《全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用》課件3

《全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用》課件一、全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)即____。它是利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來獲得地面某點(diǎn)______和______的系統(tǒng)。GPS經(jīng)緯度高程自主學(xué)習(xí)全球定位系統(tǒng)由3個相對獨(dú)立部分組成，即________、____________和_____________。空間部分由分布在距地面20200千米的____個軌道面上的____顆衛(wèi)星組成；用戶設(shè)備部分為GPS接收機(jī)，接收3顆衛(wèi)星的信號可確定接收機(jī)所在點(diǎn)位的位置；如果接收4顆或4顆以上的衛(wèi)星信息，可計算出運(yùn)動狀態(tài)中接收機(jī)的速度?？臻g部分地面監(jiān)控系統(tǒng)用戶設(shè)備部分624二、全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用GPS具有______、______和________的特點(diǎn)，目前GPS的主要功能是________和________。其被廣泛應(yīng)用到：1．軍事領(lǐng)域：給航行中的軍艦、飛機(jī)及導(dǎo)彈提供定位和導(dǎo)航信息。2．測量：與傳統(tǒng)的手工測量手段相比，測量精度____；操作簡便；便于攜帶；______操作；信息自動接收、存儲。全天候高精度自動測量定位導(dǎo)航高全天候3．交通：對車輛跟蹤、調(diào)度管理，節(jié)省成本。4．救援：提高對______、_________、_________等緊急事件的反應(yīng)效率，在惡劣場所對失蹤人員有效搜尋、救援。5．農(nóng)業(yè)：發(fā)達(dá)國家開展“______農(nóng)業(yè)耕作”：利用GPS獲取農(nóng)田信息。計算機(jī)分析處理數(shù)據(jù)，決策出農(nóng)田地塊的管理措施，精確施肥、噴藥。達(dá)到降低農(nóng)業(yè)________，降低________的目的。漁民有了GPS，能準(zhǔn)確測定魚群位置。6．娛樂：出行、旅游、探險的好幫手?；馂?zāi)犯罪現(xiàn)場交通事故精準(zhǔn)生產(chǎn)成本環(huán)境污染1．教材第75頁“圖3-1-3全球定位系統(tǒng)的衛(wèi)星星座”提示：全球定位系統(tǒng)的空間部分由分布在距地面20200千米的6個軌道面上的24顆衛(wèi)星(其中3顆備用)組成，每個衛(wèi)星軌道面上各有4顆衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道均為接近正圓的橢圓，運(yùn)行周期約為11小時58分。衛(wèi)星的分布使全球的任何地點(diǎn)、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星，這就提供了在時間上和空間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α?．教材第75頁“圖3-1-6

GPS接收機(jī)的信號解讀”提示：(1)該圖表示接收機(jī)所在的經(jīng)度為116°18′50.2″E、緯度為39°58′27.9″N。(2)接收機(jī)所在的高度為109米，誤差為5.7米。(3)衛(wèi)星分布圖描繪了在你所處位置(圓心)仰望天空能搜索到的8顆衛(wèi)星，大圓表示地平線，小圓為抬頭以45°角仰望天空的范圍，越靠近圓心，衛(wèi)星信號越強(qiáng)。(4)數(shù)字表示被接收到信號的衛(wèi)星編號，黑色柱的長短表示信號強(qiáng)弱，一般能收到4～8顆衛(wèi)星的信號。(5)接收機(jī)往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星，這時，接收機(jī)可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組，挑選出誤差最小的一組用于定位，從而提高精度。由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星時鐘存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響等原因，使GPS的定位精度只有100米。為提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS)技術(shù)。建立基準(zhǔn)站(差分臺)，用GPS的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)與觀測值進(jìn)行比較，從而得出一個修正數(shù)，并對外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身比較，消去大部分誤差，得到一個比較準(zhǔn)確的位置。實驗表明，利用差分GPS定位精度可提高到5米。3．教材第76頁“圖3-1-7

GPS定位示意”提示：(1)每顆衛(wèi)星都有自己的精確測量范圍和延伸測量范圍。如果接收機(jī)處于3顆或3顆以上的衛(wèi)星交叉測量范圍內(nèi)，就能顯示所處位置。(2)由衛(wèi)星的位置可知，在GPS觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的三顆衛(wèi)星，就可以組成3個方程式，解出觀測點(diǎn)的位置(X，Y，Z)?？紤]到衛(wèi)星的時鐘與接收機(jī)時鐘之間的誤差——鐘差，實際上有4個未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因此需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測點(diǎn)的經(jīng)緯度、高程和運(yùn)動速度。

2012年9月28日在澳大利亞BlueScopeSteel鋼鐵公司的廠房里，無人操作的起重機(jī)牢牢夾起體積龐大的鋼板，準(zhǔn)確地放置于目標(biāo)地點(diǎn)，這就應(yīng)用了澳大利亞GPS生產(chǎn)商LocAtA公司開發(fā)生產(chǎn)的新產(chǎn)品——超高精度的地面GPS定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用合作探究根據(jù)以上材料，分析探究：全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有哪些？【例證】GPS技術(shù)具有全天候、高精度和自動測量的特點(diǎn)，因此它作為先進(jìn)的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)由國防建設(shè)領(lǐng)域迅速融入到國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的各個領(lǐng)域。據(jù)此回答下列問題。(1)無論是在飛機(jī)或汽車上，還是在野外考察、旅行，只要擁有手掌大小的GPS接收機(jī)，你就能隨時知道(

)A．自己所在地的季節(jié)B．自己所在地的天氣C．自己所在地的地理坐標(biāo)D．自己所在地的氣候(2)具有全天候、高精度和自動測量等特點(diǎn)的地理信息技術(shù)是(

)A．遙感技術(shù) B．地理信息系統(tǒng)C．全球定位系統(tǒng)D．?dāng)?shù)字地球(3)利用GPS可以(

)A．進(jìn)行自然資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測B．監(jiān)測地球板塊運(yùn)動狀態(tài)和地殼變形C．預(yù)報自然災(zāi)害，對農(nóng)作物估產(chǎn)D．處理和管理地理數(shù)據(jù)，方便用戶查詢、檢索答案(1)C

(2)C

(3)B【練習(xí)】GPS的主要功能是(

)A．為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)B．為用戶提供飛機(jī)遙感影像C．為用戶提供衛(wèi)星遙感影像D．供用戶隨時查閱有關(guān)地理信息【答案】A

[GPS的主要功能就是準(zhǔn)確定位與導(dǎo)航。]全球定位系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用軍事主要用來給航行中的軍艦、飛機(jī)及導(dǎo)彈等設(shè)施提供定位和導(dǎo)航信息，也廣泛應(yīng)用于野外行進(jìn)中單兵和移動裝備的定位及跟蹤測量利用GPS技術(shù)，測量精度可以達(dá)到厘米級的程度。當(dāng)前，GPS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大地測量、資源勘探、地殼運(yùn)動觀測、地質(zhì)測量等領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用交通租車服務(wù)、物流配送等許多行業(yè)利用GPS技術(shù)，就可以對車輛進(jìn)行跟蹤、調(diào)度管理、合理分配車輛，從而以最快的速度響應(yīng)用戶的乘車或配送請求，降低能源消耗，節(jié)省營運(yùn)成本。GPS還可以給汽車導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用救援利用GPS定位技術(shù)，可以提高緊急事件處理部門對各類緊急事件的反應(yīng)效率(快速定位定時報警、應(yīng)急救援)，如裝有GPS設(shè)備的漁船，在發(fā)生險情時，可及時定位并報警，以便能更快地得到救援；利用GPS定位技術(shù)，可對消防人員、救護(hù)人員、交通警察進(jìn)行應(yīng)急調(diào)遣，從而提高緊急事件處理部門對火災(zāi)、犯罪現(xiàn)場、交通事故等緊急事件的反應(yīng)效率；有了GPS的幫助，救援人員就可在人跡罕至、條件惡劣的大海、山野、沙漠，對失蹤人員實施有效的搜尋、救援應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用農(nóng)業(yè)把GPS技術(shù)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，即所謂的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作”可以在盡量不減產(chǎn)的情況下，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有效避免資源浪費(fèi)，降低因施肥除蟲對環(huán)境造成的污染。漁民利用GPS技術(shù)可以準(zhǔn)確地測定魚群的位置娛樂隨著GPS接收機(jī)的小型化以及價格的降低，GPS逐漸走進(jìn)了人們的日常生活，甚至與手機(jī)合二為一，成為人們出行、旅游、探險的好幫手【知識拓展】農(nóng)業(yè)GPS技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用當(dāng)前，發(fā)達(dá)國家已開始把GPS技術(shù)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，即所謂的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作”。我國部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也使用了這種先進(jìn)技術(shù)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作的方法如下圖所示：一、選擇題2012年11月30日，國家交通部再次強(qiáng)調(diào)，在國內(nèi)運(yùn)營的“兩客一?！避囕v上均安裝GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，以便于全天候、實時地監(jiān)管客車全程行駛。據(jù)此完成第1～3題。1．下列關(guān)于全球定位系統(tǒng)組成的敘述，正確的是(

)A．全球定位系統(tǒng)由24顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成B．全球定位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶設(shè)備部分組成鞏固練習(xí)C．全球定位系統(tǒng)由平臺、傳感器、信息傳輸接收裝置、數(shù)字或圖像處理設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)等組成D．GPS衛(wèi)星星座由24顆工作衛(wèi)星組成2．通常確定地球上任何一點(diǎn)的地理位置應(yīng)該具備的三個數(shù)據(jù)是(

)A．經(jīng)度、距離、海拔B．經(jīng)度、緯度、海拔C．緯度、相對高度、距離D．到兩極、赤道的距離和等高線3．利用GPS可用于(

)①大地測量②地殼運(yùn)動觀測③對車輛進(jìn)行跟蹤、調(diào)度④預(yù)測地震發(fā)生⑤野外救援A．①②③④

B．②③④⑤C．①②③⑤

D．①③④⑤【答案】1.B

2.B

3.C

[第1題，全球定位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶設(shè)備部分組成，其中，空間部分由分布在距地面20200千米的6個軌道面上的24顆衛(wèi)星(其中3顆備用)組成；地面監(jiān)控系統(tǒng)主要用于監(jiān)測和控制衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作以及衛(wèi)星是否沿預(yù)定軌道運(yùn)行；用戶設(shè)備部分為GPS接收機(jī)。第2題，每一個地點(diǎn)都是一個三維空間，包括經(jīng)度、緯度和海拔。第3題，GPS能觀測地殼運(yùn)動，但不能預(yù)報地震。]讀下圖，回答第4～5題。4．上圖是諾基亞的一款GPS手機(jī)的GPS功能顯示圖，該手機(jī)的出現(xiàn)說明了(

)A．GPS技術(shù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋貍涔ぞ連．隨著GPS技術(shù)的普及，民用GPS技術(shù)發(fā)展很快C．只有名牌的手機(jī)廠商才有能力開發(fā)GPS手機(jī)技術(shù)，中國目前還沒有掌握此技術(shù)D．手機(jī)GPS導(dǎo)航不需要通過GPS衛(wèi)星，有手機(jī)信號就行5．手機(jī)GPS功能的出現(xiàn)說明GPS逐漸走進(jìn)了人們的日常生活，成為人們出行、旅游、探險的好幫手，其原因是(

)A．GPS手機(jī)成為時尚B．GPS技術(shù)可以幫助人們選擇最合適的旅游線路，降低旅游成本C．GPS技術(shù)可以擴(kuò)大人們的出行范圍D．GPS技術(shù)可使旅游者更具安全感【答案】4.B

5.B

[本題以實際的生活實例為背景，考查全球定位系統(tǒng)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用。第4題，GPS有定位導(dǎo)航功能，接收信號時，首先需要衛(wèi)星進(jìn)行定位；GPS手機(jī)的出現(xiàn)，說明GPS已融入人們的生活，但并不是人們?nèi)粘Ｉ畹谋貍涔ぞ?；中國已?jīng)掌握了研發(fā)GPS手機(jī)的技術(shù)。第5題，人們出行、旅游、探險時用到GPS技術(shù)，說明GPS技術(shù)具有定位、導(dǎo)航的實用價值，有利于旅游者選擇旅游線路。]二、綜合題6．下圖為GPS接收機(jī)顯示的信息，讀圖，回答下列問題。(1)該目標(biāo)的經(jīng)緯度為________、________。(2)GPS為用戶提供三維坐標(biāo)，三維坐標(biāo)是指__________________________。(3)圖中位于頭頂處的衛(wèi)星代號是________。(4)圖中衛(wèi)星中，信號最強(qiáng)的三顆為________、__________、________。信號最弱的兩顆為________和________。(寫代號)【解析】

GPS的主要功能是定位和導(dǎo)航。本題考查GPS接收機(jī)信號的解讀。解答本題思路如下所示：【答案】

(1)39°58′27.9″N

116°18′50.2″E

(2)經(jīng)度、緯度、高度(3)11

(4)08

11

28

02

20教材第74頁探索思考提示：1.需要知道兩個值，即x軸和y軸的數(shù)值。2．需要知道三個值，即x軸、y軸以