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(nèi)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(wǎng)絡來獲得地面某點經(jīng)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(shù)和時間信息 用戶設備部分 GPS接收機 顯示接收機的經(jīng)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(shù)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(diào)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(diào)遣。 (5)農(nóng)業(yè)：GPS技術引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)后產(chǎn)生了“精準農(nóng)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(xiàn)“精準農(nóng)業(yè)耕作”？ 答案　利用GPS進行農(nóng)田信息定位獲取，包括產(chǎn)量監(jiān)測、土樣采集等；計算機系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)的分析處理，決策出農(nóng)田地塊的管理措施；然后把產(chǎn)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(nóng)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(xiàn)了兩種現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(jù)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(nèi)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(shù)據(jù)，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(xiàn) 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(diào)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(diào)遣，從而提高緊急事件處理部門對火災、犯罪現(xiàn)場、交通事故等的反應效率 農(nóng)業(yè) 定位 實施“精準農(nóng)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(shù)據(jù)，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(jīng)營貨物流通與運輸?shù)钠髽I(yè))的管理人員，你將如何在物流GPS網(wǎng)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(zhì)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(wǎng)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(wǎng)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(zhì)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(jù)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(jīng)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(diào)配，提高工作效率和質(zhì)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(jù)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　②監(jiān)控站?、壑骺卣居嬎愫透恼齾?shù)　④注入站?、菘臻g衛(wèi)星?、轌PS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(jīng)計算和改正參數(shù)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(jīng)度11845′54.6″E，北京時間16時59分11秒。根據(jù)經(jīng)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(jù)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(diào)度管理和跟蹤。該業(yè)務已經(jīng)應用于城市公共汽車(出租車)調(diào)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(jù)材料說出GPS的主要功能。 (2)目前，我國部分大城市堵車現(xiàn)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(jīng)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(nèi)。據(jù)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?、跐O業(yè)生產(chǎn)?、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(chǎn)、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(zhì)量　③將顯示屏中的界面切換至數(shù)據(jù)查詢界面?、茏x數(shù)，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(nóng)業(yè)生產(chǎn)，即所謂的“精準農(nóng)業(yè)耕作”。結合所學知識，完成6～7題。 6．GPS在“精準農(nóng)業(yè)耕作”中可(　　) ①獲取農(nóng)田信息　②分析處理獲取的信息?、蹧Q策管理措施?、軐a(chǎn)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(nóng)業(yè)”與“石油農(nóng)業(yè)”相比，可(　　) A．忽視農(nóng)田內(nèi)農(nóng)作物的差異 B．對同一農(nóng)田內(nèi)的作物統(tǒng)一施藥 C．在不減產(chǎn)的情況下，增加生產(chǎn)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(shù)據(jù)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(nóng)業(yè)耕作”就是將GPS技術引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實施精準耕作，可以在盡量不減產(chǎn)的情況下，降低生產(chǎn)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(wǎng)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(xiàn)，說明(　　) A．GPS技術已成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋貍涔ぞ? 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?qū)崿F(xiàn)的功能有(　　) ①網(wǎng)絡實時監(jiān)視?、讷@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(xiàn)，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(xiàn)，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(nèi)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(nèi)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(jīng)率先為汽車租賃行業(yè)的科學化管理進行了實踐，實現(xiàn)了與多種現(xiàn)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(jīng)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(jù)GPS廠商說，某些事故與美國對衛(wèi)星參數(shù)進行調(diào)整有關，并且有些零部件老化，導致下游GPS定位芯片出現(xiàn)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(nèi)的中轉(zhuǎn)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(shù)進行調(diào)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(jù)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(diào)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