因施肥、噴藥對環(huán)境造成的污染 答案　6.B　7.D 解析　第6題，GPS主要是獲取空間數據以進行空間定位，其不能分析處理獲取的信息，而決策管理措施是人的工作。第7題，“精準農業(yè)耕作”就是將GPS技術引入農業(yè)生產實施精準耕作，可以在盡量不減產的情況下，降低生產成本，有效避免資源浪費，降低因施肥、噴藥對環(huán)境造成的污染。 智能手機一般具備拍照、網頁瀏覽、地圖查詢、定位導航等功能。下圖是“某智能手機的GPS功能顯示圖”。讀圖完成8～10題。 8．手機GPS功能的出現，說明(　　) A．GPS技術已成為人們日常生活的必備工具 B．GPS技術可以擴大人們的出行范圍 C．隨著GPS技術的普及，民用GPS技術發(fā)展很快 D．有手機信號就能進行GPS定位導航 9．手機GPS能夠實現的功能有(　　) ①網絡實時監(jiān)視　②獲取所處位置?、鄄檎沂Ц`汽車 ④行車路線追蹤 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 答案　8.C　9.D 解析　第8題，手機GPS功能的出現，說明隨著GPS技術的普及，民用GPS技術發(fā)展很快。第9題，GPS的功能主要是定位和導航，手機GPS可以獲取所處的位置，可以進行行車路線追蹤。 10．手機GPS功能的出現，成為人們出行、旅游、探險的好幫手，其原因正確的是(　　) A．GPS手機成為時尚 B．GPS技術可以幫助人們選擇最合適的旅游線路，不必擔心迷路 C．GPS技術可以擴大人們的出行范圍 D．GPS技術可以使旅游者玩電子游戲 答案　B 解析　人們出行、旅游、探險時用到GPS技術，有利于旅游者選擇旅游線路。 11．閱讀材料，回答下列問題。 材料　國內的汽車租賃業(yè)務起步較晚，騙租、騙盜、逾期不還車、租金無法收回、超出約定范圍行駛等行為時有發(fā)生，成為目前制約國內汽車租賃行業(yè)發(fā)展的主要原因。由深圳衛(wèi)通達公司開發(fā)完成的GPSONE系統(tǒng)已經率先為汽車租賃行業(yè)的科學化管理進行了實踐，實現了與多種現代化技術手段的有機結合，很好地解決了制約我國汽車租賃業(yè)發(fā)展的難題，在為汽車租賃業(yè)提供安全護航的同時，也為汽車租賃業(yè)的規(guī)范化經營奠定了基礎。 (1)汽車租賃中心要隨時掌握每一輛已租汽車的位置，利用的是哪一種地理信息技術(　　) A．RS B．GIS C．GPS D．DOS (2)簡述該系統(tǒng)為汽車導航過程中的工作原理。 答案　(1)C (2)汽車中的GPS接收機接收GPS衛(wèi)星信息，計算出本車的位置、速度等信息，并通過無線電信號傳送至服務中心，服務中心就可以查詢汽車位置。 解析　第(1)題，要掌握汽車的位置，需對它進行準確空間定位。全球定位系統(tǒng)就是利用GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)和GPS接收機等組成部分完成定位導航功能的。第(2)，注意GPS信號傳遞中三者之間的關系。 12．閱讀材料，回答下列問題。 材料一　車載GPS用戶導航系統(tǒng)會突然失靈，造成行車中選錯路線。據GPS廠商說，某些事故與美國對衛(wèi)星參數進行調整有關，并且有些零部件老化，導致下游GPS定位芯片出現計算錯誤而無法正常工作。 材料二　喀麥隆海關引進GPS設備監(jiān)控從阿拉伯出港在喀麥隆境內的中轉貨物，并要求貨物運輸車輛上安裝監(jiān)控顯示器。 (1)材料一“對衛(wèi)星參數進行調整”和“GPS定位芯片計算”分別屬于GPS的哪種組成部分完成的任務(　　) A．空間衛(wèi)星　地面監(jiān)控系統(tǒng) B．地面監(jiān)控系統(tǒng)　空間衛(wèi)星 C．地面監(jiān)控系統(tǒng)　用戶設備部分 D．用戶設備部分　地面監(jiān)控系統(tǒng) (2)根據自己的理解，說明GPS對行車的積極作用。 答案　(1)C (2)規(guī)劃最佳行車路線，引導駕駛；及時掌握道路交通狀況，了解出行目的地停車狀況等。 解析　第(1)題，對GPS衛(wèi)星的調整是通過地面監(jiān)控系統(tǒng)完成的，而下游GPS定位芯片是用戶設備。第(2)題，GPS可為行車提供路線選擇、引導駕駛等功能。 考點題點細目表 考點 題點 題目序號 地理信息技術的應用 全球定位系統(tǒng)的應用 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14